杨改河教授团队在土壤微生物生态及养分循环研究方面取得新进展

正近日,西北农林科技大学农学院杨改河教授带领的农业区域发展与循环农业团队在土壤微生物生态研究上取得新进展。土壤微生物是陆地生态系统的最重要的生命组分,是物质循环与转化、能量流动的过程中最核心的环节。该项成果以全球尺度为背景分析不同干旱水平、强度以及生态系统类型土壤微生物量和群落的变化特征。研究证实:干旱对微生     

根际微生态系统中钾素转化与循环研究进展

钾是植物生长所必需的大量营养元素之一，钾素在植物代谢和植物组织与器官之间营养物质的运输机制中起着关键作用。植物主要通过根部吸收土壤中的钾素并由转运蛋白运输，此外钾素的转化和循环与解钾微生物紧密相关，在植物-土壤-微生物生态系统中起着至关重要的作用。本文综述了根际微生态系统中钾素的转化与循环，包括土壤中钾的存在形式和转化、植物对钾的吸收和利用、土壤微生物解钾菌的研究。深入了解根际微生态领域钾素转化与循环的过程，可为农业生产中钾素调控及植物生态修复提供理论依据。     

不同施肥和栽培措施对水稻土壤微生物多样性的影响综述

土壤微生物与人类粮食生产有着密不可分的关系,是土壤-植物系统中的重要纽带。水稻是我国重要的粮食作物,对稻田土壤微生物的研究有利于解决农业生产理论和技术的瓶颈问题。分析了水稻生长发育过程中与碳氮循环相关的土壤微生物变化,阐释了施肥和栽培措施对稻田土壤微生物多样性的影响,从施肥措施、种植制度、耕作方式、研究技术方面进行了综述;最后,对进一步开展水稻土壤微生物多样性研究提出展望,以期为研究水稻高产、高效栽培技术提供参考,为维护田间土壤生态健康提供理论依据。     

稻田生态系统氧化亚氮(N_2O)排放微生物调控机制研究进展及展望

氧化亚氮(N_2O)是第三大温室气体,对全球气候变化具有显著影响。稻田是重要的N_2O排放源,追踪稻田N_2O产生及排放关键过程的微生物调控机制,可以为农田土壤氮素循环研究以及稻田N_2O减排提供有价值的信息。微生物调控的硝化作用和反硝化作用是稻田N_2O排放的主要来源。基于此,我们在过去十年的研究中,依托中国科学院桃源农业生态试验站,以水稻田淹水-落干和施肥为关键过程,从水稻根际、土层深度、反应底物浓度等方面探明了土壤硝化反硝化过程和N_2O排放特征及其微生物调控机制;提出了开发稻田土壤微生物资源,提高土壤N_2O消纳能力的可能策略;构建了可以有效降低稻田氮素损失和N_2O排放的基于化肥一次性深施的减氮控磷施肥技术,并在实际农业生产中进行了示范推广。本文对上述研究取得的成果,以及国内外相关研究结果进行了全面综述。结合分子生物技术在土壤科学研究中的应用,今后的研究工作将会从以下几个方面开展:1)解析土壤微生物与土壤生产力和生态环境之间的关系;2)在基因组和转录组水平构建农田土壤碳氮循环功能微生物分析平台;3)解析土壤微生物分布与生态功能之间的关联机制;4)根系—土壤—微生物之间的协同机制以及植物—内生菌—土壤微生物之间相互影响的分子机制;5)加强对实用技术的研发,把基础研究成果转化为生产力,服务农业生产和生态文明建设。     

南京农业大学环境与地质微生物学团队

团队简介团队长期致力于农业微生物资源、农业生态环境保护、元素生物地球化学循环等研究。围绕土地整治中的关键问题,以修复和治理重金属污染土地为主要目标,以微生物学为特色,重点挖掘特殊生境微生物资源,探究微生物-植物-金属元素之间的相互作用,开展根际和内生有益菌修复重金属污染土壤的关键共性原理研究、耕地安全利用的生物治理产品和技术研发、微生物资源库构建和应用研发。     

便携式堆肥茶酿造装置及生产技术的研究

堆肥茶是应用生产生活中的植物废料如杂草、蔬菜叶、秸秆、动物粪便等经过有氧发酵提取营养物质和有益细菌及真菌的提取液,是一种简单有效的天然有机肥料,对绿色有机农产品的安全生产具有促进作用,可以有效促进废弃资源在农业经济系统中的高效再生,减少外部资源投入和农业废弃物排放,实现资源合理循环再利用和生态环境保护,符合循环经济的基本准则。堆肥茶是一个易发挥种群优势的微生物资源库、土壤微生物的营养源和促生物质代谢库,它能够调控土壤微生物群落的代谢功能和结构,改善土壤质量,并具有一定的抑制真菌抵抗植物病虫害的作用,因此堆肥茶具有重要的生物效应和改善生态功能。     

不同施肥制度对南方旱地红壤微生物组结构和功能影响研究进展

土壤微生物组在促进土壤养分循环、提高土壤固碳能力和维持土壤肥力等方面具有重要的作用。红壤是我国南方重要的耕地资源,但其有机质含量低、水土流失严重,且面临着土壤酸化导致的活性铁铝增加、作物生长受限和微生物活性下降等严峻问题。我国近年来基于红壤旱地长期定位试验和短期培育试验开展了很多工作,在通过调控红壤微生物组以缓解土壤酸化、增加有机质含量和提高氮磷养分有效性方面取得了突破性进展。本文综述了红壤区农田土壤微生物组结构的主要驱动因素,回顾和比较了长期施用化肥、有机肥和有机无机配施等不同施肥制度对我国南方旱地红壤微生物组结构和功能影响的研究工作,阐述了有机培肥制度对红壤微生物群落多样性的积极效应;总结了配施有机肥在提高红壤有机碳周转功能类群和氮磷代谢功能类群丰度,促进红壤有机碳分解、维持有机质稳定和提高土壤氮磷养分有效性等方面的重要作用;探讨了高多样性微生物群落中关键特殊性代谢功能对驱动微生物群落装配和维持土壤生态功能稳定的作用。最后,对我国旱地红壤微生物组未来的研究方向进行了展望,强调了可以通过改进微生物培养策略、明确微生物组不同类群的功能特征和驱动因素、充分挖掘农业微生物组资源、开发调控红壤微生物组的微生物肥料产品和高效农业管理措施来提高红壤养分循环效率、促进有机质稳定和降低铁铝活性,充分发挥微生物组在红壤耕地资源可持续利用与农业绿色发展中的作用。     

根际微生物与土壤植物关系的研究进展

本文将基于土壤中所存在的根际微生物、以及在其他土壤中的植物种植生态模式等角度,进一步对土壤中的 根际细胞微生物与其他土壤植物之间的关系问题进行综述,以期为今后开展农业机械化生产、森林植物保护、植被生 态恢复、污染治理以及土壤的修复等领域的环境治理工作提供了参考。     

稻鱼共生中的物质循环及生态效益研究

为了进一步优化现有的稻鱼共生结构，探寻解决稻鱼共生模式现存问题的方法，对稻鱼共生中的物质循环及生态效益进行研究。采用理化因子测定及数据分析法，测定了稻田土壤理化因子变化以及土壤微生物群落变化，分析稻鱼共生中的物质循环。使用采样测定法及生化指标对比法测定了稻鱼共生对双极水稻群体及本地鲫鱼产量的影响。最后分析稻鱼共生的生态效益，对稻鱼共生中的物质循环及生态效益进行研究。结果表明，稻鱼共生模式能有效提高水稻种植区域的物质循环速率，有助于提高水稻种植的生态效益，应用优化后续的种养技术，可以提高农业经济产值。     

以微生物为核心的循环农业发展模式及效益

分析微生物在循环农业中的作用,介绍以微生物为核心的循环农业模式,并对其关键技术及效益进行分析,以期为发展以微生物为核心的循环农业提供参考。     

利用微生物肥料进行土壤生态修复治理的研究

目前社会的发展造成了严重的生态破坏情况,其中土壤生态遭到破坏为农业发展带来了很大的阻碍。而现今利用微生物肥料进行生态修复是一种较为有效的生态治理方法,因此,对其在生态修复中的作用进行多角度分析,并对其应用于不同污染情况下的土壤生态修复治理进行研究,为此种土壤生态修复方法的使用提供一些理论依据。     

复合菌肥对枣园土壤养分及微生物的影响研究

生物调控是改善土壤质量、实现农业可持续发展的有效手段,施用复合菌肥具有改善土壤生态环境、加快有效养分循环转化、增强作物吸收利用、提高作物对病虫害的防御能力等作用。为了探讨复合菌肥对枣园土壤的施用效果,笔者研究了其对枣园土壤养分及主要微生物类群的影响,旨在了解复合菌肥对枣园土壤的生态效应及其机理,并为其在枣园推广应用提供依据。     

全国高科技农业循环产业发展中心——微生物研究所

<正> 全国高科技农业循环产业发展中心微生物研究所,其主要目标在于促进微生物高科技的产业化,使微生物技术为循环型农业服务。基于该发展目标,研究所将研究重点定位于生态养殖中的微生物技术(包括生物饲料技术)、生态种植中的微生物技术(包括生物肥料技术)、废弃物的资源化利用(特别是农业和养殖业废弃物的资源化利用)。自成立以来,组建起一支专业的科研队伍,先后     

生态与常规种植对土壤养分、微生物及重金属的影响

为探讨生态种植模式对土壤环境的影响,以四川成都府南河上游地区安龙村生态农业和传统农业为研究对象,比较分析了生态种植与常规种植模式对土壤养分、微生物及重金属的影响。结果表明：除细菌含量外,生态种植的土壤中微生物碳含量及真菌、放线菌数量均高于常规种植,生态种植改善了土壤中微生物群落结构;生态种植土壤中重金属Cr、Pb、Hg和As含量均低于常规种植,Cd含量相差不大,生态种植带入的重金属较少;生态种植土壤中总氮、总磷、有效氮及有效钾的含量均高于常规种植,但总钾和有效磷的含量低于常规种植,这与两种种植方式下农业投入品不同密切相关。研究表明,生态种植能一定程度提升土壤养分,改善土壤微生物群落结构,并有效减少种植带入的重金属。     

多茬口轮作套养模式在生态循环农业中的应用

一个良性循环的农业系统,其动植物、微生物之间存在着多种多样生物间的物质、能量关系,品种越多,生物多样性越大,循环系统就越健全。本文对多茬口轮作套养模式在生态循环农业中的应用展开探讨。     

农田土壤好氧氨氧化和甲烷氧化交互作用机制的研究进展

从农田土壤生态系统中硝化和甲烷氧化的研究意义、氨氧化和甲烷氧化的功能微生物演替规律，以及二者交互作用机制三个方面综述了现阶段取得的主要研究成果，并进一步阐述了土壤碳氮元素生物地球化学循环机制研究的科学问题和面临的挑战。未来研究应充分利用学科交叉，结合宏观结果和土壤微观动态过程，揭示土壤中不可培养微生物代谢能力及其在土壤生物地球化学循环中的重要作用，逐步实现对土壤生态过程的预测和调控。     

稳定性同位素探针技术在土壤功能微生物原位鉴定的应用

新近发展起来的稳定性同位素探针技术(SIP)与分子生物学方法结合,能够定向发掘复杂环境中参与特定生态过程的微生物资源,是土壤功能微生物原位鉴定的有效手段,具有广阔的应用前景.其原理是环境样品中的功能微生物代谢同化同位素标记的底物,通过对其生物标志物(即DNA、RNA、PLFA等)进行提取、分离、鉴定和比对分析,以此获取介导土壤物质转化和循环过程的功能微生物的直接信息.本文在分别介绍SIP技术在土壤功能微生物原位鉴定过程中的各种前处理方法、生物标志物选择及后续鉴定方法的基础上,综述了SIP技术在研究驱动土壤有机污染物生物降解、碳氮循环等过程的功能微生物原位鉴定的应用进展,展望了SIP技术在土壤微生物基因组学方面的应用前景.     

干湿交替条件下的土壤C、N循环过程研究进展

在干湿交替的条件下,对土壤中C、N的循环以及土壤团聚体结构、土壤胀缩性、土壤微生物和酶活性等的影响进行了综合评述。研究表明,干湿交替对有机C矿化、腐殖化和N矿化、硝化与反硝化产生影响,且与土壤团聚体结构、土壤胀缩性以及土壤微生物和酶活性密切相关。此外,针对目前研究的不足,提出了今后的研究方向,认为干湿交替下土壤C、N循环过程与土壤中微生物特性有关系,为进一步开展干湿交替条件下C、N循环在土壤中转化,为农业生产提供了科学依据。     

土壤氮素转化及相关微生物过程研究

研究土壤氮素转化及微生物作用机制,对减少化肥施用、减少环境污染、保持农业可持续发展、影响氮素循环方面具有重要意义。本文系统介绍了土壤氮素形态、土壤氮素转化及微生物过程,包括生物固氮、固氮微生物、固氮量计算,氨化及氨化微生物,硝化-反硝化作用及其微生物过程机理研究,综述了土壤氮素转化的研究新进展,并针对宁夏农业现状提出了研究展望。     

不同有机质含量农田土壤微生物生态特征

 【目的】土壤微生物在陆地生态系统中对土壤健康有重要的生物指示功能。比较东北不同有机质含量农田黑土间土壤微生物的生态特征,为维持或提高东北农田黑土的生态功能提供理论依据。【方法】于中国科学院海伦农业生态实验站,利用Biolog法与常规分析方法相结合测定空间移位（嫩江、北安、海伦、德惠、梨树）5年后5种不同有机质含量农田黑土在相同的气候条件下微生物生物量、微生物活性、群落结构及其代谢特性。【结果】土壤微生物量碳、基础呼吸、细菌数量随有机质含量的增加而增加,而真菌数量则随土壤有机质含量的增加而降低;且有机质含量最高的北安土壤与其它土壤之间的差异达到显著水平。平均色度变化表明,有机质含量最高的北安土壤中的微生物群落代谢能力高于有机质含量最低的梨树土壤;主成分分析表明,不同有机质含量农田黑土微生物群落对碳源的利用不同,有机质含量较高的北安和嫩江黑土中的土壤微生物对a-丁酮酸、腐胺、D,L-a-甘油的利用能力较高。土壤有机质含量最高的北安农田黑土微生物群落的丰度、多样性和均匀性指数最高。【结论】在外界环境一致的条件下,农田黑土有机质含量不同可影响土壤微生物群落的代谢功能及其代谢能力。