蚯蚓磨浆发酵产物减轻苹果连作障碍的机制

[目的]探究蚯蚓磨浆发酵产物防控苹果连作障碍的可行性.[方法]蚯蚓(Eisenia foetida)用湿法磨碎后,加入枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和黑曲霉菌(Aspergillus niger)发酵,发酵物用于试验.盆栽试验土壤采自27年龄的苹果园,供试作物为平邑甜茶幼苗.蚯蚓发酵物施入土壤,在苹...     

蚯蚓粪缓解草莓连作土壤障碍的作用

【目的】土壤灭菌处理已成为草莓生产中土传病害综合管理的重要措施,但是土壤灭菌明显抑制了土壤微生物的活性,影响草莓植株的生长。有机肥中含有大量的生物活性物质,尤其是蚯蚓粪。本研究通过观测连作土壤灭菌后施用不同有机肥对草莓植株地上部和地下部的影响,为减缓草莓植株生长的连作障碍提供有机肥选择。【方法】采用温室盆栽草莓模拟试验,首先在去除土壤化感效应影响基础上设置土壤灭菌和正常土壤栽培两个处理,探讨土壤灭菌对草莓植株不同阶段地上部叶片及地下部根系生长影响,在此基础上以相同连作土壤进行另一个盆栽试验,设置不灭菌土壤加无机肥料(LW)、 加牛粪(LN)、 加蚯蚓粪(LQ)处理,灭菌土壤加无机肥料(LMW)、 加牛粪(LMN)、 加蚯蚓粪(LMQ)共6个处理。调查了不同处理开花前苗期草莓植株地上部叶片及地下部根系的生长状况。【结果】土壤灭菌处理较相应未灭菌处理显著抑制了草莓花前幼苗阶段植株地下部的生长(P＜0.05),在果实成熟期、 盛果期及盛果末期植株生长均存在补长效应。土壤灭菌改变了草莓植株地上部和地下部正常的生长发育进程,植株不同发育阶段根冠比发生变化。无论连作土壤灭菌与否,施用无机肥料处理较施用有机肥处理显著抑制了根系生长(P＜0.05)。在不灭菌土壤上,施用蚯蚓粪处理草莓植株根系总长、 根系总表面积、 根尖数及根叉数与施用牛粪处理差异不显著,但灭菌土壤上,施加蚯蚓粪与施加牛粪相比,显著增加了草莓植株根系总长、 根系表面积及根叉数(P＜0.05)。【结论】蚯蚓粪与牛粪和无机肥料相比具有显著的生物活性。在草莓连作土壤灭菌后施用具有生物活性的蚯蚓粪,可以促进根系生长,缓解土壤灭菌对草莓植株生长发育的影响,是值得推荐的有效措施。     

大豆连作障碍的研究进展

从生物学、微生物学和植物营养生理学的角度及诸多障碍因子等方面,综合评述和分析了国内外大豆连作研究的现状,阐述了目前国内外学者提出的各种应对连作问题的策略和技术措施,提出大豆连作障碍研究仍有待解决的问题和研究方向。     

蚓粪减轻苹果砧木平邑甜茶幼苗连作障碍的土壤生物学机制

【目的】有害真菌数量的增加是造成苹果连作障碍的主要原因。本文探讨了蚓粪对苹果连作障碍的防控效果以及作用机理。【方法】以苹果常用砧木平邑甜茶 (Malus hupeheusis Rehd.) 为试材进行了盆栽试验,供试土壤为棕壤,取自山东省泰安市25年的红富士老果园。以连作土壤为对照 (CK),设灭菌连作土壤 (TM)、连作土壤施用蚓粪 (YF)、连作土壤施用灭菌蚓粪 (MYF) 共4个处理。幼苗生长一年后,测定平邑甜茶生物量、根系相关指标,分析土壤可培养微生物类群及土壤酶活性。【结果】与连作土壤CK相比,蚓粪(YF)和灭菌蚓粪 (MYF) 处理的平邑甜茶植株干重显著提高了351.1%和348.2%;蚓粪处理 (YF) 和灭菌蚓粪 (MYF) 处理都显著促进了平邑甜茶植株根系的生长,提高了植株根系的抗氧化酶活性和根系呼吸速率,两个处理间无明显差异;YF处理土壤细菌、放线菌数量分别增加了107.8%和97.7%,真菌数量减少了17.1%。实时荧光定量PCR结果显示,施入蚓粪后 (YF) 连作土壤中尖孢镰刀菌的数量下降了51.0%,MYF处理的尖孢镰刀菌数量降低了57.6%,YF和MYF两个处理间无显著差异;YF处理的土壤磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别比CK提高了97.9%、540.9%、213.1%和109.4%。【结论】在连作土壤上添加蚓粪或灭菌蚓粪,均可显著增加土壤中细菌和放线菌数量,降低真菌特别是尖孢镰刀菌数量,改善连作土壤微生物环境,进而减轻苹果连作障碍带来的危害,提高土壤酶活性,促进植株根系健康生长,提高平邑甜茶幼苗的生物量。     

蚯蚓粪和活性污泥浸提液对马铃薯致病菌的抑制作用

为探究有机废弃物蚯蚓粪和活性污泥浸提液对马铃薯致病菌立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）和尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）的抑制作用,该研究采用皿内生长速率法测定了蚯蚓粪和活性污泥浸提液及二者混和液的抑菌作用,并通过盆栽试验分析了它们对马铃薯促生抑病效果。结果表明,蚯蚓粪和活性污泥浸提液对立枯丝核菌和尖孢镰刀菌均有显著的抑制作用,浸提液的100倍稀释液对立枯丝核菌抑制作用分别可高达78.3%和98.8%,对尖孢镰刀菌的抑制作用分别为60.1%和75.8%;2种废弃物浸提液混合后具有协同增效作用,混合液稀释1000倍后,对立枯丝核菌的抑制率为98.6%,对尖孢镰刀菌的抑制率为72.6%。将有机废弃物浸提液高温灭菌后,对病原菌抑制效果极大的下降,与空白对照相比相差较小。盆栽试验结果表明,蚯蚓粪和活性污泥的浸提液能有效防治马铃薯茎溃疡病,2种浸提液1∶1混合稀释200倍后,防治效率高达75.0%。而且蚯蚓粪和活性污泥浸提液灌根施用能促进马铃薯幼苗的生长,浸提液1∶1混合稀释200倍后施用,与对照相比株高增长了56.8%。综上,有机废弃物蚯蚓粪和活性污泥浸提液对马铃薯致病菌具有显著抑制效果,2种废弃物浸提液混合施用对马铃薯茎溃疡病的防治有协同增效作用。     

大豆连作障碍及调控技术研究进展

综述了近15年来有关大豆连作引起的根分泌物及残茬腐解物的自毒作用、植株营养失调、病虫危害加重、土壤微生物种群数量和生物肥力及土壤某些理化性质改变等障碍因素方面的研究，总结了提高连作大豆产量品质的主要调控措施。在此基础上，对有关研究需进一步关注的几个问题进行了讨论。     

大豆连作障碍及调控技术研究进展

综述了近 15年来有关大豆连作引起的根分泌物及残茬腐解物的自毒作用、植株营养失调、病虫危害加重、土壤微生物种群数量和生物肥力及土壤某些理化性质改变等障碍因素方面的研究 ,总结了提高连作大豆产量品质的主要调控措施。在此基础上 ,对有关研究需进一步关注的几个问题进行了讨论     

烟草连作障碍研究进展

烟草因连作种植导致产量和品质的下降已成为当前烟叶生产中面临的全国性难题。本文以连作对烟草的危害为切入点,从烟田土壤营养失调、根系中化感自毒物质积累、土壤生物学环境恶化等角度阐述了烟草连作障碍的产生机理,介绍了当前消除烟草连作障碍的主要调控措施,并对烟草连作障碍领域的研究及技术发展方向进行了展望。     

蚯蚓原位堆肥提升番茄连作土壤质量研究

[目的]连作障碍引起的土壤质量劣变是制约种植业可持续发展的瓶颈问题之一.已有研究表明蚯蚓腐熟粪肥能有效提升连作障碍土壤质量.本研究比较了蚯蚓原位腐熟粪肥和使用异地腐熟粪肥对提高土壤理化和生物学性状的效果,以提出高效可行的蚯蚓堆肥施用模式.[方法]田间试验在宁夏连续种植5年番茄的温室内进行,供试番茄品种为'粉宴1号'.试...     

蚯蚓-蚯蚓粪分离-收获工艺与关键部件试验

蚯蚓堆肥是实现农业有机固体废弃物减量化、无害化、资源化和增值化的生物处理技术之一。蚯蚓堆肥结束后,如何将成熟活体蚯蚓从大量堆肥物料中快速分离收获,是目前规模化蚯蚓堆肥亟需解决的难题之一。为实现蚯蚓体快速、高效、稳定的分离和收获,该研究提出了蚯蚓堆肥产物3步分离收获工艺方法,并针对此工艺中的动态斜面分离收获关键部件和工艺参数开展了试验研究。在此基础上,结合力学分析、EDEM离散元仿真模拟揭示了蚯蚓分离关键过程中的动力学机制。结果表明：本研究所提出的分离工艺可较好实现蚯蚓、蚯蚓粪的分离和集中收获,动态斜面在蚯蚓-蚯蚓粪分离过程中起关键作用,利用了蚯蚓体表液膜接触粘附摩擦特性强,易粘附于斜面,而动态斜面作用下蚯蚓粪滚动摩擦力小的特性,蚯蚓与蚯蚓粪抛落于动态斜面后因受力差异导致两者呈相反方向运动,实现分离。蚯蚓-蚯蚓粪分离收获的最优参数组合为安装锥形分离器下,分离收获斜面速度50 mm/s、倾角为30°。基于此工艺方法处置蚯蚓粪-蚯蚓混合物料10 kg耗时55.36 s,在蚯蚓收获区的蚯蚓收获率为（81.50±5.55）%,蚯蚓粪含杂率接近于0,物料总收获率为（96.56±1.79）%。研究结果可提高蚯蚓堆肥产物分离收获的速度与效率,为规模化蚯蚓堆肥机械装备化、减少人工作业和降低成本提供借鉴与参考。     

自毒作用与连作障碍

自毒作用是连作障碍的发生机制之一,该作用主要是由有机酸、醛类芳香酸、香豆素、醌类、生物碱和类萜等植物次生代谢产物及其分解产物所引起的。其作用机理包括增加细胞膜膜通透性、降低酶活性、抑制植物的养分吸收等。相应的矫治措施主要有合理施肥、施用微生物制剂、嫁接、轮作和间套作等。本文综述了自毒作用在连作障碍中的作用机制以及相应的矫治措施。     

黄土高原设施农业中的土壤连作障碍

在黄土高原的延安日光温室条件下,通过田间试验研究了黄瓜不同连作年限土壤的肥力特性、土壤微生物特性以及对黄瓜生长发育和产量的影响。结果表明,随着黄瓜连作年限的延长,土壤主要肥力指标明显上升,但N、P肥增加的幅度与K的比例失调;土壤中细菌和真菌数量明显增加,而放线菌无明显增加,甚至降低;黄瓜主要病害发生程度加重;不同连作年限土壤对黄瓜生长特性和产量均有极为显著的影响。     

连作障碍产生机理及防控现状

由于我国人口的迅速增长、耕地资源限制和粮食作物产区相对比较集中等各种因素的共同影响,在农业生产中作物长期连作已经形成了一个较为普遍的发展态势。随着连作年限的增长,作物的生产受到不同程度的影响,因此由连作所引发的一系列连作障碍已成为制约农作物生产可持续发展的一个重要原因,并引起了全球各方的广泛重视。许多作物在长期连作模式中都会发生连作障碍,这主要是由于植物的自毒作用、土壤中致病微生物的增殖、微生物区系失衡和土壤理化性质的劣变所引起的,目前科研工作者们根据连作障碍重要因子研究出了多种绿色有效的生物防控方法,主要通过研制生物菌剂、有机肥、土壤强还原措施以及噬菌体疗法等来防控连作障碍,各项试验证明这些方法都是切实有效的,而且绿色环保,符合我国绿色可持续发展理念。鉴于此,本综述针对目前连作障碍产生的主要因素,以及近年来提出的防控连作障碍的各种措施进行了阐述,并对该领域未来的研究方向进行了展望,为之后的连作障碍研究提供理论依据,以期克服作物连作障碍难题,促进新农业的健康可持续发展。     

长期定位施氮对连作番茄土壤可培养微生物数量的影响

以蔬菜长期定位施肥试验为基础,采用选择性培养基培养微生物,研究长期施氮对连作番茄土壤微生物的组成及数量的影响,并测定了土壤养分,探讨了土壤微生物与土壤养分的相关性。结果表明:处理AN0土壤好气性固氮菌数量最多,显著高于其他处理,处理AN1和BN2显著低于其他处理,施用有机肥可提高土壤中好气性固氮菌的数量。处理AN1氨化细菌数量,显著高于其他处理,BN2和AN2氨化细菌数量较少,有机肥和低浓度氮肥配施可提高土壤中氨化细菌数量,施用高浓度氮肥降低氨化细菌数量。施用有机肥可提高土壤中亚硝化细菌、反硝化细菌和纤维素分解菌的数量。反硝化细菌数量与全磷和速效磷含量显著相关,亚硝化细菌数量与碱解氮、速效钾和速效磷含量显著相关。纤维素分解菌与全氮、碱解氮、速效磷、有机质和速效钾含量显著相关。     

芝麻连作对农艺性状及土壤生化特性的影响

利用盆栽试验,研究了不同年限连作对芝麻农艺性状、产量性状、土壤化学性状和微生物数量的影响。结果表明:与正茬相比,连作情况下芝麻的株高、果轴长度、单株蒴数、单蒴粒数、千粒重、单株产量均显著下降。连作1~3年,单株蒴数下降范围为8.41%~20.85%,单蒴粒数为7.32%~18.16%,千粒重为4.69%~14.72%,单株产量为11.86%~44.07%,并且连作年限越长,农艺性状变劣越严重。连作对芝麻根际土壤微生物活性影响较大,导致根际土壤微生物菌群改变,比例失调。随着连作年限增加,土壤中微生物总量下降,根区土壤中细菌、放线菌、真菌数量都有显著下降,连作3年,分别下降了66.1%、76.2%、56.0%;根际土壤中细菌、放线菌数量下降,而真菌数量增加。土壤速效氮、磷、钾,交换性钙、镁,有效锰、硼、铁、铜和锌随连作年限增加而下降,连作3年,土壤速效磷、钾,交换性钙,有效硼、铁和锌的养分递减率都达5%以上,连作还导致土壤供肥能力变差。     

连作条件下不同施肥处理对设施黄瓜产量和品质的影响

研究了连作条件下不同施肥处理对设施黄瓜产量和品质的影响。结果表明:在连作条件下,农民传统施肥和不施肥均会造成黄瓜产量下降、品质变劣。合理施肥能够相对减小产量的降幅,提高黄瓜的品质。随着设施黄瓜连作年限的延长,农民传统施肥黄瓜产量、Vc、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、有机酸含量均降低,黄瓜果实硝酸盐含量不断增加。减施氮磷肥、增施钾肥有机肥及优化施肥黄瓜产量降低,Vc、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、有机酸含量均升高,黄瓜果实硝酸盐含量降低。综合产量和品质两个因素,优化施肥效果最佳,与农民传统施肥相比,产量降幅减小74.7%,Vc、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、有机酸含量分别提高39.6%、17.7%、29.3%、53.0%、20.7%,黄瓜果实硝酸盐含量降低20.6%。     

基于专利数据的连作障碍防治技术发展趋势分析

连作障碍严重影响着作物的产量和品质，研发高效的连作障碍防治技术是实现集约化农业可持续生产的关键。基于incoPat科技创新情报平台，检索并分析2000年至2019年期间国内外连作障碍防治技术的专利产出，对专利申请数量、技术构成、区域分布、主要申请人、法律状态等方面分析，揭示国内外作物连作障碍防治技术领域的研发状况、技术发展趋势和产学研情况。近年来，作物连作障碍防治技术领域专利数量急剧增加；结合现代生物和材料等新兴技术发展，新的研发充分考虑了连作障碍生物防治技术产品化和应用的结合；我国在作物连作障碍防治技术领域的专利申请机构多为企业和个人，高校和科研院所申请的专利转化率低，高校/科研院所与企业合作申请的专利数量少。连作障碍防治技术领域的应用成为焦点，生物和材料新技术成果正引入连作障碍生物防治技术的开发；中国在连作障碍防治领域的产学研合作和专利技术质量亟需加强。     

我国设施栽培连作障碍特征与成因及防治措施的研究进展

连作是目前我国设施农业的主要栽培方式,连作障碍是土壤修复的世界性难题。本文系统阐述了国内设施栽培出现的连作障碍特征(如酸化、盐渍化、养分失衡、重金属及其他有害物质积累、土传病害发生严重)与成因,并分别从农艺、生物、化学、物理4个方面简述了各种防治技术在缓解设施连作障碍过程中的作用效果。最后总结了设施连作障碍及防治技术研究中尚待解决的科学问题及研究方向,以为我国设施连作障碍的发生发展机理研究和防治技术提供科学依据。     

不同有机物料对连作大豆根际土壤线虫的影响

为探讨大豆连作体系下农业废弃物为主的不同有机物料对根际土壤线虫的影响,选用6种不同有机物料,设正茬和连作两种处理进行对比分析根际土壤线虫群落差异。结果表明:土壤线虫中重要的优势属和关键属种cp值均为3,说明其繁殖和抗干扰能力比较强。连作7年后根际土壤线虫营养类群中杂食-捕食性线虫相对丰度下降明显,植物寄生线虫相对丰度显著提高,食细菌线虫、食真菌线虫丰度略有提高;相较单施化肥(CK)处理,添加有机物料明显抑制连作大豆根际土壤中植物寄生线虫的大量增长,不同施肥处理效果分别为:猪粪秸秆菌渣牧草鸡粪黄腐酸生物有机肥CK,与正茬相比,各连作处理依次增长6.48%、15.34%、15.98%、18.51%、24.35%、26.33%和27.4%。土壤线虫的生态指数较CK相比也有明显改善。土壤线虫对肥料的响应取决于作物及肥料的质量和养分含量;土壤线虫优势营养类群、优势属种和关键属种可以有效地指示农业土壤健康状况和大豆田间线虫病害的发生程度。