白星花金龟幼虫虫粪可培养微生物的分离鉴定及特性研究

[目的]筛选可培养功能微生物,为农业废弃物的循环利用提供微生物资源。[方法]以喂食废菌渣的白星花金龟幼虫虫粪为研究对象,采用平板涂布法分离虫粪中的可培养微生物,并对其分解纤维素和蛋白质能力进行初步探究。[结果]共分离出细菌5株、真菌3株,经鉴定,分别为纤维化纤维微细菌、铅黄肠球菌、原玻璃蝇节杆菌、谷氨酸杆菌、灰色链霉菌、热带假丝酵母、长枝木霉和白地霉。其中纤维化纤维微细菌和灰色链霉菌具有降解蛋白质的能力,在酪蛋白培养基上透明圈直径与菌落直径的比值(HC)分别为7.259±0.417和1.971±0.584;原玻璃蝇节杆菌、灰色链霉菌、白地霉、长枝木霉具有降解纤维素的能力,在羧甲基纤维素钠上经刚果红染色后透明圈HC分别为1.166±0.028、2.044±0.245、1.075±0.029、1.288±0.048。[结论]纤维化纤维微细菌、原玻璃蝇节杆菌、灰色链霉菌、白地霉和长枝木霉可作为食用菌废菌渣等农业废弃物循环利用的菌种资源。     

施用中药渣堆肥对土地整治区新改土土壤细菌多样性及群落结构的影响

[目的]探讨施用中药渣堆肥对土地整治区新改土土壤细菌多样性及群落结构的影响,为土地整治区新改土的培肥及中药渣的资源化利用提供科学依据.[方法]采用Illumina MiSeq平台高通量测序技术,在高粱—油菜轮作模式下,设4种中药渣堆肥用量处理,分别为复合肥900 kg/ha(CK)、中药渣堆肥30 t/ha+复合肥900 kg/ha(ZYZ1)、中药渣堆肥60 t/ha(ZYZ2)和中药渣堆肥90 t/ha(ZYZ3),高粱收获后采集0~20 cm土层样品,测定土壤基本理化性质,进行土壤细菌16S rRNA测序,并分析土壤细菌多样性、群落构成及相对丰度,并进行土壤理化性质与细菌群落多样性的相关分析.[结果]与CK相比,随着中药渣堆肥用量的增加,土壤pH和有机质含量逐渐升高,土壤全钾含量先降低后升高,土壤全磷和速效钾含量先升高后降低;各中药渣堆肥处理的土壤铵态氮、硝态氮和水溶性磷酸根含量均显著低于CK(P<0.05).基于16S rRNA的高通量测序共获得119108个有效序列,得到7759个OTUs.施用中药渣堆肥会改变新改土土壤细菌群落组成,增加了5~6个土壤细菌菌门数量;提高了绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acido-bacteria)的相对丰度,增幅分别为7.1%~16.7%和5.4%~10.6%;降低了变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度,降幅为8.4%~21.2%.多样性分析结果表明,随着中药渣堆肥用量的增加,土壤细菌多样性表现出先增加后减少的变化趋势.聚类分析结果表明,4个处理归为2类,即CK和ZYZ3、ZYZ1和ZYZ2.冗余分析结果表明,土壤细菌群落主要受pH、NO3--N和有效钾含量的影响,同时有机质、全钾、P3O43-和NH4+-N也对其有一定影响.[结论]施用中药渣堆肥能提升土地整治区土壤肥力,改善其细菌群落组成,但要合理控制其施用量,以施用30 t/ha中药渣堆肥+复合肥900 kg/ha与施用60 t/ha中药渣堆肥为佳.     

连续4年施用生物炭对土壤细菌多样性及其群落结构的影响

为了研究生物炭对于植烟土壤改良的长期影响,通过连续4年的田间试验,设置4个试验处理:不施生物炭和化肥的休耕处理(FL)、施用化肥(CK)、化肥+1.5 t·hm~(-2)生物炭(B1.5)和化肥+15 t·hm~(-2)生物炭(B15)。研究了生物炭对土壤理化性质、细菌多样性及群落结构特征的影响,并分析了影响细菌群落特征的土壤因子。结果表明,同不施炭处理相比,施用生物炭可以显著提高土壤含水率、速效钾、碳氮比和有机质含量(P0.05),显著降低土壤容重(P0.05)。施用生物炭显著提高土壤团聚体稳定性,施炭处理的土壤团聚体平均质量直径(MWD)和机械稳定性团聚体(DR_(0.25))含量均显著高于不施炭处理(P0.05)。生物炭显著增加土壤细菌丰富度(P0.05),同时显著改变细菌群落结构。土壤容重、速效钾和团聚体指标是细菌群落结构变异的主导性因子。综上,生物炭施用4 a后对土壤理化特性有显著的影响,其中某些关键土壤因子的改变驱动了土壤细菌群落的生态演替。     

饵料对蚯蚓粪细菌群落结构多样性的影响

以牛粪、猪粪和污泥等有机废弃物作为蚯蚓饵料,利用细菌16S rDNA V3区特异扩增及变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,比较了不同饵料及饵料改变对蚯蚓粪细菌群落结构多样性的影响.结果表明:(1)与所取食的饵料相比,蚯蚓粪细菌群落结构多样性均有不同程度的下降,蚯蚓粪与对应饵料之间细菌群落结构相似性范围为15.3％～37.7％;(2)来自不同饵料的蚯蚓粪细菌群落结构相似性范围为17.2％～39.1％,其中以牛粪和猪粪为饵料时,蚯蚓粪细菌群落结构相似性最高,与对应的饵料细菌群落结构相似性相比,提高了近1倍;(3)当饵料由猪粪改为牛粪后,随着时间延长,蚯蚓粪细菌群落结构多样性逐渐下降并趋于稳定,并且蚯蚓粪与饵料牛粪的细菌群落结构相似性由0d的33.2％逐渐下降到21d的14.8％并趋于稳定.由此可知,饵料的种类及转换可以影响蚯蚓粪细菌群落结构多样性.     

臭氧污染和EDU喷施对小麦叶际细菌群落的影响

为研究O3浓度升高和亚乙基二脲（EDU）喷施对小麦叶际微生物群落的影响,本研究以农麦88为供试植物,于2021年3月1日至5月13日,利用完全开放式熏蒸系统（Free-Air Concentration Enrichment,FACE）,对其进行环境O3浓度（A处理）和1.5倍环境O3浓度（E处理）的熏蒸,同时设置叶面喷施6次450 mg·L^-1 EDU或等量清水的处理,研究O3浓度升高、叶面喷施EDU及其相互作用条件下小麦叶际细菌群落alpha多样性与结构的变化。结果表明： E处理使农麦88株高降低了9.4%（P<0.05）,而E处理下叶面喷施EDU使小麦株高增加11.0%。E处理、EDU处理及其交互作用对小麦叶际细菌群落alpha多样性没有显著影响。非度量多维尺度（NMDS）和主坐标分析（PCoA）的结果均表明,E处理、EDU处理显著影响了叶际细菌群落结构;叶际优势菌门按相对丰度由高到低分别为Proteobacteria（相对丰度84.7%~94.8%,其中Gammaproteobacteria占比75.2%~94.3%）、Bacteroidetes（1.3%~13.1%）和Firmicutes （1.6%~5.4%）; E处理条件下EDU显著降低了Gammaproteobacteria的相对丰度,同时提高了Bacteroidetes的相对丰度。另外,优势菌属的相对丰度也发生了显著变化,较之于A处理,E处理使Pseudomonas和Serratia属的相对丰度分别显著下降了50.6%~57.2%和41.4%~65.5%（P<0.05）;在E处理下EDU使Erwinia的相对丰度显著下降了73.0%。结果表明,O3浓度升高和EDU喷施虽然对小麦叶际细菌群落alpha多样性没有显著影响,但改变了群落结构; EDU可能通过提高环境适应性强的菌群丰度来提高小麦对O3胁迫的耐受性。     

生物炭对小麦根际和根内微生物群落结构的影响

为了研究生物炭对小麦根际和根内微生物群落组成的影响,开展盆栽培养试验,利用高通量测序技术分析生物炭对小麦根内、根际和空白土壤中细菌群落结构组成的影响.结果表明,小麦根内微生物的群落多样性显著(P<0.05)低于根际和空白土壤中的微生物群落多样性,即植物根系能够过滤和筛选部分微生物在其根内定殖生长,其中,变形菌门(Pro...     

添加麦秸对鸡粪堆肥过程中氮素减排及细菌群落的影响

好氧堆肥是实现鸡粪资源化利用最主要的技术手段,然而在堆肥过程中氮素损失较为严重,既降低肥效又引起严重的污染。本文以纯鸡粪堆肥为对照,利用麦秸将鸡粪堆肥的C/N调节至15,分析了堆肥过程材料中理化性质、氮素转化和微生物群落变化,探讨了减少堆肥氮素损失的技术与机理。结果显示,加入麦秸后堆肥高温持续时间达到23 d,比对照延长了9 d,pH较对照组明显降低,氮素损失降低了39.67%。硝态氮含量达到281.99 mg·kg^-1,比对照增加了68.75%。微生物群落趋于稳定,具有硝化功能的细菌o＿＿Staphylococcales、o＿＿Brachybacterium、f＿＿Staphylococcaceae、g＿＿Staphylococcus、g＿＿Salinicoccus相对丰度比对照分别增加了88.45%、96.39%、88.45%、96.08%、79.20%,有利于堆体氮素保留和转化。试验结果表明,加入麦秸秆之后影响了鸡粪堆肥的细菌群落结构,增加了具有硝化功能的细菌丰度,从而减少了堆体氮素的损失。     

2种昆虫虫粪对辣椒生长及果实品质的影响

[目的]黄粉虫Tenebrio molitor(L)和白星花金龟Protaetia(Liocola)brevitarsis(Lewis)的幼虫虫粪都含有较丰富的营养成分,研究2种虫粪在提高农作物产量及品质上的应用潜力.[方法]选定辣椒为试验对象,以盆栽的方法分别设置添加0.5％、1％、2％、4％、8％的黄粉虫幼虫虫粪和...     

生物除臭菌对猪粪堆肥腐熟效果的影响

【目的】研究生物除臭菌对猪粪堆肥腐熟过程的影响,为利用生物除臭菌改善生猪养殖场生态环境提供参考。【方法】利用猪粪进行堆肥发酵,试验设添加生物除臭菌处理,以不添加生物除臭菌处理作对照,测定不同处理对堆肥的温度、pH、含水量和种子发芽指数(GI)的影响。【结果】添加生物除臭菌处理相比对照处理更易提高猪粪堆肥温度,提前4 d达到高温阶段;两种处理堆肥pH均保持为8.0~9.0;堆肥第30 d,添加生物除臭菌处理含水率为28%,达到腐熟标准,而对照为33%;添加生物除臭菌处理GI为53%,对照为42%。【结论】生物除臭菌对堆肥腐熟过程具有促进作用,可在生产中应用。     

开垦对盐渍化弃耕地土壤细菌群落组成和结构的影响

【目的】新疆盐碱弃耕地开垦后用于棉花的种植,研究比较开垦前后土壤细菌群落的变化,分析开垦对土壤质量和功能的影响。【方法】通过Illumina MiSeq测序,比较弃耕地与开垦后种植棉花的土壤细菌群落的组成和多样性;探索菌群所具有的特定功能。【结果】开垦显著地降低了土壤电导率和速效钾含量,显著地增加了土壤有机质、碱解氮和速效磷含量。弃耕地开垦为棉田后增加了细菌物种的丰富度和多样性。Proteobacteria和Firmicutes是弃耕地土壤中主要的细菌门。开垦降低了Firmicutes的相对丰度,但是增加了Chloroflexi, Acidobacteria和Actinobacteria的相对丰度。聚类分析显示弃耕地与开垦后农田的细菌群落有明显的差异性。【结论】开垦后进行棉花生产提高了土壤理化特性,改变了土壤细菌群落组成和结构。     

溶磷真菌固体发酵菌肥对玉米生长及根际细菌群落结构的影响

溶磷微生物可将土壤中难溶性磷转化为有效态磷,施用溶磷菌肥是提高土壤磷素利用率的有效措施。选取溶磷效果较好的草酸青霉(Penicillium oxalicum)NJDL-03和黑曲霉(Aspergillus niger)NJDL~(-1)2两株真菌进行土培实验,探究了溶磷真菌在石灰性土壤中的溶磷效果,揭示了经固体发酵获得的溶磷菌肥对玉米生长及根际细菌群落结构的影响。结果表明:真菌NJDL-03和NJDL~(-1)2比细菌San8溶磷效果更强,盆栽试验中NJDL-03、NJDL~(-1)2及San8菌肥处理的土壤速效磷含量分别较CK提高了4.36、5.03、0.71倍,且NJDL-03、NJDL~(-1)2、San8及Substrate等处理的玉米植株干重分别较对照增加了67.14%、67.70%、33.96%、24.04%。各处理土壤中细菌厚壁菌门(Firmicutes)的丰度较CK显著降低,真菌菌肥处理后在细菌属水平上鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、小囊菌属(Plesiocystis)及嗜盐杆菌属(Halotalea)等的丰度相对于CK均有显著增加,而赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)及溶杆菌属(Lysobacter)丰度则较CK显著降低。生物菌肥处理提高土壤速效磷含量,影响了根际土壤细菌群落结构,并促进玉米植株生长。     

微塑料对小麦种子发芽及幼苗生长的影响

为探究微塑料对农作物种子发芽及幼苗生长的影响,选取农业生态系统中普遍存在的3种微塑料[乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)]和小麦种子为实验对象进行种子发芽实验。结果表明:在试验微塑料浓度内,三种微塑料均在低中浓度(500 mg·L~(-1))对小麦种子发芽率有抑制作用,抑制率范围为2.86%～20%,而相较于对照组,在高浓度(1000 mg·L~(-1))时对种子发芽率具有一定的促进。微塑料对小麦种子活力指数抑制作用由强到弱依次为LLDPEEVAPMMA,EVA和LLDPE在低浓度时对种子平均发芽时间促进高于高浓度,且PMMA对小麦种子生长特征无显著影响。微塑料对小麦苗长、根长和干质量均没有显著影响,仅有LLDPE在10 mg·L~(-1)时明显抑制小麦芽长。     

燕麦/大豆和燕麦/花生间作对根际土壤固氮细菌多样性与群落结构的影响

运用PCR-DGGE技术研究燕麦/豆科不同间作组合和单作处理对根际土壤固氮细菌的群落结构及多样性的影响。结果表明:不同生育时期,单作燕麦根际固氮微生物群落结构存在明显差异;在间作系统中,除灌浆期差异显著外,间作燕麦根际固氮微生物群落比较稳定。在整个生育期,间作豆科作物相对于其单作,根际固氮微生物群落较为接近。间作系统中作物根际固氮微生物群落结构更为稳定,变化幅度小,或趋于一致,尤其在燕麦/大豆间作系统中表现更为突出。DGGE条带测序可知,燕麦的根际固氮微生物都属于变形菌门,主要为α-变形菌纲的慢生根瘤菌属、β-变形菌纲的Azohydromonas和少数其他菌属。豆科作物根际固氮细菌种类较丰富,主要为α-变形菌纲的慢生根瘤菌属、β-变形菌纲的Azohydromonas和Pseudacidovorax、γ-变形菌纲的克雷白氏杆菌属及少数Cyanobacteri和一些不可培养固氮菌群,且存在一些燕麦根际不存在的菌属,如鱼腥藻属和Ideonella。总体来看,燕麦/豆科间作能够影响作物根际土壤固氮菌的群落结构,有助于深化对燕麦合理间作栽培模式的认识。     

不同价态锑对蚓触圈细菌群落多样性和结构的影响

为研究锑（Antimony,Sb）污染土壤经蚯蚓扰动及消化前后蚓触圈（肠道、蚓穴）的细菌群落多样性和结构差异,本试验将蚯蚓暴露在Sb（Ⅲ）和Sb（Ⅴ）单一和复合处理中,结果发现：蚯蚓肠道、穴壁土、对照土3种基质的微生物多样性存在显著差异,随着培养时间和锑含量的增加,蚓触圈基质的Chao1指数、Shannon指数、Pielou指数显著降低;蚓触圈呈现出独特的微生物群落结构,在高含量复合处理的穴壁土中,Comamonas_testosteroni、Sphingobacterium_faecium、Sphingobacterium_multivorum 的相对丰度高于其他菌种,结合相关性分析,表明以上 3 个菌种在介导 Sb（Ⅲ）的转化中可能发挥着积极作用;冗余分析表明,穴壁土的丰富菌门Bacteroidetes与土壤中的Sb（Ⅲ）含量呈正相关关系,Proteobacteria与土壤中Sb（Ⅲ）含量、Sb（Ⅴ）含量、群落覆盖度呈正相关关系。研究表明,蚓触圈是一个微生物介导下锑形态转化的潜在热区。     

纳米氧化锌对两种蔬菜种子发芽及幼苗生长的影响

为研究金属型纳米颗粒对蔬菜种子发芽性能和幼苗生长的影响,于2017年7月采用种子发芽试验,探究了不同浓度（0、50、100、200、500、700、1 000 mg·L^-1）下纳米氧化锌颗粒（ZnO NPs）和硫酸锌（ZnSO₄）处理对樱桃萝卜（Raphanus sativus L.）和小白菜（Brassica chinensis L.）种子发芽性能及幼苗生长的影响。结果表明：不同浓度ZnO NPs或ZnSO₄处理下两种蔬菜作物的发芽率与对照处理相比均无显著差异（P>0.05）,而两种蔬菜的生物量则均受到抑制。ZnO NPs及ZnSO₄处理对两种蔬菜根长的抑制作用强于芽长。ZnO NPs对两种蔬菜种子根长的抑制率比ZnSO₄更大,且抑制率均随着处理浓度的升高而增加,在1 000 mg·L^-1时最高,达到98%。而ZnSO₄对两种蔬菜芽长的抑制作用强于ZnO NPs。研究表明,尽管ZnO NPs和ZnSO₄对两种蔬菜发芽率无显著影响,但二者均在一定程度上抑制了两种蔬菜根长和芽长。     

生物炭对碱性砂质土壤小麦出苗及幼苗生长的影响

为探究生物炭还田对砂质土壤小麦出苗和幼苗生长的影响及原因。本研究设置2个盆栽试验。试验1比较0%、0.6%、1.8%、3.6%和5.4%(质量分数)5个生物炭梯度对小麦出苗率、小麦萎蔫时含水量和有效水含量的影响。结果表明,随生物炭施用量的增加出苗率及有效水含量呈降低趋势,小麦萎蔫时含水量则与之相反。在此基础上,试验2进一步研究30%~50%(WL)、50%~70%(WF)、70%(WE)3个水分梯度下生物炭施用量与5个生物炭梯度的耦合效应试验,分析其对幼苗生长、土壤pH和EC的影响。结果表明,各水分梯度下施用过量生物炭(3.6%)抑制小麦幼苗生长,WF和WE水分条件下土壤pH和WL、WF和WE水分条件下土壤电导率均与小麦根系活力、植株含水量和地上部生物量显著负相关。综合表明,在碱性土壤中施用生物炭后会提高土壤pH和EC,从而抑制小麦出苗和幼苗生长。     

DCPTA浸种对小麦苗期生长的影响

在室温和盆栽的条件下,用不同浓度的DCPTA溶液对洛麦21浸种,然后测定幼苗的生理学和形态学指标,研究DCPTA对小麦的影响.结果表明:DCPTA提高了小麦幼苗的呼吸强度,当处理浓度为1:1500时小麦幼苗的呼吸强度最大,比仅用蒸馏水处理的对照提高了91.3%;增加了小麦幼苗的叶绿素含量,当DCPTA处理浓度为1:1500时的叶绿素含量最高,比对照提高了10.87%;DCPTA还降低了小麦幼苗的丙二醛含量,处理浓度为1:1500时小麦幼苗的丙二醛含量比对照减少了19.18%.另外,DCPTA促进了洛麦21的植株生长,株高和根长都比对照有所提高.本试验采用DCPTA对洛麦21种子进行浸泡处理,结果促进了幼苗的生长,说明DCPTA浸种处理可能对小麦有增产作用.     

深松和秸秆还田对灌耕灰钙土土壤细菌多样性和群落结构的影响

为探究深松和秸秆还田对土壤细菌多样性和群落结构的影响,于2015—2020年在甘肃引黄灌区灰钙土上开展田间试验,研究旋耕（RT）、深松（ST）和深松秸秆还田（STS）对0~20 cm土层土壤理化性状和细菌群落的影响。结果表明,与RT和ST相比,STS显著提高了土壤肥力、细菌OTU数目和α多样性,土壤细菌群落存在显著分异。土壤pH、有机碳（SOC）、土壤含水量（SWC）、阳离子交换量（CEC）、全氮（TN）、碱解氮（AHN）与细菌α多样性具有显著或极显著的相关性。土壤优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）,与RT和ST相比,STS处理变形菌门和拟杆菌门相对丰度显著增加2.72~10.40个百分点,酸杆菌门相对丰度显著降低6.98~11.10个百分点。优势菌属为芽孢杆菌属（Bacillus）、酸杆菌属（Acidibacter）、假节杆菌属（Pseudarthrobacter）、黄杆菌属（Flavobacterium）、小梨菌属（Pirell）,与RT和ST相比,STS处理下芽孢杆菌属、酸杆菌属、假节杆菌属、黄杆菌属相对丰度显著增加0.52~4.13个百分点。土壤pH、SWC及SOC、TN含量与拟杆菌门相对丰度呈显著正相关（P<0.05）,SOC、TN、AHN含量及CEC与芽孢杆菌属、酸杆菌属、假节杆菌属相对丰度呈显著正相关（P<0.05）。冗余分析结果表明,土壤SOC、pH、SWC、CEC和速效钾（AK）是影响灰钙土土壤细菌群落变异的主要环境因素。PICRUSt功能预测结果表明,新陈代谢为灰钙土细菌群落主要的一级功能。综上,深松秸秆还田可提高灰钙土土壤肥力和细菌多样性,改善农田土壤微环境。     

菌肥及泥炭土浸提液对植物提取土壤Cd的影响

采用温室盆栽试验,研究菌肥和泥炭土浸提液对东南景天生物量、Cd富集特征、土壤Cd有效性和土壤理化性质及对后茬水稻在落干条件下水稻Cd的影响。结果表明,菌肥和泥炭土浸提液均能提高东南景天对土壤重金属的提取效率,其中施用两次液体菌肥的效果最好,东南景天对Cd提取量为0.34 mg·pot^-1,是对照的3.1倍,泥炭土浸提液处理的东南景天Cd提取量为0.32 mg·pot^-1,是对照的2.9倍,这两种处理对Cd的提取率较高,达到13%~15%,土壤全量Cd的降低幅度达到17.55%~20.41%。东南景天收获后种植水稻,落干条件下促进了水稻对Cd的吸收,稻米和茎叶的Cd提取量较对照增幅分别为30.31%~396.24%和12.36%~257.65%,其中在菌肥及泥炭土浸提液联合处理下水稻对Cd的吸收最大,稻米和茎叶的Cd含量分别为2.14 mg·kg^-1和2.88 mg·kg^-1,水稻地上部对Cd总提取率达到3.15%。因此,施用两次菌肥是提高东南景天提取土壤Cd的有效措施,菌肥与泥炭土浸提液联合施用在落干条件下显著强化了水稻对土壤Cd的提取。