酸性土壤中接种耐酸根瘤菌对豆科植物根际微生态的影响

【目的】接种耐酸豆科根瘤菌可以提高豆科植物耐酸能力。应用PLFA等方法研究接种耐酸根瘤菌对根际土壤微生态的综合影响,从土壤角度阐明接种耐酸根瘤菌缓解土壤酸度对豆科植物胁迫的机制。【方法】盆栽条件下分别向种植于pH 4.8酸性土壤中的葛藤和苜蓿植株相应接种耐酸葛藤根瘤菌068、389、390与耐酸苜蓿根瘤菌91512、91522、91532,于接种后30 d、60 d、90 d、120 d、150 d取样,分析耐酸根瘤菌对土壤养分、可培养微生物、微生物群落结构多样性的影响。【结果】1) 接种耐酸葛藤和苜蓿根瘤菌处理后,根际土壤pH由4.8显著提高至6.0左右,有效磷、速效钾、铵态氮、硝态氮及有机质含量的增加效果显著 (P < 0.05),至120 d 达到最高。120 d样品的有效磷、铵态氮、硝态氮及有机质含量分别为23.16～48.68 mg/kg、61.21～81.96 mg/kg、65.05～86.38 mg/kg和11.85～12.87 g/kg,分别比未接种对照提高24.8%～162.4%、16.6%～56.2%、145.4%～225.8%、1.4%～10.1%;2) 接种苜蓿和葛藤耐酸根瘤菌后土壤中可培养微生物数量显著提高 (P < 0.05),土壤中可培养细菌、真菌和放线菌数量在120 d达到峰值,比同期未接种对照分别提高了61.5%～348.4%、3.4%～441.7%和18.9%～255.2%,分别达到48.00 × 102～133.3 × 107、20.11 × 104～155.9 × 104和3.21 × 104～9.59 × 104 cfu/g鲜土;3) PLFA分析表明,虽然接种耐酸葛藤、苜蓿根瘤菌处理的根际土壤的特征脂肪酸种类数与未接种处理相比并无明显差异,但接种葛藤或苜蓿根瘤菌均明显降低了根际土壤中异构PLFA/反异构PLFA值,显示土壤根际微生态的稳定性得到提高。【结论】在种植豆科植物的酸性土壤中接种相应耐酸根瘤菌能显著提高根际土壤pH,提高根际土壤有机质含量和速效氮磷养分含量,缓解土壤酸性对根际微生物的胁迫。     

胶质芽孢杆菌与苜蓿根瘤菌双接种对排土场紫花苜蓿生长和土壤性质的影响

为了明确胶质芽孢杆菌和苜蓿根瘤菌在矿区排土场复垦中的协同作用,以矿区排土场土壤作为基质进行盆栽试验,设置两菌单接种处理、双接种处理及对照,其中胶质芽孢杆菌和苜蓿根瘤菌用量分别为1.50%和0.25%,测定紫花苜蓿产量指标、叶片生理指标、土壤速效养分含量和土壤微生物指标。结果表明,接种胶质芽孢杆菌和苜蓿根瘤菌的各处理均能显著提高紫花苜蓿的产量指标,其中以双接种处理效果最优,将生物量和结瘤量分别比对照显著提高110.27%和124.32%;在生理指标方面,双接种处理效果低于单接种处理,未表现出协同作用;在土壤养分和微生物性质方面,单接种胶质芽孢杆菌仅显著提高土壤速效钾含量,单接种苜蓿根瘤菌对大部分指标均有显著效果,而双接种处理效果最佳,土壤碱解氮、速效钾含量比对照分别显著提高94.14%和84.55%,土壤微生物指标MBC含量、呼吸强度、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性比对照分别显著提高204.02%,65.86%,212.32%,91.87%,30.57%,51.87%。双接种处理对紫花苜蓿产量指标、养分和微生物指标表现出显著的协同作用。因此,1.50%用量胶质芽孢杆菌和0.25%用量苜蓿根瘤菌双接种能够有效提高排土场土壤的复垦效果,具有协同作用,可以作为矿区排土场复垦的高效方法。     

根瘤菌和AM真菌对紫花苜蓿结瘤和产质量的影响

了解酸性土壤条件下紫花苜蓿(Medicago sativa)接种中华根瘤菌(Sinorhizobium medicae,SM)和丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的作用,有益于扩大西南地区牧草种植,促进牧业发展。选择当地典型、有代表性的酸性黄壤,设置不接种(CK)、接种SM(SM)、接种AMF(AMF)、混合接种(SM+AMF)四个处理,通过微区试验研究SM与AMF对紫花苜蓿生长、品质、根系结瘤和植株养分吸收等的影响。结果表明:在SM+AMF处理中,菌根真菌感染率和结瘤数分别较单接种提高,但根瘤单重显著减少,固氮效率和吸磷能力增加,其牧草产量、粗蛋白、粗脂肪、灰分、氮、磷、钾、钙、镁积累量均显著高于其他处理,表现出SM与AMF的协同效应。与CK相比,SM或AMF处理均促进苜蓿生长,提高牧草产量,改善品质,但SM和AMF处理之间无显著差异。在SM处理中,地上部氮含量和氮、磷、钾积累量高于CK,植株氮积累量高于AMF。在AMF处理中,其根系活力显著高于SM处理,有益于养分吸收,可解释植株磷、钾、钙、镁含量和积累量高于SM的原因。因此,SM和AM...     

苜蓿接种根瘤菌和施肥对铁尾矿砂基质改良效果的影响

采用裂区试验设计方法,以铁尾矿砂为生长基质进行紫花苜蓿(Medicago sativa L.)盆栽试验,探讨了紫花苜蓿接种不同根瘤菌菌株和施肥水平对紫花苜蓿生长的影响,以筛选出明显促进紫花苜蓿生长的根瘤菌菌株与施肥水平的最佳组合。在最佳组合条件下,研究了紫花苜蓿连续种植2a后铁尾矿基质理化性质和生物学特性的变化。结果表明:(1)接种根瘤菌明显促进了紫花苜蓿根瘤重、根鲜重、地上部鲜重、株高的提高,其中以接种菌株17676的效果明显。(2)施肥对紫花苜蓿的生长有显著的促进作用。随着施肥水平的提高,紫花苜蓿的各项生长指标均逐渐增大,在5%施肥水平时最高,并且在5%施肥水平时紫花苜蓿地上部鲜重和株高与2.5%和1%2个施肥水平间差异显著。2.5%施肥水平下,紫花苜蓿根瘤重最大,但与5%施肥水平差异不显著。表明5%施肥水平对促进紫花苜蓿生长的效果最佳。(3)与对照(裸尾矿砂)相比,在5%施肥水平条件下,种植接种17676菌株的紫花苜蓿后,铁尾矿砂基质的理化性质和生物学特性均有了极为明显的改善(P0.01)。其中,容重显著下降,田间持水量和总孔隙度明显提高,pH值显著下降并接近中性,有机质和速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)含量显著提高,基质中的细菌、真菌和放线菌的数量以及土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和纤维素酶)活性明显提高。(4)与播种当年相比,种植紫花苜蓿2a的铁尾矿砂基质的理化性质和生物学特性均有不同程度的改善。其中,除了细菌和真菌数量以及有机质和碱解氮含量的提高效果不明显外,其他各项指标均达到了显著水平。表明5%有机肥水平条件下种植接种17676菌株的紫花苜蓿对铁尾矿砂基质的改良效果显著,紫花苜蓿种植年限对铁尾矿砂基质的改良效果也有重要作用。     

施氮和接种根瘤菌对红壤旱地花生生长及氮素累积的影响

为探讨南方红壤旱地施氮和接种根瘤菌对花生生长和氮素累积的影响,以花生品种粤油256为材料,采用田间随机区组试验,设置9个处理:不施氮肥(N0)、50%施氮量(N_(50%))、75%施氮量(N75%)、100%施氮量(N_(100%),当地习惯施氮量135 kg·hm~(-2))、125%施氮量(N_(125%))、150%施氮量(N_(150%))、50%施氮量+接种根瘤菌(N_(50%)+RI)、75%施氮量+接种根瘤菌(N_(75%)+RI)、100%施氮量+接种根瘤菌(N_(100%)+RI),研究花生的生长发育状况、产量提升水平、氮素累积特征及氮肥利用效率。结果表明,在红壤旱地上适量施氮会促进花生生长,过量施氮会产生不利影响。单施氮肥时的增产幅度在9.8%~13.5%之间,以N75%的产量最高,为4 651.0 kg·hm~(-2)。合理施氮配合接种根瘤菌对花生的生长发育促进明显,所有处理中以N75%+RI的产量最高,达到5 169.1 kg·hm~(-2),但施氮不足(N_(50%))时接种根瘤菌的效果微弱。所有处理的花生氮素累积均可用Logistic方程拟合,适量施氮(≤N75%)可以提高花生氮素累积的最大速率vmax,使之出现时间tmax略有提前,但氮素快速累积的持续时间Δt较短;过量施氮(N100%)会使Δt过长,v_(max)降低、t_(max)推迟;而适量施氮配合接种根瘤菌处理的v_(max)较高,tmax出现时间及Δt时长适中。所有处理中以N75%+RI的氮肥农学利用率和吸收利用率最高,其氮肥偏生产力和生理利用率也较高,因此,本试验条件下以施氮101.25 kg·hm~(-2)(N75%)配合接种根瘤菌的效果最佳。本研究结果为我国南方红壤区花生的高产高效种植、科学合理施肥提供了理论依据。     

接种根瘤菌对鸡骨草幼苗生长、结瘤和固氮能力的影响

用来自不同产地的鸡骨草根瘤菌接种盆栽幼苗,室内培养70 d后,测定植株生长和结瘤情况及植株含氮量。结果表明,接种根瘤菌对鸡骨草的株高、植株生物量、氮素相对积累量和固氮效率有明显的促进作用;不同来源的根瘤菌对鸡骨草生长和固氮的影响不同,来自玉林的根瘤菌菌株有较高的固氮效率。接种根瘤菌能促进鸡骨草生长,增加氮素累积,从而可以减少氮肥的使用,有利于充分发挥生物固氮的作用来提高原料药材的质量。     

苜蓿根瘤菌聚羟丁酸代谢突变体的竞争生长和结瘤能力以及外源生物素的影响

对苜蓿根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)聚羟丁酸(PHB)代谢突变体与野生型菌株之间，以及不同突变体之间的竞争生长和竞争结瘤能力在不同培养条件下进行了测定，并研究了外源生物素对各突变体竞争生长和竞争结瘤能力的影响。结果表明：①phbC突变体菌株与野生型菌株共培养，不论培养基中添加、不添加外源生物素，phbC突变体均表现出生长竞争能力的严重缺陷；竞争结瘤实验也显示，该突变体同野生型菌株竞争结瘤能力大幅下降；说明PHB合成能力的缺陷影响了菌株的竞争生长和竞争结瘤能力。②bdhA突变体与野生型菌株共培养，在不添加外源生物素的情况下，bdhA突变体同野生型菌株竞争生长的能力有明显缺陷，但在添加外源生物素的情况下，其竞争生长能力有明显提高；bdhA::Tn5突变体与phbC::Tn5-233突变体共培养。如培养基中不添加外源生物素，二者间的竞争生长能力无大的差异；但若添加外源生物素，则bdhA突变体的竞争生长能力明显高于phbC突变体；表明外源生物素对bdhA突变体的竞争生长能力有重要作用。     

寒区旱区间歇性干旱对接种根瘤菌苜蓿草地土壤养分动态的影响

通过盆栽法模拟田间土壤的干湿交替变化过程和强度,研究了寒区旱区间歇性干旱条件对接种根瘤菌(Rhizobia)苜蓿(Medicago sativa L.)草地土壤养分的影响。结果表明:1年龄苜蓿接种根瘤菌能显著提高土壤全N、有机质、速效N、速效K和速效P含量,而对土壤pH和全P含量影响不大,间歇性干旱处理能显著降低土壤全N、有机质、全P、速效N、速效P和速效K含量,且土壤养分下降量总体上为有机质>全P>全N>速效K>速效N>速效P;通过相关和回归分析,土壤全P和有机质含量的下降量与干湿交替间隔周期呈显著直线正相关(P<0.05),土壤速效K和速效P含量的下降量与干湿交替间隔周期呈显著直线负相关(P<0.05);当干湿交替间隔周期相同时,土壤全N、全P、速效N和有机质含量的下降量,50%田间持水量的处理大于80%田间持水量的处理,而土壤速效K和速效P含量的下降量,50%田间持水量的处理小于80%田间持水量的处理。     

增加密度减量施氮和接种根瘤菌对红小豆氮素吸收及产量的影响

为探明增密条件下减量施氮和接种根瘤菌对红小豆氮素吸收和产量的影响。于 2015～ 2018年在黑龙江省和平牧场开展玉米 -红小豆轮作长期定位试验,试验采用裂区设计,设置 M1(21万株·hm -2)、M2(28万株·hm-2)2种种植密度,F1(当地常规模式:基肥一次性施用 N 40 kg·hm -2,不接种根瘤菌)、F2(基肥施 N 10 kg·hm-2+初花期施 N 10 kg·hm -2+不接种根瘤菌)和F3(基肥施 N 10 kg·hm -2+初花期施 N 10 kg·hm -2+根瘤菌拌种)3种种植方式,比较了 2018年减量施氮下通过根瘤菌拌种对增密条件下红小豆氮素吸收、氮素转运和产量的差异及相互间的关系。试验结果表明:相同密度条件下,与 F1处理相比,F3处理鼓粒满期营养器官氮素含量增加幅度 4.44%～ 11.2%(P<0.05),鼓粒满期和收获期植株氮素积累量增加幅度为 5.61%～ 9.28%(P<0.05)鼓粒期 -鼓粒满期和鼓粒满期 -收获期阶段氮素积累量增加幅度 4.31%～ 24.5%(P<0.05),转运贡献率降低,7.00%～11.1%(P<0.05),同化贡献率增加幅度 12.5%～17.1%(P<0.05),产量增加幅度 2.89%～4.60%。相同种植模式下,密度从 21万株·hm -2增加到 28万株·hm -2时,花荚期后氮素积累量、氮素同化贡献率、鼓粒期 -鼓粒满期氮素阶段积累量和产量均随着密度的增加而降低。综上,种植密度为 21万株·hm -2条件下减 1/2氮 +根瘤菌拌种处理(F3)产量最高。研究结果为本地区轮作条件下红小豆高产高效栽培技术提供理论依据。     

根瘤菌与大豆在不同类型土壤中的生态适应性研究

结合黑龙江省大豆主产区的主要土壤类型和大豆主栽品种,采用盆栽试验分别在黑土和草甸土中对大豆品种V1和V4接种根瘤菌株R2、R5和R7,筛选与之相匹配的根瘤菌株,得到根瘤菌株、大豆品种和土壤类型三者最佳组合R2V1S1、R2V4S1、R2V1S2、R2V4S2,为获得优良大豆根瘤菌接种剂菌种提供理论基础;种植大豆可以增强土壤肥力.大豆收获后对两种土壤进行基础肥力测定得出:黑土和草甸土中有机质的含量分别较播种前增加了7.28%和10.15%,碱解氮含量较播种前增加17.44%和16.29%.     

Nodulation response to molybdenum supplementation in alfalfa and its correlation with root and shoot growth in low pH soil

Molybdenum (Mo) is a critical micronutrient for nitrogen (N) fixation in legumes. Low pH limits the availability of Mo, thereby reducing nodulation and N fixation. This study investigates the effect of Mo supplementation on alfalfa nodulation and its correlation with root and shoot biomass in low-pH soil. Three experiments were conducted in the greenhouse, involving 14 genotypes of alfalfa subjected to four different treatments, unlimed low-pH soil (5.2) with Mo applied (lithium (Li)^?Mo⁺), low-pH soil (5.2) without Mo (Li^?Mo^?), limed soil (pH 7.3) with Mo applied (Li⁺Mo⁺), and limed soil (pH 7.3) without Mo (Li⁺Mo^?). Foliar application of Mo resulted in a significant increase in nodule counts in the 14 alfalfa cultivars grown in low-pH soil (5.2) even though to a lesser extent than in limed soil with neutral pH (7.3). The increase in number of nodules correlated positively with plant root weight and upper plant biomass.     

不同盐胁迫条件下微生物菌剂对土壤盐分及苜蓿生长的影响

为研究微生物菌剂对盐碱土的改良效果以及筛选较为耐盐的苜蓿品种,通过室外盆栽试验,研究了不同盐胁迫下微生物菌剂对土壤盐分和苜蓿生长状况的影响,并探讨了盐胁迫微生物菌剂苜蓿品种三者之间的交互作用。结果表明:微生物菌剂对020cm土壤脱盐率有显著影响,与不加菌剂处理相比脱盐率提高9.04%;盐胁迫对不同苜蓿品种生物量有显著影响,表现为随盐胁迫的增加生物量下降;不同苜蓿品种之间的耐盐性差异显著,其中劳博品种最为耐盐,保定次之,三得利最差。因此,盐胁迫下微生物菌剂、耐盐苜蓿品种对于降低土壤盐分以及促进苜蓿生长具有良好调控效果。     

Co-inoculations of arbuscular mycorrhizal fungi and rhizobia under salinity in alfalfa

Alfalfa (Medicago sativa L.) is cultivated in arid and semi-arid regions where salinity is one of the main limiting factors for its production. Thus, this experiment was conducted to evaluate the efficacy of arbuscular mycorrhizal fungus (AMF), Glomus mosseae, alfalfa rhizobia Sinorhizobium meliloti (R) seed inoculation in the development of salinity tolerance of different alfalfa cultivars (Rehnani, Pioneer and Bami) under a variety of salinity levels. The results revealed that under non-stress condition, root mycorrhizal infection, nodulation (the number and weight of nodules per plant), potassium (K), calcium (Ca), phosphorus (P), zinc (Zn), copper (Cu) and magnesium (Mg) contents of the root and shoot, the value of the K/Na ratio, protein [calculated from the nitrogen (N) content] and proline contents of the shoot and the alfalfa yield were found to be the highest while Na contents of the root and shoot were seen to be the lowest when seeds were double inoculated followed by mycorrhizae, rhizobium and control treatments, respectively. Similarly, under salinity condition, the greatest amounts of mycorrhizal infection, nodulation, root and shoot P contents, the value of K/Na ratio, the shoot proline content and the root Ca content were enhanced with the least amount of leaf Na content related to the cases of seeds which were double inoculated, followed by mycorrhizae, rhizobium and control treatments respectively. The results suggested that inoculation of alfalfa seed with AMF or R, especially double inoculation, causes a considerable increase in alfalfa yield under both saline and non-saline conditions by increasing colonization, nodulation and nutrient uptake.     

长期种植苜蓿对中国半干旱地区黄土钾含量和粘土矿物的影响

Alfalfa cropping has been considered an efficient method of increasing soil fertility.Usually nitrogen increase in root nodules is considered to be the major beneficial effect.A 21-year time series (five sampling periods) of alfalfa cultivation plots on a loess soil,initially containing illite and chlorite,in Lanzhou of northwestern China was selected to investigate the relationships among alfalfa cropping,soil potassium (K) content and soil clay minerals.The results indicated that soil K significantly accumulated after cropping,with a peak value at about 15 years,and decreased afterwards.The accumulated K was associated with the K increase in the well-crystallized illite,which was not extracted by the traditional laboratory K extraction methods in assessing bioavailability.The steep decline in soil K content after 15-year cropping was in accord with the observed fertility loss in the alfalfa soil.Plant biomass productivity peaked at near 9 years of culture,whereas soil K and clay minerals continued to increase until cropping for 15 years.This suggested that K increased in the topsoil came from the deep root zone.Thus alfalfa continued to store K in clays even after peak production occurred.Nitrogen did not follow these trends,showing a general decline compared with the native prairie soils that had not been cropped.Therefore,the traditional alfalfa cropping can increase K content in the topsoil.     

丛枝菌根和根瘤菌双接种对矿区土地复垦的生态效应

通过盆栽试验研究了山西省襄垣县矿区复垦土壤中接种丛枝菌根真菌和根瘤菌对三叶草的生长状况及土壤养分的影响.结果表明,双接种丛枝菌根和根瘤菌能显著提高菌根侵染率和土壤中孢子密度,促进三叶草干物质的积累和对氮、磷元素的吸收,促进三叶草对土壤养分的活化,提高土壤养分利用率,加速矿区生态恢复.     

京郊地区苜蓿草地土壤水分状况与产草量的研究

对京郊地区种植的苜蓿进行试验研究表明:伏秋降水对冬前土壤水分有明显补偿作用,根据这一特征,应适时将有限的自然降水拦蓄到土壤中,提高水分利用效率。通过对10种苜蓿一年的干草产量比较,发现中苜一号和根选苜蓿这两个品种表现较优秀,获得的干草产量较高,可望在京郊地区继续试验,以进一步推广种植。     

酸性紫色土上紫花苜蓿的结瘤性能与养分吸收

盆栽试验表明,在pH.5.45的酸性紫色土接种苜蓿根瘤菌,可显著提高紫花苜蓿地上部和地下部生物量。根瘤菌不同株系的结瘤性能和对宿主生长的影响存在显著差异,且不同紫花苜蓿品种的结瘤性能也存在显著差异。结瘤性能良好的菌株显著提高地上部氮、磷和钙的含量,而降低地上部钾含量和铝含量。紫花苜蓿地上部的氮、磷、钾和钙含量高于地下部,镁含量差异不大,而铝含量在接种后地下部含量高于地上部。相关分析表明,紫花苜蓿根瘤重和根瘤数与地上部生物量和地上部氮含量之间存在显著正相关关系;而地下部铝含量与地上部生物量、结瘤性能和植株氮含量呈显著负相关关系。说明酸性土壤良好的结瘤性能可提高生物固氮效率、促进紫花苜蓿生长,但根系铝的过量吸收影响紫花苜蓿的生长、结瘤与氮素吸收。     

施肥对不同品种苜蓿生产力及土壤肥力的影响

研究了不同施肥处理对生长7年的3个紫花苜蓿品种的产量及土壤养分的影响。结果表明,NP配施和单施K肥对苜蓿均有显著的增产效果,不同施肥对不同品种的生产力影响效果不同。N30P120处理巨人201+Z和牧歌401+Z产量最高,分别比对照增产41.1%和74.8%;单施K60处理,路宝比对照增产了76.7%。种植苜蓿可以提高土壤氮的有效性,生长7年的苜蓿根系固氮在土壤仍有累积。种植苜蓿,不施肥处理土壤全氮含量均有不同程度增加,而土壤全磷和全钾略有下降。随磷肥用量的增加而增加,N30P120处理土壤速效磷增加11.45～41.7 mg/kg;单施钾肥,土壤速效磷含量提高了3.71～4.41 mg/kg,全钾含量增加了0.06～1.69 mg/kg。