一种腐熟菌剂对粪肥腐熟过程中菌群结构及其肥效的影响

【目的】研究添加一种自制的腐熟菌剂,对牛粪、羊粪、鸡粪三种粪肥发酵腐熟后菌群结构和数量及其肥效的影响。【方法】采用高通量测序技术及RT-PCR技术,对三种腐熟后的粪肥细菌菌群结构和丰度进行分析;采用国标化学法分析有机肥主要理化指标;采用番茄育苗试验评价苗期肥效。【结果】在牛、羊、鸡粪中添加菌剂处理的样本中厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)均有较高水平的聚类,菌群丰富度低且优势菌群种类单一,其中,在牛粪样品NA中乳酸菌属(Lactobacillu)OTUs占样品总OTUs的44%;育苗后穴盘样品优势菌群丰富度明显增加,其中丛毛单胞菌属(Comamonas)、短波单胞菌属(Brevundmonas)、变形杆菌(Dyadobacter )、鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)和假单胞菌(Pseudpmonas)均表现较高的丰度,而未加菌剂处理的腐熟样品和穴盘样品N5和N5P菌群变化不明显。甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)和类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)在腐熟粪肥样本NA和JA中均有较高的拷贝数。添加菌剂处理粪肥能明显促进肥料酸化,使其pH在4.78~5.90,有机质含量提升到56%以上,全氮大于5%;番茄育苗试验中,牛粪NA、羊粪YA和鸡粪JA处理平均株高分别比对照组增高了47.16%、46.28%和47.65%。【结论】该腐熟菌剂能有效增加粪肥中功能菌群数量、优化优势菌群结构、并促进肥料酸化、显著提高肥料有机质和全氮含量,腐熟后的粪肥对番茄苗期生长肥效显著     

不同种植地苜蓿根际土壤细菌群落结构多样性差异分析

【目的】研究新疆北部不同种植地苜蓿根际细菌群落结构多样性与生态功能,分析土壤酶活性对苜蓿根际细菌群落结构的影响,为新疆苜蓿土壤微生物的分布特征提供基础数据。【方法】使用高通量测序技术对新疆北部不同种植地苜蓿根际与非根际土壤细菌群落结构多样性进行研究,比较根际与非根际土壤细菌群落结构多样性差异及与土壤酶活性之间的关系;利用Tax4Fun功能预测获得相应样地的细菌群落的生态功能。【结果】新疆北部不同种植地苜蓿根际土壤酶活性大体表现为根际大于非根际,根际微生物在提高土壤酶活性中具有重要指示作用。Alpha多样性指数与土壤中性磷酸酶之间呈显著正相关性(P<0.05)而与其他土壤酶活性之间无显著性关系,细菌群落结构特征与土壤中性磷酸酶含量具有很强的相关性。利用高通量测序技术对苜蓿根际、非根际土壤中微生物进行测序,所有2581720条序列分属于细菌的51个门、64个纲、137目、252科和600属;所有土壤样品中在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)丰度最高;在属水平上其中12个土样类型共同拥有的有190个属。 Tax4Fun基于SILVA数据库进行基因功能预测,苜蓿根际细菌群落所涵盖的一级功能基因为:环境信息处理(Environmental_Information_Processing)、未分类(Unclassified)、生物体系统(Organismal_Systems)、人类疾病(Human_Diseases)、新陈代谢(Metabolism)、遗传信息处理(Genetic_Information_Processing)、细胞过程(Cellular_Processes)。【结论】新疆北部不同种植地苜蓿根际土壤细菌多样性改变与土壤中性磷酸酶含量有关,根际与非根际及不同种植地之间,微生物群落组成相似,但物种多样性、细菌的生态功能存在一定差异。     

基于高通量测序技术的酿酒葡萄产区土壤微生物多样性

【目的】研究新疆4大酿酒葡萄产区土壤中的微生物群落结构及多样性,为构建新疆酿酒葡萄主产区的微生物菌库奠定基础。【方法】分别从新疆酿酒葡萄主产区采集土壤样品,提取总DNA,通过Illumina MiSeq高通量测序结合生物信息学分析,得到新疆酿酒葡萄主产区的土壤微生物群落结构及多样性。【结果】在12份土壤样品中,伊犁河谷土壤中细菌的群落多样性最高,天山北麓土壤中细菌群落多样性最低;吐哈盆地中真菌群落多样性最低,焉耆盆地中真菌的群落多样性最高。节杆菌属细菌和耐冷酵母属真菌是吐哈盆地和天山北麓葡萄园土壤中的优势菌属;芽单胞菌属细菌和刚毛四枝孢属真菌是伊犁河谷葡萄园土壤中的优势菌属;节杆菌属细菌和赤霉菌属真菌是焉耆盆地葡萄园土壤中的优势菌属。土壤pH值对细菌群落组成的影响最显著,Mn元素含量对真菌群落组成的影响最显著。【结论】揭示了新疆酿酒葡萄主产区土壤中细菌和真菌群落组成,新疆酿酒葡萄产区的微生物多样性存在差异。     

不同油菜品种对盐碱土壤理化性质与微生物多样性的影响

【目的】研究不同油菜品种对土壤细菌群落和结构的影响并分析对土壤理化性质的影响为新疆地区盐碱地种植油菜提供理论依据。【方法】以不同油菜品种1、16-P22外、华5号和金油158为研究对象,应用Illumina MiSeq测序技术。,筛选出更适宜盐碱地种植的油菜品种。【结果】种植油菜品种16-P22外对降低盐碱地土壤pH值、提高碱解氮、速效磷、有机质含量效果最显著(P<0.05);土壤样品微生物群落丰富度间无显著性差异,微生物群落多样性指数最大为1。不同油菜品种土壤中优势菌门为Proteobacteria、Actinobacteria、Acidobacteria和Chloroflexi,Pontibacter 耐盐菌属相对丰度大小顺序为16-P22外>1 >金油158>华5号; PCA主成分分析显示细菌群落中相似性最高在16-P22外与华5号之间;土壤碱解氮和速效磷与土壤细菌群落分布显著相关。【结论】油菜品种16-P22外更适宜盐碱地上进行种植,促进盐碱土壤优势菌群的形成。     

棉秸秆纤维素降解菌系构建及固体发酵条件优化

【目的】构建棉秸秆降解菌系及其固体发酵条件优化。【方法】根据羧甲基纤维素酶活(CMC)和滤纸酶活(FPA)筛选纤维素降解能力强的菌株,与调节发酵品质的菌株配比,采用响应面法评价初始含水量、接种量、发酵天数及其交互作用对棉秸秆纤维素降解率的影响。【结果】得到24株纤维素降解菌,其中一株透明圈直径与菌落直径的比例最大值 6.20,FPA酶活力9.699 U/h,CMC酶活力10.435 U/h,通过鉴定为枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis),与产朊假丝酵母(Candida utilis)、植物乳杆菌(lactobacillus plantarum)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)构建复合菌系按1∶1∶2∶1进行发酵,对模型进行方差分析,方程回归显著(P<0.000 1),接种量15.0%,发酵时间35.0 d,水分80.0%时,纤维素降解率达35.91%,接种量对纤维素降解率影响最大。【结论】构建了棉秸秆纤维素降解菌系,确定了固体发酵最佳条件,为棉秸秆饲料化提供了实验及理论依据。     

盐穗木叶片及根际土壤微生物群落高通量分析

【目的】 研究新疆盐碱环境中,极端耐盐植物盐穗木的根际土壤及叶片内生微生物群落组成和结构,为利用根际促生细菌制作生物菌肥提供科学依据。【方法】 应用16S rDNA和ITS高通量测序技术,测定分析盐穗木根际土壤与叶片内生微生物群落结构及多样性。【结果】 在门水平上根际土壤细菌群落中的优势菌门为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)等。根际盐穗木真菌群落中的优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)。在门水平下,盐穗木叶片内生细菌群落中的优势菌门为蓝细菌门(Cyanobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria);内生真菌群落中的优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)。Alpha 多样性指数分析得出,在3 个土壤样品中,YS1的Shannon,Simpson指数最高,即微生物群落多样性较其余2个样品高。【结论】 在3个叶片样品中,YP3的Shannon,Simpson等指数最高,即微生物群落多样性较其余2个样品高。盐穗木根际土壤微生物群落多样性高于叶片内生微生物群多样性。     

棉秆腐熟过程中相关指标及可培养微生物数量的变化

【目的】 研究不同添加物配方对棉秸秆腐熟过程中相关指标和微生物数量的变化。【方法】 以棉秸秆为原料,设置不同的添加物配方,进行棉秸秆堆肥腐熟发酵。对其发酵相关指标(温度、pH、电导率、速效氮、磷、钾浓度)及主要微生物变化进行测定分析。【结果】 3种处理的温度、pH、电导率、速效氮磷钾的变化趋势基本相同,但相对含量不同,不同处理下的微生物数量也均不同。【结论】 处理3(基础配方+磷酸二氢钾2%)堆肥发酵效果最优,pH值为8.59~8.89,EC值为4 ms/cm左右,更适宜堆肥发酵。     

外源氮肥、磷钾肥对棉秸秆堆腐的影响

【目的】研究外源氮肥、磷钾肥对棉花秸秆腐解过程的影响,为棉秸秆肥料化、基质化利用提供理论依据。【方法】采用网袋堆制熟腐法,设置棉秸秆自然堆腐、棉秸秆添加氮肥(尿素)堆腐、棉秸秆添加磷钾肥(磷酸二氢钾)堆腐共3个处理,分别在堆腐的前期(0~7 d)、中期(7~14 d)、后期(14~21 d)、末期(21~28 d)取样,测定棉秸秆质量及纤维素、半纤维素、木质素含量,分析棉秸秆累积失重率和阶段失重率,以及3种纤维成分的累积降解率和阶段降解率。【结果】添加氮肥可提高棉秸秆累积失重率,比自然堆腐提高6.7%;添加磷钾肥后,棉花秸秆失重率比自然堆腐降低了6.3%。添加氮肥后棉秸秆的降解速率在堆腐初期与自然堆腐相比有明显下降,之后降解速率加快。自然堆腐和添加磷钾肥处理的降解速率在堆腐初期最快,中期有显著下降,之后缓慢上升。添加氮肥和磷钾肥均能提高纤维素、半纤维素和木质素的降解率。在堆腐末期,和自然堆腐相比,添加氮肥或磷钾对纤维素的累积降解率分别提高178.29%和47.82%;添加氮肥和磷钾肥对半纤维素的累积降解率基本相同,提高幅度在40.6%左右;添加氮肥和磷钾对木质素的降解率分别提高9.13%和59.6%。纤维素降解最快阶段,添加氮肥是出现在堆腐末期,磷钾肥是出现在堆腐后期,CK是出现在前期和中期。半纤维素降解最快阶段,3种处理都是在堆腐前期。木质素降解最快阶段则都出现在堆腐前期和中期。【结论】添加氮肥和磷钾肥均能促进棉秸秆堆腐的降解程度,氮肥降解程度要高于磷钾肥,氮肥对棉秸秆的降解趋势与CK和磷钾肥有不同之处。氮肥对纤维素降解的促进程度要高于磷钾肥;氮肥和磷钾肥对半纤维素降解的促进程度基本相同;磷钾肥对木质素降解的促进程度要高于氮肥,降解变化过程也不相同。     

不同盐碱胁迫对土壤细菌群落结构的影响

【目的】 研究盐碱胁迫对土壤细菌群落多样性及群落组成的影响。【方法】试验设置(NaCl、Na₂SO₄和Na₂CO₃+NaHCO₃)三种盐碱胁迫类型和盐(碱)度。【结果】不同盐碱胁迫对土壤细菌群落α-多样性Shannon和Simpson指数影响不大,Na₂SO₄和Na₂CO₃+NaHCO₃胁迫土壤Chao1和Ace丰富度指数显著降低。NaCl轻度盐化土壤细菌群落β-多样性与对照无明显差异,其它盐碱胁迫土壤细菌群落结构变化显著。各处理土壤细菌优势门类均为变形菌门、芽单胞菌门、放线菌门、酸杆菌门和拟杆菌门。盐碱胁迫土壤细菌的拟杆菌门、浮霉菌门增加;而放线菌门、硝化螺旋菌门减少。NaCl胁迫土壤绿弯菌门、厚壁菌门相对丰度增加,Na₂SO₄胁迫土壤芽单胞菌门、热微菌门增加,Na₂CO₃+NaHCO₃碱胁迫土壤酸杆菌门、疣微菌门增加。【结论】土壤细菌群落通过调节物种组成来适应盐碱胁迫,不同盐碱类型和盐碱度胁迫下,土壤细菌群落会形成显著差异的物种。     

还田棉秆腐解与土壤理化性质对氮肥施用的响应特征

【目的】研究棉花秸秆还田配施不同氮肥处理对棉秆腐解及土壤理化性质的影响。【方法】以干旱区典型农业土壤-灰漠土为研究对象,采用随机区组设计,以不添加秸秆与氮肥(CK)为对照,设置无氮(0 kg/hm²)、低氮(N₁: 112.5 kg/hm²、N₂: 225 kg/hm²)、中氮(N₃: 450 kg/hm²)、高氮(N₄: 750 kg/hm²)5种氮处理水平。于2019年10月中旬将棉花秸秆打断为3~5 cm,以中等还田量施入18个小区。在1年的棉秸秆腐解期间,定期测定还田棉秆纤维素、半纤维素、木质素含量,土壤有机碳、全氮含量、pH、电导率。分析随着还田腐解时间的延长,棉秸秆主要成分含量与相应土壤理化性质的演变特征。【结果】添氮处理在腐解前期(第256 d)显著降低了还田棉秆木质素含量,而纤维素、半纤维素则在后期显著降低,木质素在腐解前期对氮肥添加更为敏感;棉秆在腐解前期,所有添氮处理的土壤有机碳含量显著增加,腐解后期降低,低氮处理(N₁、N₂)的有机碳含量最高;各处理间土壤全氮含量差异不显著;氮添加处理显著降低了土壤pH值与盐分;土壤有机碳含量与棉秆的木质素、半纤维含量呈显著负相关关系(P<0.05,P<0.01)。【结论】秸秆还田配施氮肥能加速棉秸秆腐解,而低氮处理(N₁、N₂)在加速秸秆降解的同时,有利于增加土壤有机碳含量,培肥土壤。     

补喂L-瓜氨酸对种公马精液品质、精清和血浆抗氧化能力的影响

【目的】 研究补喂L-瓜氨酸对配种期种公马精液品质、精清和血浆抗氧化能力的影响。【方法】 选择年龄5~8岁的种公马12匹,平均采精量为(59.34±5.23) mL,随机分为对照组和试验组2组,每组6匹。所有马匹在相同的饲养环境下,饲喂相同营养水平的日粮,试验组马匹在此基础上补喂20 g/d L-瓜氨酸。【结果】 (1)补喂L-瓜氨酸能够极显著提高采精量和精子直线运动率,比对照组分别提高28.08%(P＜0.01)和19.12%(P＜0.01);(2)补喂L-瓜氨酸能够极显著提高精清SOD活力和抑制羟自由基的能力(P＜0.01),显著提高GSH-PX的活力(P＜0.05),极显著降低MDA的浓度(P＜0.01);(3)补喂L-瓜氨酸能够极显著提高血浆CAT、GSH-PX的活力(P＜0.01)和T-AOC、抑制羟自由基的能力(P＜0.01),极显著降低MDA的浓度(P＜0.01)。【结论】 对配种期种公马补喂20 g/d L-瓜氨酸能够提高种公马精液品质和精清、血浆的抗氧化能力。     

巴音布鲁克高寒草原不同退化程度土壤化学计量比特征

【目的】研究退化草地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征的变化规律,为退化草地的恢复治理及草地资源的科学管理提供理论依据。【方法】以巴音布鲁克不同退化阶段(未退化,ND;轻度退化,LD;中度退化,MD;重度退化,HD)高寒草原为对象,采用野外调查和室内分析相结合方法,测定退化草地土壤有机碳、全氮、全磷等养分。【结果】4个不同退化程度草地的土壤C、N、P含量均随土壤深度的增加而减少,其中碳含量在0~10、10~20和20~30 cm土层4个退化程度依次下降了53.0%、54.0%和52.0%,氮、磷含量也依次下降了42.0%~95.0%、29.0%~43.0%(P＜0.05)。0~10、10~20和20~30 cm土层土壤碳氮比在重度退化后达到最低,较未退化分别降低71.0%、75.0%和77.0%(P＜0.05);在20~30 cm土层未退化与轻度退化间差异不显著(P＞0.05);与未退化草地比,重度退化以后0~10、20~30 cm土层氮磷比显著降低了64.0%、59.0%,在轻度退化过程中10~20 cm土层土壤氮磷比要高于未退化(P＜0.05);土壤表层碳氮比、碳磷比和氮磷比与地上生物量呈显著正相关关系(P＜0.05)。土壤C、N、P化学计量比值与地上生物量表现出良好的相关性(P＜0.05)。【结论】巴音布鲁克高寒草原不同退化草地土壤化学计量比明显下降。     

滴施硅肥对棉花生长发育和产量品质的影响

【目的】 研究施用硅肥对棉花生长发育、产量以及纤维品质的影响,为棉花提质增效提供理论依据。【方法】 分别在棉花蕾期和开花期滴施硅肥,每隔10 d调查棉花的生长发育情况,吐絮期测产调查,取样考种,纤维检测,分析施用硅肥与对照(CK)棉田在生长发育、产量和纤维品质方面的差异。【结果】 滴施硅肥处理的株高低于对照;现蕾速度、蕾转化为铃的速度和数量、果枝生长速度和数量高于对照。滴施硅肥的棉花各产量性状均优于对照。除单铃重略有增加,差异不显著外(P＞0.05),滴施硅肥的棉花单株铃数、衣分、籽棉产量、皮棉产量与对照均达到显著性差异(P＞0.05)。纤维上半部长度和伸长率有较小水平的提高,断裂比强度、马克隆值和整齐度有所降低,差异不显著。【结论】 硅肥可以加快棉花生长发育的速度、提高棉花的产量和品质。     

吡虫啉在棉花上的残留消解动态及对意大利蜂的急性毒性

【目的】分析吡虫啉在棉花植株上的残留消解动态;测定在接触暴露途径下,吡虫啉对意大利蜜蜂的急性毒性。【方法】前处理采用改进的 QuEChERS 方法,用UPLC-MS测定吡虫啉在棉花叶片、花及土壤上的残留消解动态;采用点滴法测定吡虫啉对意大利蜜蜂的急性接触毒性。【结果】吡虫啉标样的峰面积(y)与浓度(x)呈线性关系,回归方程为y=4 010.25x+2 746.69,相关系数r为0.998 7,最低检测浓度LOQ为0.02 mg/kg。吡虫啉在棉花植株和土壤样品的添加回收率介于94.27%～101.63%,相对偏差率介于2.01%～3.85%,符合农药残留试验准则中对残留检测方法的要求。吡虫啉在棉花叶片、花及土壤的残留量半衰期分别是4.02、4.30和5.27 d,属于易降解农药。吡虫啉对意大利蜜蜂的急性毒性48 h LC₅₀为0.064 9μga.i./bee。【结论】吡虫啉对意大利蜂的急性接触毒性为高毒,应关注其在新疆棉田使用时对传粉昆虫及其他天敌的安全性。     

早熟陆地棉主要株型性状与产量的相关性

【目的】分析早熟陆地棉主要株型性状与产量的相关性,为新疆早熟陆地棉品种选育提供科学依据。【方法】采用SPSS 19.0软件,对早熟陆地棉品种的籽棉产量与株型性状进行相关性分析、通径分析和逐步回归分析。通过对产量与株型性状的逐步回归分析,得出产量与株型性状之间的最优回归模型。【结果】对早熟陆地棉籽棉产量有直接作用且有极显著影响的因子(P＜0.01),依次是:株高(X₁)、铃数(X₄)、始节位(X₂),对产量(Y)的直接相关系数分别为:0.322 1、0.298 1、-0.216 2;果枝数(X₃)对Y值直接作用较小,系数为0.082 04,通过其他因子对Y值的间接作用较大,简单相关系数为0.403,相关性极显著(P＜0.01)。早熟陆地棉株型性状(X_i)对产量(Y)的最优回归方程:Y=173.898+2.279 X₁-17.632 X₂+21.795 X₄。估测值与实测值之间的相关程度为0.527,决定系数R²为0.278。【结论】株高、铃数、果枝始节位对产量性状有直接作用,且作用显著;而果枝台数对产量有间接作用,且作用显著。     

噻虫嗪在棉叶中残留消解动态及对棉蚜的防治效果评价

【目的】研究噻虫嗪种衣剂在棉叶中的消解动态,评价其对棉蚜的防治效果。【方法】采用QuEChERS-UPLC-MS/MS方法,定期测定棉叶中噻虫嗪的含量,田间调查噻虫嗪种衣剂对棉蚜防治效果。【结果】0.01~0.50 mg/L线性关系良好,相关系数r=0.999。在0.01、0.20、0.50 mg/kg添加水平下,噻虫嗪在棉叶中的平均回收率在93.4%~119.71%,相对标准偏差为0.34%~5.18%,方法检测限为0.001 mg/kg。噻虫嗪在棉叶中的消解动态符合一级动力学方程,半衰期为3.85~4.03 d。下部叶中噻虫嗪含量分别占各处理总浓度的59.42%~76.39%,噻虫嗪主要分布在下部叶片。出苗后30 d时,600 g/100kg处理防效最佳,仍可达87.90%。【结论】使用600 g/100kg浓度噻虫嗪种子处理,可较好地防治苗期蚜虫。