水稻根际激发效应研究获新进展

正近日,中国科学院亚热带农业生态研究所吴金水研究员领衔的农业生态过程方向研究团队,在水稻根际激发效应方面研究中获新进展。水稻生长过程中根际分泌物输入的量与速率影响CO_2释放的根际激发效应的方向,其在水稻生长前期(40天以前)表现为负激发效应,在水稻生长后期(52天以后)表现为正激发效应;而CH_4释放的根际激发效应在整个     

烤烟根际土壤特性研究──Ⅰ、烤烟根际与非根际土壤化学性质

通过对贵州主要种烟土壤的研究，结果表明：烤烟根际ｐＨ值、有机质与碳氮比值以及氮、磷、钾的数量与非根际土壤差异明显。烤烟根际ｐＨ值明显下降。有机物质出现积累，氮、磷、钾数量增加，其中有效养分的积累顺序为：Ｋ＞Ｐ＞Ｎ。通过对烤烟根际土壤化学性质的研究，对改良烤烟栽培和施肥制度具有一定的指导意义。     

烤烟根际土壤特性研究：I.烤烟根际与非根际土壤化学性质

通过对贵州主要种烟土壤的研究，结果表明：烤烟根际ｐＨ值、有机质与碳氮比值以及氮、磷、钾的数量与非根际土壤差异明显。烤烟根际ｐＨ值明显下降，有机物质出现积累，氮、磷、钾数量增加，其中有效养分的积累顺序为：Ｋ〉Ｐ〉Ｎ。通过对烤烟根际土壤化学性质的研究，对改良烤烟栽培和施肥制度具有一定的指导意义。     

氮肥用量对玉米不同生育期光合产物运往地下的影响

通过盆栽试验、静态箱气体采样和气相色谱分析技术测定土壤呼吸,研究了施氮150 mg N·kg^-1和300 mg N·kg^-1水平下,玉米喇叭口期、开花期和成熟期光合产物运往地下的分配。结果表明,玉米运往地下的碳占净同化碳的25%～39%,且随生长进程而降低;而积累于根的碳占6%～21%,高氮处理低于低氮处理,且随生长进程而降低;根际呼吸消耗的碳和转化为土壤有机质的碳分别占11%～14%和4%～8%。运往地下的同化碳中,根系碳、根际呼吸碳和转化为土壤有机质的碳分别占27%～53%、31%～53%和14%～22%;根系碳占运往地下碳的比例为低氮处理>高氮处理、喇叭口期>开花期>成熟期,而根际呼吸碳所占比例则为低氮处理<高氮处理、喇叭口期<开花期<成熟期。由此可见,早期玉米的同化产物运往地下的比例较高,且主要用于根系生长;后期的同化碳主要积累在地上部分,运往地下的主要用于根际呼吸;氮素不足时,促进玉米净同化碳和运往地下的同化碳向根系分配,而减少根际呼吸对后者的消耗,提高了后者的利用效率。总之,玉米通过促进根系的相对生长和提高运往地下碳的利用效率来适应低氮环境。     

种植转双价基因( Bt+CpTI )棉对主要土壤养分和酶活性的影响

 采用灭菌盆栽试验,以转双价棉品种sGK321及其亲本常规棉品种石远321为研究对象,对4个生长时期(苗期、蕾期、花铃期、吐絮期)根际土壤养分(全氮、全磷、速效磷和有机质)含量及某些酶(脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶)活性变化进行了对比分析。结果表明,在观测期间,与同源常规棉相比,转双价棉根际土壤全磷含量和速效磷含量在同一时期均无显著差异,不同生育期差异明显,根际土壤全氮含量、有机质含量、酶活性在一些时期则明显不同,其变化随棉花品种、生育期不同而不同。转双价棉蕾期根际土壤全氮含量和苗期根际土壤过氧化氢酶活性以及苗期、蕾期的碱性磷酸酶活性显著高于常规棉(P<0.05),而蕾期根际土壤有机质含量、根际土壤过氧化氢酶活性和苗期、花铃期根际土壤脲酶活性以及苗期碱性磷酸酶活性则显著低于常规棉(P< 0.05)。聚类分析表明,土壤养分和酶活性变化主要受生长时期的影响,转双价棉种植对其影响是非常有限的。     

不同植茶年龄茶树根际与非根际土壤微生物及酶活性特征研究

对不同植茶年龄的茶树根际与非根际土壤养分、微生物数量及酶活性变化特征进行研究。结果表明,茶园土壤pH值随着植茶年龄的增加呈下降趋势,各种养分因子为根际土壤多于非根际土壤,20年生茶园土壤养分含量最高,4年生次之,38年生较低;茶园土壤微生物的数量为根际土壤高于非根际土壤,且与土壤pH、有机质密切相关,细菌、放线菌和真菌的总数量以20年生茶园>4年生茶园>38年生茶园;茶园土壤酶活性为根际>非根际,且根际与非根际土壤酶活性比值随茶树种植年龄的增加而增大。土壤酶活性对分析土壤肥力状况有较好的指示作用。     

色季拉山长鞭红景天根际微生物初步研究

为了分析色季拉山长鞭红景天与其生境土壤微生物相互作用关系及根际微生物对其生长的影响,笔者对所选样地中长鞭红景天根际土壤及对照土样中的细菌、放线菌和真菌进行分离、计数,并对优势菌进行初步鉴定。结果表明：长鞭红景天1 g根际土壤中含有1.5×106~2.5×108个细菌、2.3×104~1.4×105个放线菌、1.4×103~1.3×105个真菌。长鞭红景天根际微生物的根际效应非常显著,细菌、放线菌、真菌的根际效应最高分别为67.6、42.4、105.3,其根际土壤优势菌的多样性高于非根际土壤,且其根际微生物中存在多种植物根际促生菌。研究表明,长鞭红景天根际微生物显著的根际效应及根际促生菌的存在,有助于长鞭红景天对高原环境的适应。     

鲁东南杨树人工林根际微生物数量时空动态

为了探讨杨树人工林根际微生物对环境变化的响应,对鲁东南杨树人工林根际微生物数量时空变化、根际效应及其与土壤养分的相关性进行了研究。结果表明：根际细菌、真菌、放线菌数量和微生物总数均呈“增—减—增—减”的季节变化模式,即春秋高,夏冬低。根际微生物数量以细菌最多,放线菌次之,真菌最少。细菌、放线菌数量和微生物总数随林龄的增加而增加,真菌数量随林龄的增加而减少。除0~10 cm外,根际微生物数量的垂直分布总体上表现为随土层加深而逐渐减少。杨树人工林细菌、真菌、放线菌数量和微生物总数存在明显的根际效应,根际效应均呈显著的单峰季节变化,8月达到峰值。根际细菌、真菌、放线菌和微生物总数与根际土壤水解N、速效P均呈正相关,与土壤有机质呈反相关关系。     

免耕的固碳效应研究进展

免耕是一种保护性耕作,可显著地增强土壤的固碳能力。土壤有机碳的获得或者损失取决于生物或有机质剩余的碳增加量与作物收割、微生物化或者分解过程中的碳丢失量这二者的比率。农田耕地的废除恰好可以使作物残茬分解速率降低、土壤有机碳增加。而与土壤耕地有关的几个因素加速了残茬的分解。秸秆还田的手段通过微生物分解的方式提高了对损失碳的利用。免耕提高了农业可持续性能力和抵消人为因素的温室气体排放。总CO2释放量的50%发生在夏季。研究中CO2平均年释放数据表明NT释放量低于常规耕种系统,表层碳积累量明显高于常规耕种系统。除了提高土壤的固碳能力以外,免耕对土壤质量参数产生好的影响,改善了土壤结构,提高了土壤渗透率,减少了流失和侵蚀,这些提高很大程度上是土壤表层有机质积累的结果。文中指出,中国应加土壤固碳能力的研究,并适度的推广免耕政策。     

秸秆对土壤有机碳影响研究取得新进展

正秸秆还田是提升土壤有机碳的重要措施,但秸秆对土壤有机碳的影响效应存在争议,内在机制尚不明确。中国科学院南京土壤研究所研究员丁维新课题组以位于黑龙江省的中科院海伦农业生态实验站为基地,建立秸秆原位分解试验,利用固态13C核磁共振等技术,研究了秸秆碳化学特征对分解过程的调控效应。在一年的分解期内,大豆秸秆分解最快,其次是玉米和小麦秸秆。烷氧碳、双氧烷基碳和羰基碳是控制秸秆分解速率     

不同连作年限对大豆根际土壤养分的影响

本试验通过对不同连作年限大豆根际土壤养分的测定,明确了连作对大豆根际土壤养分的影响,研究结果表明,连作处理根际土壤pH值随连作年限增长呈下降趋势,各连作大豆根际土壤中氮、磷、钾、镁、锌、硼、钼、有机质等养分含量均低于正茬,不同连作年限对大豆根际土壤中铁、钙、锰含量的影响未表现出线形规律。     

海南蕉园根际与非根际土壤氮素含量特征

为了解巴西香蕉蕉园土壤根际营养特性, 分别采集海南地区三种母质的蕉园土壤,测定根际与非根际土壤各种形态氮素、有机质的含量特征及土壤 pH的变化并分析其差异显著性和相关性。结果表明：蕉园根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮、碱解氮分别平均高出 50.7 %、35.9 %、36.7 %和19.3 ％,土壤有机质平均高出 36.8 % ,土壤 pH值平均低0.06个单位。三种母质的根际土壤养分均高于非根际土壤,且全氮、硝态氮和有机质均成显著差异,而铵态氮和碱解氮在不同母质间的差异不同。铵态氮在根际和非根际土壤中与其它养分均无相关性。     

多重干湿交替格局下土壤Birch效应的响应机制

为了探究多重干湿交替格局及土壤团聚体粒径对土壤呼吸作用尤其是Birch效应的影响机理,以3种不同团聚体粒径的表层土(0~20 cm)为受试土壤,通过采用室内孵育试验的方法,研究了多重干湿交替循环及不同土壤团聚体粒径对Birch效应产生的影响。结果表明：复水促进了土壤呼吸作用,增加了土壤微生物生物量,但对微生物量和呼吸作用产生的激增效应并没有持续很长时间。复水3 h后呼吸速率达到峰值,并且随着干湿周期频率的增加而降低,其中大土粒降低幅度最小。不同土壤团聚体粒径对Birch效应的影响强度不同,但二者并不是简单的线性关系。总之,土壤团聚体能够保护部分有机质不被微生物分解矿化,多重干湿交替干扰了这种保护作用,提高了有机碳的生物相容性。Birch效应中被矿化的有机碳更多是来自于新的有机质的暴露,部分来自干旱期微生物细胞内积累的溶质。值得注意的是随着干湿循环数的增加,被暴露的新的有机质在被矿化分解前可能还存在其他中间过程。     

不同种植年限桃树根区土壤肥力变异特征

果树根际土壤肥力是果树生长的基础,本研究通过对种植年限为5、10、15、20年桃树根区土壤理化和生物学性状变化进行分析,以期揭示不同种植年限桃园根际土壤肥力的变异特征,探明影响桃树产量和品质主要土壤肥力因子,为不同种植年限桃树生产管理提供理论依据。结果表明：随着种植年限的增加,土壤粘粒、粉粒含量增加,但土壤质地未改变;土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量呈增加趋势;土壤脲酶、过氧化氢酶活性以种植年限15年达到最大值;土壤真菌和细菌数量随种植年限增加呈减少趋势;土壤微生物量氮含量逐年降低。土壤肥力因子之间存在一定相关性,不同土壤肥力因子间的交互关系影响桃园土壤肥力变化,其中土壤有机质、微生物量碳以及土壤酶活性是影响土壤肥力的主要因素。桃树产量以种植年限15年最大,种植年限超过15年桃品质下降,土壤肥力因子中土壤速效钾、有机质、微生物量碳含量及脲酶活性是影响桃产量和品质（可溶性固形物）的主要因素。     

高CO2浓度对稻田CO2排放影响的初步分析

大气CO2浓度升高显著增加作物生物量,从而使进入土壤的有机碳增加,这势必会影响土壤碳的稳定和积累。此项研究主要通过高CO2浓度对作物生物量的直接影响,利用δ13C技术间接地初步分析土壤呼吸CO2排放不同来源贡献的差异。研究表明,在水稻生长季,高CO2浓度降低田间CO2的排放,但不显著;种有水稻,根系对土壤总的呼吸影响主要体现在成熟期之前,且有相互消长的现象。在种有水稻的情况下抽穗期之前分解新有机质为主;高CO2浓度促进土壤原有有机质的分解,在水稻生长的中后期分解更为明显,且高N水平对老有机质的分解有促进作用。鉴于此项研究中的不足之处,将会不断得到完善。     

水稻根际酶活性对土壤重金属污染的响应

为了解水稻根际土壤酶活性的变化及其与根际重金属有效性的关系,选取酸性矿山废水污灌形成的多重金属污染水稻土,采用根际袋模拟水稻根际环境,研究水稻根际土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性的变化特征及其与土壤有效态Cd、Pb、Cu和Zn含量的关系。结果表明,根际土壤pH和脲酶活性均低于非根际土壤,根际土壤微生物量碳和磷酸酶活性均高于非根际土壤。根际土壤有效态Cd和Zn含量低于非根际土壤,有效态Pb 和Cu含量高于非根际土壤。土壤pH与有效态Pb和有效态Zn均呈显著负相关,有效态Cd、有效态Pb 和有效态Cu含量与微生物量碳均呈显著正相关,有效态Cd、有效态Pb、有效态Cu和有效态Zn含量与土壤脲酶活性呈显著负相关,有效态Cd、有效态Pb 和有效态Cu含量与蔗糖酶活性呈显著正相关。可见,在多重金属污染土壤,土壤酶活性受不同重金属有效态含量影响;该结果可为水稻重金属污染治理研究提供理论依据。     

北京市油松林根际真菌种类调查——松山自然保护区为例

真菌在土壤生态系统中对分解有机质、保育土壤肥力和促进养分循环等发挥重要作用。为了探究天然和人工油松林下根际真菌多样性,为北京城区及周边山区松林的持续发展、根际真菌资源的合理开发和可持续利用提供科学依据。本研究采用MMN固体平板培养法,通过一代测序技术分析了天然油松林根际和人工油松林根际真菌数量、种类及分布特征。（1）天然油松林根际真菌种类比人工油松林丰富,接合菌门(Zygomycota)和子囊菌亚门(Ascomycotina)为优势真菌菌落。（2）青霉属(Penicillium)是天然油松林根际的主要优势菌落,伞状霉属(Umbelopsis)是人工油松林根际的主要优势菌落。（3）青霉属(Penicillium)、伞状霉属(Umbelopsis)、毛霉属(Mucor)、镰孢菌属(Fusarium)和木霉属(Trichoderma)等是油松林根际土壤优势真菌。（4）从根际真菌类群数量和个体数量上,天然油松林均高于人工油松林。本试验初步筛选、鉴定出2种油松林根际优势真菌,为根际真菌资源的保护、合理开发提供了基础。     

UV-B辐射增强下施氮对大麦土壤微生物量碳、氮的影响

通过田间试验,研究了UV-B辐射增强下不同施氮量对大麦土壤微生物量碳、氮的影响。UV-B辐射设对照（CK）和增强（E）2水平,施氮量设高、中、低3水平,分别为30、150和300 kg N/ha。结果表明：与对照相比,无论施氮量高低,UV-B辐射增强对非根际土壤微生物量碳、氮含量有促进作用;除低氮外,UV-B辐射增强对根际土壤微生物量碳、氮含量有抑制作用。在一定UV-B辐射强度下,高施氮量会降低根际土壤微生物量氮和非根际土微生物量碳、氮含量。     

小麦根际与非根际解磷细菌的分布

在冬小麦苗期，利用根际和非根际土壤测定分解卵磷脂和溶解磷酸三钙的细菌，发现根际土壤解磷细菌的数量大大高于非根际土壤，但无论是根际还是非根际土壤，有机磷细菌比无机磷细菌多。根际土壤解磷细菌种类较多，而非根际土壤解磷细菌种类较少。根际土壤的有机磷细菌主要为假单胞菌属，无机磷细菌主要是假单胞菌属和欧文氏菌属，而非根际土壤的优势解磷菌属不明显。     

褚海燕课题组在华北平原小麦根际微生物分布研究中获进展

<正>根际是植物根系和土壤的交界面,蕴含了丰富的微生物类群,根际微生物对农作物的生长和健康均有影响。研究根际微环境下微生物的空间分布、解析其驱动因子,对阐明农田土壤微生物群落构建过程以及揭示其生态功能具有重要意义。基于此,中国科学院南京土壤研究所褚海燕课题组2015年6月在大尺度下(80万平方公里)采集了华北平原麦田根际土壤样品,利用高通量测序、生物信息分析等技术,研究小麦根际土壤