木质纤维降解复合菌剂促进堆肥腐熟研究

利用工厂化高温好氧堆肥方式,探究了具有高效降解木质纤维能力的微生物复合菌剂分别对纯秸秆和秸秆畜禽粪污混合物堆肥效率的影响。以纯秸秆和猪粪秸秆混合物为原料,设置空白对照、单菌处理和复合菌处理,评估堆肥过程中不同堆体温度、含水量、pH、有机质含量、发芽指数和养分等理化指标的变化对堆体腐熟效率的影响。结果表明,无论何种堆肥原料,相比空白和单菌处理,复合菌处理堆体均升温速率最快,高温期温度最高,后熟期降温最快。堆肥过程中,各处理p H无显著差异,变化趋势基本一致;各处理发芽指数(GI)不断提高,纯秸秆和秸秆粪污混合物为原料的接复合菌处理均在第25天高于接单菌处理,至堆肥结束时,接复合菌处理的发芽指数分别为93.45%和98.67%;随堆肥的进行,各处理有机质含量均处于下降趋势,至堆肥结束时,所有处理的有机质含量均高于450 g/kg;各处理的全氮、全磷、全钾含量在堆肥结束时比堆肥初始均有所增加,至堆肥结束时,以纯秸秆和秸秆粪污混合物为原料的接复合菌处理的总氮和总磷含量均显著高于其他处理。综上,相比于不添加外源菌和添加单一菌株,高效木质纤维降解复合菌剂的添加,能够有效促进堆肥的腐熟,提高堆肥效率...     

PGPR复合菌剂对辣椒生长及根际土壤微生物结构的影响

为研究植物根际促生菌(PGPR)菌剂在田间条件下对辣椒的促生效果及其对根际土壤微生物结构的影响,以前期筛选到的4株PGPR菌株制备的复合菌剂为研究对象、辣椒为试验材料进行田间试验,分别设置了100%化肥组(CK)、100%化肥+PGPR复合菌剂组和80%化肥+PGPR复合菌剂组共3个处理,在幼苗期、始花期和坐果期对辣椒进行灌根,测定了不同处理组辣椒的株高及茎粗、产量和根际微生物的结构变化。结果表明:PGPR复合菌剂能有效促进辣椒植株增高和茎粗增加,单株产量及挂果数较100%化肥组分别增加34.14%、38.62%和47.44%、52.89%,每公顷鲜椒增产约9 000～10 000 kg。微生物菌群的结构变化表现为,PGPR菌剂灌根的处理组中,微生物总量和细菌数量显著性增加、真菌数量减少,放线菌数量则表现为盛果期显著增加;溶磷、解钾及固氮菌等功能菌群的数量总体上升,增幅不一致。表明施用PGPR复合菌剂对辣椒的促生效果显著,且影响了辣椒根际的土壤微生物结构。     

复合微生物菌剂对棉花生理特性及根际土壤 微生物和化学性质的影响

为了系统地阐述复合微生物菌剂在改善土壤化学性质、生物学性质和促进植物生长方面的效果及机理,采用盆栽试验,研究常规和灭菌条件下不同用量的微生物菌剂对棉花生长、生理代谢、根际土壤生物学特性和养分含量的影响。结果表明:施用复合微生物菌剂能够提高苗期棉花叶片光合色素总量,叶片和根系内抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)活性,降低过氧化物质含量(MDA、O2·-),进而提高了棉花的光合性能和抗氧化能力;降低了土壤pH,提高了根际土壤细菌和放线菌数,而降低了根际土壤真菌数,同时提高了根际土壤脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶和脱氢酶活性,最终提高了根际土壤有效养分和有机质含量,改善了根际微域环境,促进了棉花苗期生物量的累积和抗病性。除根际土壤养分含量外,常规复合微生物菌剂对各指标的改善效果优于灭菌复合微生物菌剂,且用量为10L/667m2时效果较明显。因此,复合微生物菌剂可通过改变土壤pH,改善根际土壤微生物群落的数量和结构来改变土壤酶活性和有效养分含量,优化根际生长环境,增强植物抗逆性和光合能力,最终实现养地增产的效果。此外,复合微生物菌剂中的有益活菌在改土、促生方面具有极其重要的积极效应。     

堆肥作为微生物菌剂载体的研究

以自然风干的堆肥为载体,吸附3株功能芽胞细菌液体菌剂制成不同生物肥料,通过不同时间取样比较堆肥、有机无机肥和生物有机肥以及生物复混肥中功能芽胞细菌和普通微生物数量以及pH等指标变化,探讨堆肥作为载体生产生物肥料的可行性。研究结果表明,经过自然风干的堆肥与蛭石比较,吸附液体微生物菌剂后无论外观、手感还是功能芽胞细菌死亡率,差异均不大。含水量小于15%堆肥吸附液体菌剂比例为6%比较合适,吸附比例高时,生物肥料含水量和pH较高,影响保存效果。生物有机肥和生物复混肥保存6个月时,3株功能芽胞细菌总数分别为0.59×108 CFU.g-1和0.38×108 CFU.g-1,依然可达到农业行业标准要求。生物有机肥中功能芽胞细菌数量最高,生物复混肥集合了三大肥料优点,堆肥中普通微生物数量和多样性最高。完全腐熟的堆肥经过自然风干后可作为微生物菌剂载体。     

解磷微生物菌剂对油菜生长及产量的影响

通过盆栽试验研究解磷微生物菌剂在油菜上的施用效果。结果表明,在不施磷肥的条件下施用解磷微生物菌剂,能够促进油菜的生长,增加油菜的株高和叶面积,提高油菜的生物产量。解磷微生物菌剂能够提高油菜对磷的吸收能力,增加作物的磷素营养。在磷充足的条件下施用解磷微生物菌剂效果不显著。     

生物复合菌剂处理秸秆产沼气研究

利用农作物秸秆作为产沼气的原料,解决了农村产沼气发酵原料缺乏的问题。用生物复合菌剂预处理后的秸秆直接作为产沼气的发酵原料,加快了产沼气的启动时间,启动时间只需2~7 d;其产气量比对照提高了42.15%~52.35%。     

添加复合菌剂好氧发酵牛粪生产生物肥料的工艺优化

以新鲜牛粪和稻壳粉为发酵原料,进行牛粪好氧发酵试验,探讨生物有机肥生产的最佳工艺条件。首先选择复合微生物菌剂接种量、原料含水率、C/N比、翻堆次数4个因素进行单因素试验研究,初步确定四个因素的最适范围,然后对四个因素进行正交优化试验,确定最佳发酵工艺参数。在一次发酵结束后,加入固氮细菌、解磷细菌和解钾细菌等有益微生物,通过测定二次发酵过程中有益微生物的变化情况,确定二次发酵终止时间。试验结果表明,一次发酵的最优工艺参数为原料含水率65%,C/N 30︰1,菌剂接种量3.5‰,翻堆次数4 d一次。在一次发酵15 d后加入固氮细菌、解磷细菌和解钾细菌等有益微生物,发酵6 d,三种菌的活菌数达到稳定,可终止发酵。在此工艺条件下,物料升温快,最高温度高,高温持续时间长,腐熟度高,发酵周期缩短,生物有机肥中活菌数达到5.2×109 cfu/g,发芽指数为96.8%。     

复合微生物菌剂对番茄的光合特性及产量品质的影响

施用微生物菌剂或化肥与微生物菌剂配施均能显著提高番茄的净光合强度、提高产量、增加效益，以化肥与微生物菌剂配施的处理最为显著，与对照相比，净光合强度提高19．1％～36．3％，总产量和前期产量分别提高34．4％和42．4％，纯收入增加668．7元／hm^2，这说明，适当降低化肥用量并配合施用微生物肥料，可以在肥料投入略有增加的情况下显著提高番茄的产量、增加效益。同时，施用微生物菌剂还可显著提高番茄可溶性固形物、茄红素和Vc含量，改善产品风味，提高农产品品质。     

酒糟腐熟专用液态复合菌剂发酵条件研究

为制备酒糟腐熟复合微生物菌剂用于生产生物有机肥,对筛选得到的贝莱斯芽孢杆菌诱变育种菌株UN-5和里氏木霉的复合效果进行了考察。针对菌种耐酸性、复合时二者拮抗性以及培养时间、菌种配比和培养pH这3个影响复合菌剂纤维素酶活的主要因素设计单因素及正交实验。结果表明,复合菌剂的菌种配比、培养时间和pH对复合菌剂的纤维素酶活有显著影响。正交实验结果显示UN-5和里氏木霉制备复合菌剂的最佳条件为：培养时间28 h,菌种配比（UN-5∶里氏木霉）为2.5∶1,培养pH为5.0,此条件下制备的复合菌剂纤维素酶活达125.24 U,有效活菌数为10.3亿/g。     

复合微生物菌剂与氨基酸水溶肥组合施用对香蕉土壤理化性质及微生物群落的影响

为了研究复合微生物菌剂和氨基酸水溶肥组合施用后香蕉土壤性质及微生物群落结构变化,在海南省东方市开展香蕉大田试验,以组合施用复合微生物菌剂与氨基酸水溶肥为处理组,在香蕉的苗期、中期、孕蕾期各处理一次,以滴灌清水为对照组,全部处理结束30 d后进行土壤取样,测定土壤理化性状,并提取土壤DNA进行土壤微生物高通量测序,对比研究土壤性质及菌群的变化情况。结果如下:(1)处理组有效地改善了土壤养分,土壤有效磷和速效钾含量极显著上升(P0.01);碱解氮显著增加(P0.05);根结线虫数量显著下降(P0.05)。(2)细菌测序结果表明,在目水平上,对照组土壤中细菌相对丰度≥2%的优势菌目在处理组土壤中都呈下降趋势;在属水平上,物种丰度≥1%的菌属中,处理组土壤的Rhodanobacter(罗丹杆菌属)、Sphingomonas(鞘氨醇单胞菌属)、Dyella(分类未定)的物种丰度都明显升高,其中Sphingomonas呈显著性升高。(3)真菌测序结果显示,处理组土壤中Colletotrichum(炭疽菌属)的丰度明显下降,但Penicillium(青霉菌属)的丰度有所升高。综上,采用复合微生物菌剂和氨基酸水溶肥组合处理,对土壤理化性状和微生物具有明显的改良和改善作用,有利于减少香蕉的病害发生。     

不同处理方式对奶牛粪细菌群落多样性及群落结构的影响

以腐熟牛粪、新鲜牛粪以及蚯蚓粪为材料,提取其微生物总DNA,利用细菌16SrDNAV3区扩增及变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）法,分析了3种材料中细菌的多样性以及细菌群落结构的相似性。结果表明,蚯蚓粪的细菌多样性最丰富,腐熟牛粪次之,新鲜牛粪的细菌多样性最小。蚯蚓粪和腐熟牛粪的细菌群落结构有40%的相似性;蚯蚓粪和新鲜牛粪的细菌群落结构的相似性为25%;新鲜牛粪和腐熟牛粪的细菌群落结构的相似性则为35%。     

微生物燃料电池阳极生物膜微生物群落的PCR-DGGE分析

以养殖废水沼气池沼泥为接种物,构建了乙二胺、三氯化铁改性阳极的无介体单室微生物燃料电池（MFC）体系,均成功实现了连续产电,同时对废水中的污染物也具有很好的去除效果。为了更好地研究微生物燃料电池阳极生物膜的微生物多样性,分别采集了两种MFC阳极生物膜样品,采用PCR-DGGE法研究了一个完整产电周期的启动期（S）、葡萄糖产电稳定期（RG）和养殖废水原水稳定期（RS）的MFC阳极生物膜的微生物群落变化。结果表明,不同时期MFC阳极生物膜的微生物多样性存在明显差异,S-RG、S-RS、RG-RS的微生物群落相似性分别为70.1%、42.0%和50.6%。两种不同阳极富集的生物膜微生物群落相似性仅为48%,这表明不同改性方法所得的阳极对微生物具有选择性作用。对DGGE条带测序和比对发现,不同时期阳极生物膜上优势微生物包括Trichococcus sp.、Thauera sp.、Azoarcus sp.、Azospirillum sp.、Zobellella sp.、Pseudomonas sp.、Aeromonas sp.、Thiobacillus sp.、Desulfovibrio sp.、Thiomonas sp.,其中Pseudomonas sp.、Aeromonas sp.和Desulfovibrio sp.与已报道的相关产电微生物具有较高的序列相似度,这些菌种可能是本MFC体系中的主要产电菌。     

合成菌群促生抗逆功能的研究进展

根际微生物群落与植物健康生长密切相关,但由于根际微生物群落成员庞大,结构复杂,不利于根际微生物群落成员间互作、及群落互作对根际免疫机制的深入研究。合成菌群因其结构简单、互作方式可控等优势,在根际微生态领域研究中发挥重要功能,一方面为微生物-微生物、微生物-植物互作功能及机制深入研究提供新的思路和方法,另一方面合成菌群能够转化为农业知识,助力农业绿色健康发展。鉴于此,本文从合成菌群构建、合成菌群促生抗逆功能等方面综述了目前研究进展,展望未来合成菌群的研究方向及对推动农业绿色发展的具体大潜力。     

铀尾矿周边污染土壤微生物群落结构与功能研究

为给铀尾矿周边污染土壤环境监测及生态修复提供科学参考依据,以我国某铀尾矿周边的污染土壤为研究对象,采用常规稀释平板法和Biolog—Eco微平板反应系统研究了高、中、低污染区的土壤微生物群落结构及功能多样性。结果表明,放射性污染从高到低的各级取样点的三类微生物数量大小为细菌〉真菌〉放线菌;与对照相比,各样点的AWCD下降了37．6％~92．0％,AWCD、Shannon指数（H）、Simpson指数（D）与放射性核素的含量基本呈反比关系,而与有机质、全氮、碱解氮显著正相关;不同土壤微生物群落问的代谢特征随着污染程度的变化而变化,主成分分析表明这种变化主要体现在碳水化合物上。     

沙漠微生物群落功能多样性分析

以宁夏回族自治区沙坡头地区的沙漠微生物群落为研究对象,采用Biolog方法研究了已固定沙丘结皮(J1)及结皮下层(J2),半流动沙丘上层(L1)和下层(L2)中微生物群落的功能多样性。结果表明,J1的微生物群落活性最高,J2的微生物群落次之,再次为L2的微生物群落,最后为L1的微生物群落;J1,J2,L1和L2的微生物群落对羧酸类、聚合物类和氨基酸类碳源的利用表现一致,对糖类、胺/氨类和双亲化合物类碳源的利用表现不同;利用ECO板上31种碳源进行主成分分析得出,PC1,PC2和PC3特征值的贡献率为分别为70.16%,19.23%,10.61%。研究结果表明:(1)经过固沙后的微生物群落活性明显高于半流动沙漠微生物群落的活性;(2)微生物群落结构上的差异致使其对6类碳源的利用方式不同;(3)主成分分析表明沙漠微生物群落对羧酸类、糖类和氨基酸类碳源的利用最高,主要利用碳源有22种。     

利用PCR-DGGE方法研究添加复合菌剂对堆肥微生物群落的影响

为研究接种复合菌剂对堆肥微生物群落变化的影响,以奶牛粪便和稻草为原料进行堆肥试验,设添加复合菌剂BLD（由3株木质纤维素降解细菌组成,经测序鉴定分别为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞菌属中未鉴定种）和不加菌剂两个处理,利用传统平板培养与聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）方法相结合研究两种堆肥处理对微生物群落演替的影响。结果表明,基于传统培养方式,微生物数量呈升高-降低-升高-降低的趋势,且细菌数量明显大于真菌数量;DGGE图谱显示,两种堆肥处理的条带数呈现与传统培养相似的变化趋势。接种菌株在堆肥初期成功定殖,高温期成为优势菌株,降温期优势逐渐减弱。接种菌剂增加了堆肥中细菌数量,提高了堆肥微生物群落多样性,从而促进堆肥微生物群落演替,缩短堆肥腐熟时间。     

锌污染对猪粪堆腐过程中微生物群落的影响

利用Biolog微平板技术,对不同浓度重金属Zn影响下堆料微生物群落多样性进行了研究。结果表明,较低浓度Zn处理（Zn含量为400mg·kg^-1）的堆料升温快,高温持续时间长。微生物群落多样性指数和微生物群落主成分分析（PCA）指标均表明不同浓度重金属处理的堆料微生物群落有明显不同,Zn含量为400mg·kg^-1的堆料微生物活性高,有利于增加群落的丰富度和功能多样性,与Zn含量为1000mg·kg^-1的堆料、对照组堆料起分异作用的碳源主要为多聚物类和糖类。     

敌敌畏杀虫剂对桃树叶际微生物群落结构的影响

采用平板计数法和磷脂脂肪酸（PLFA）分析方法评价了喷施敌敌畏杀虫剂后对桃树叶际微生物群落的影响。平板计数法分析结果表明,经80%敌敌畏乳油的1000倍液喷雾处理后,可培养微生物数量低于喷水对照。PLFA分析结果显示,桃树叶际真菌标记物18：1ω9t磷脂脂肪酸（PLFAs）含量最高,超过总PLFAs含量的60%;喷施杀虫剂后,叶际微生物PLFAs的含量、种类均有所增加,明显有别于喷水对照;并且增加敌敌畏处理次数会增强其对叶际微生物群落影响的显著性。PLFAs主成分分析表明,处理1d后不同样品的叶际微生物群落结构差异最明显,7d后,不同处理样品的叶际微生物群落结构差异变小。     

连作对黑龙江烤烟土壤微生物功能多样性的影响

利用BiologTM微平板检测技术研究了烤烟连作对土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,烤烟连作7年土壤微生物群落平均颜色变化率(AWCD)显著低于轮作各处理;土壤微生物功能多样性丰富度指数、Shannon多样性指数和Simpson指数连作处理均低于轮作处理,且差异达到显著水平(P<0.05);连作7年处理土壤微生物功能多样性明显低于连作2年处理。在土壤微生物碳源利用上,烤烟连作2年和7年处理土壤微生物对聚类化合物、碳水化合物、羧酸类、氨基酸类和其他化合物的利用显著低于正茬轮作处理,表明烤烟连作降低了土壤微生物的种群多样性和功能多样性,而且连作年限增加不利于土壤微生物的多样性。     

Soil Microbial Community Composition and Diversity in the Rhizosphere of a Chinese Medicinal Plant

Rehmannia glutinosa is an important medicinal plant, but there is a serious problem of decreasing productivity with its continuous cropping on the same land. We hypothesize some relationships between this problem and the disturbed soil ecosystem. In this work, two community‐based microbiological measurements, community‐level physiological profiling (CLPP) using Biolog sole carbon (C) source utilization tests and phospholipid ester–linked fatty acid (PLFA) profiles, were used to evaluate soil microbial community function and composition of different R. glutinosa cropping soils. Field investigation showed that the problems with continuous cropping occurred not only in 2‐year continuous fields but also in 5‐year rotation fields. Soil basal respiration and metabolic quotient were significantly greater in R. glutinosa cropping soils than in the noncropping controls. In contrast, the Shannon index from the Biolog data set was lower in R. glutinosa cropping soils. Both CLPP‐ and PLFA‐based principal component analyses (PCA) showed distinct groupings of soil microbial communities in R. glutinosa rhizosphere, and 11 PLFAs representing different microbes were identified from the principal component scores of PLFAs. Among these, an abundance of PLFA 18:2ω6,9, which is a biomarker of soil fungi, was significantly higher in R. glutinosa cropping soils than control soils. These results suggest an alteration of soil microbial community following R. glutinosa cropping, and this might be an important reason for the constraints associated with continuous cropping.