发酵床垫料栽培基质重复利用对辣椒生长和基质性状的影响

以发酵床垫料为主要原料的有机基质作为栽培基质,采用槽式栽培方式,研究其在辣椒种植上的应用效果以及种植不同茬次辣椒后基质理化和微生物学性状的变化情况;并研究该有机基质的重复利用效果。结果表明:基质栽培的辣椒与土壤对照相比,在株高、根长、整株鲜重和产量方面均无显著差异,且用完1茬的旧基质继续种植第2茬辣椒不影响其产量。种植第1茬辣椒后对基质理化性状影响最大,其中,EC值、速效氮和速效钾含量与新基质相比变化最为显著,分别降低了81.17%、92.15%和85.16%,种植2茬辣椒后基质理化性状与1茬时相比变化不显著。Real-Time PCR结果表明:连续种植2茬辣椒对基质中细菌数量影响不大,而真菌数量1茬后显著降低,2茬后真菌数量与1茬时相比差异不显著。PCR-DGGE结果表明种植第1茬辣椒明显改变了基质中细菌和真菌群落结构,并能明显提高真菌的群落多样性,但种植第2茬辣椒对基质中细菌和真菌多样性影响较小,细菌和真菌群落结构与1茬时相比变化不大。     

加热消毒设备处理西瓜重茬基质工艺优化及栽培效果

为解决西瓜重茬基质再生利用障碍问题,降低基质栽培经济成本,该研究设计研发了一台利用导热油夹套加热,高温消毒处理重茬基质的设备。从节能和病原菌杀灭的角度,优化该设备的运行参数,获得重茬基质消毒技术。通过对再生基质栽培后西瓜枯萎病发病情况和尖孢镰刀菌数量的调查,验证该技术在田间尺度上的应用效果。试验结果表明:西瓜基质栽培前后容重和孔隙度变化显著,全氮、速效氮、速效钾显著(P0.05)下降33.0%、40.3%和33.5%,但仍在适宜栽培范围,再次利用需补充养分,而病原菌(尖孢镰刀菌的数量)显著增加是限制重茬基质再利用的主要障碍因子。利用该消毒设备对西瓜重茬基质消毒的最佳运行参数为:单次进料量为3 m3,基质含水率为40%,高温(70℃)消毒2.0～2.5h。田间验证试验显示,连茬种植西瓜后,经消毒处理的重茬基质枯萎病发病率与新基质无差异,分析基质中病原菌数量发现,经过高温处理后重茬基质中尖孢镰刀菌数量与新基质处理无差异,均显著低于未经消毒处理。此外,西瓜采收后的生长指标(植株干质量、单果质量和产量)均与新基质无差异。因此,基于导热油外加热的消毒设备处理西瓜重茬基质工艺达到了很好的灭菌效果,满足西瓜生产需求。整个工艺的经济成本为42.25～53.50元/m3,可以控制在新基质价格的6%以内。在农业生产中具有很好的应用前景。     

北京养殖鸡舍发酵床废弃垫料资源化利用评价

发酵床养殖技术是基于控制畜禽粪便排放与污染而发展起来的一种新型养殖技术。通过对不同养殖场发酵床废弃垫料理化性质进行测定,判断其是否能够直接作为有机肥料施用到土壤中。结果表明,废弃垫料中富含有机质、全氮、全磷、全钾等营养元素。其中有机质43.19%~53.95%,全氮2.28%~2.66%,全磷(P2O5)2.36%~2.70%,全钾(K2O)2.80%~3.62%,均符合国家有机肥料农业行业标准(NY 525—2012)。但废弃垫料中p H值为8.03~8.93,EC为3 679~4 310μS/cm,大肠杆菌数量在48.00×104~52.00×104cfu/g之间,沙门氏菌数量在18.33×102~38.33×102cfu/g之间,种子发芽率指数为15.88%~31.52%。在废弃垫料资源化利用方面,发酵床废弃垫料虽具有有机肥料的基本性质,但是其p H值偏碱性,盐分含量偏高,存在使我国北方土壤碱化、土壤盐渍化风险;大肠杆菌严重超标,具有生物安全隐患;种子发芽率指数低,说明废弃垫料中存在抑制种子萌发的毒素。因此施用前必须对养殖发酵床废弃垫料进行无害化处理。     

发酵床养猪废弃垫料的资源化利用评价

发酵床养殖技术是基于控制畜禽粪尿排放与污染的一种新型生态养殖模式,但其有机废弃物的处理和应用值得进一步研究.本文测定了我国山东、吉林两省5个发酵床养猪场的废弃垫料的有机质、氮、磷、钾、重金属元素、抗生素和盐分含量以及有害微生物数量.结果表明,废弃垫料中富含有机质、氮、磷、钾等营养元素.其中有机质含量为42.62％～54.12％,全氮1.54％～2.12％,全磷(P2O5)2.24％～5.55％,全钾(K2O)0.57％～2.15％;Cu、Zn、Cr、As、Ni、Pb、Cd、Hg等8种重金属元素含量均符合国家有机肥料农业行业标准(NY 525-2012)和城镇垃圾农用控制标准(GB 8172-1987)的限量标准;土霉素(Oxytetracycline,OTC)、四环素(Tetracycline,TC)、金霉素(Chlortetracycline,CTC)等四环素类抗生素含量低,环境风险小;蛔虫卵和大肠杆菌含量均超过NY 525-2012和GB 8172-1987的规定限值,蛔虫卵死亡率范围为90％～94％,总大肠杆菌的数量范围为1.29×105～2.24×106cfus/g;垫料盐分含量达到22.11～45.71g/kg.评价结论:发酵床废弃垫料具有有机肥料的基本性质,但是盐分含量偏高;肠道寄生虫卵严重超标,具有生物安全隐患,施用前必须对其进行无害化处理.     

利用猪场废弃垫料制备番茄栽培基质研究

为了实现猪场废弃垫料再利用,研究了不同比例的养殖垫料与炉渣混合制成的基质栽培番茄,根据番茄对栽培基质的特性要求,测定其基质的理化性质(pH值、电导率、容重、孔隙度),筛选合适的基质配方。结果表明,垫料经过堆肥后完全腐熟,以垫料为主的配方A且不含炉渣的处理基质A5的番茄株高、茎粗、地上部鲜质量、干质量最大,分别为23.1 cm、0.44 cm、16.38 g、1.64 g。且处理基质A5的各理化性质较适宜作为番茄的栽培基质,其容重为0.63 g·cm~(-3),总孔隙度为78.5%,水气比为4.06。利用炉渣、养猪废弃垫料、菌渣作为蔬菜栽培基质属于废弃物再利用,不会对环境造成二次污染,是目前较为环保的一种废弃物再利用方式,且经济效益显著。     

猪发酵床废弃垫料不同配比基质对辣椒生长及品质的影响

以第一代猪发酵床废弃垫料基质(WD)为主要原料,通过添加蛭石和醋糟中的一种或两种进行基质配比,测定了不同复配基质的理化性质(容重、总孔隙度、水气比、pH、EC、全氮、碱解氮、有机质等),研究了不同基质对辣椒的植株生长、光合作用、产量及果实品质的影响。结果表明:T8处理(WD︰醋糟︰蛭石=9︰2︰6)的物理性质均在理想基质范围内;T7(WD︰醋糟︰蛭石=9︰4︰4)、T8、和T9(WD︰蛭石=9︰5)处理的全氮、碱解氮、速效钾含量较低,全磷、速效磷含量较高,pH较高,EC值较低;T7、T8和T9处理的辣椒植株株高、茎粗显著高于其他的处理;T8处理的辣椒叶片光合作用最强,叶绿素含量最高,且显著高于CK;T8处理的辣椒植株产量最高,其次为T4(WD︰醋糟=5︰2)处理,T4、T8处理分别较CK产量提高7.74%、11.14%;T7和T8处理辣椒的可溶性固形物含量相对较低,但其Vc、可溶性蛋白和可溶性糖含量相对较高。综合考虑,生产上推荐使用T8处理作为辣椒生长的有机栽培基质。     

猪发酵床不同垫料中、累积规律

为研究在发酵床养猪过程中不同组成垫料的As、Hg累积规律,本文以木屑、稻壳和秸秆为原料,配制成3种垫料处理,分别为木屑（S）、木屑+稻壳（SR）和木屑+稻壳+秸秆段（SRS）,在一年半的时间里,测定了4批育肥猪养殖结束时不同层次垫料中As、Hg含量,分析了长期使用后不同发酵床垫料中As、Hg累积情况,为发酵床废弃垫料的后续农用提供理论依据。结果表明,随着猪养殖批次的延长,3种处理及其不同层次垫料As、Hg含量均存在不同程度增加。4批猪养殖结束时,As累积量最大的是SRS处理的发酵床,为1921.7 mg·栏-1,Hg累积量最大的也是SRS处理的发酵床,为21.1 mg·栏-1。S、SR、SRS处理的As、Hg含量分别为2.921、2.190、2.621 mg·kg-1和0.048、0.036、0.042 mg·kg-1,均符合《农业行业标准有机肥料》（NY 525—2012）、《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ/T 332—2006）的标准限值。     

发酵床养猪垫料的养分转化与植物毒性研究

发酵床养殖技术也被称为原位堆肥技术,是一种值得推荐的控制畜场粪便排放与污染的生态养殖模式。本研究检测了发酵床的水分、温度和pH值变化以及在连续饲养两批猪后垫料中碳、氮和磷的组成与含量变化情况及其对植物毒性的强弱。结果表明,发酵床使用期间水分为58%-61%,垫料内部温度维持在40-55℃;在连续饲养两批猪后,垫料的pH值升高至8.16,氮、磷含量显著提高,铵态氮、亚硝态氮和硝态氮浓度显著升高,C/N比由养猪前的84∶1下降至31∶1,N/P比由2.8∶1下降至1.26∶1;垫料中的总铜浓度由7mg·kg^-1升高至89mg·kg^-1。以白菜种子作发芽试验考察废弃垫料的植物毒性,其相对发芽率为86.67%,相对根长为132.95%,发芽指数（Germination Index,GI）为115.23%,说明饲养了两批肥猪的发酵床垫料无植物毒性作用,对根的生长有促进作用,可作为有机肥还田。     

棉隆熏蒸与微生物有机肥联用对西瓜枯萎病的防控研究

通过田间试验评估了土壤熏蒸和微生物有机肥联用对西瓜枯萎病的防控效果及对西瓜产量与品质的影响。试验设置3个处理:对照(CK)、棉隆熏蒸结合普通有机肥处理(OF)、棉隆熏蒸结合微生物有机肥处理(BOF)。结果发现:与CK相比,BOF处理和OF处理均显著降低西瓜枯萎病发生率,病害防治效果分别为65.8%和54.1%;BOF处理还显著增加连作西瓜产量(增幅达33.4%),提高西瓜中心糖含量(增幅达15.9%)和糖酸比(增幅达13.4%)。棉隆熏蒸处理土壤细菌和真菌数量均显著低于CK,尖孢镰刀菌数量下降3个数量级;土壤脲酶、蔗糖酶、荧光素二乙酸酯酶活性以及土壤微生物碳源利用多样性指数、均一性指数较CK均显著降低。棉隆熏蒸后施用有机肥可使土壤微生物数量、土壤酶活性及微生物碳源利用多样性逐步恢复,其中BOF处理土壤微生物数量和酶活性恢复速度和强度更大、病原菌数量及病原菌与真菌数量比最低、微生物碳源利用多样性指数最高。结果表明,利用棉隆对连作西瓜土壤熏蒸20 d能显著减少病原菌数量,配合施用微生物有机肥,能快速改善土壤微生物区系和恢复土壤酶活性,降低枯萎病的发生,并有效促进西瓜生长,提高西瓜产量及品质。     

养猪发酵床不同发酵程度垫料微生物群落结构特征的PLFA分析

发酵床养猪是一种新型的养殖技术,可有效缓解养猪的环境污染问题,微生物在其中起关键作用。为明确养猪发酵床发酵过程微生物群落的变化规律,为发酵床的科学管理提供依据,本研究采用磷脂脂肪酸生物标记（phospholipid fatty acids,PLFA）法分析养猪发酵床不同发酵等级垫料的微生物群落结构特征。采用色差法将垫料分为3个发酵程度等级：1级、2级和3级,采集不同发酵等级表层（0~15 cm）和里层（30~45 cm）垫料样本,测定各样本的PLFA。结果表明,共检测到61种PLFA,发酵2级垫料的PLFA种类最多,发酵3级垫料的PLFA种类最少。在各垫料中,PLFA分布量均表现为细菌 > 真菌 > 放线菌。指示细菌、真菌、放线菌、革兰氏阳性细菌（G⁺）、革兰氏阴性细菌（G^-）的PLFA及总PLFA在各发酵等级表层垫料的分布量均显著大于其在里层垫料的分布量,最大值出现在发酵1级表层垫料中。与对照（未发酵垫料）相比,发酵垫料总PLFA含量均显著增加（P<0.05）。发酵3级表层垫料的真菌/细菌值最大,发酵2级表层垫料的G⁺/G^-值最大。多样性分析表明,Shannon指数和Pielou指数最大值出现在发酵2级垫料中,而Simpson指数最大值出现在发酵3级表层垫料中。聚类分析表明,当欧氏距离为233.15时,可将不同发酵等级垫料聚为3个类群,同一发酵级别的垫料聚在相同类群中;主成分分析表明,发酵1级表层和里层垫料单独归一类群,其他发酵等级垫料和对照垫料归另一类群中。综上,不同发酵等级垫料的微生物种群结构不同,发酵1级表层垫料微生物分布量最大,发酵2级垫料的微生物种类最多,相同发酵级别表层和里层垫料微生物群落结构相似。     

土壤与基质栽培系统对生菜(Lactuca sativa)根际细菌群落的影响

以生菜(Lactuca sativa)"申选5号"与"罗莎红"为材料,采用PCR-DGGE和Real-Time PCR技术,分析了土壤栽培系统和基质栽培系统根际细菌群落的差异。Real-Time PCR检测结果表明,基质栽培的两个生菜品种根际细菌数量均显著高于土壤(P0.05);PCR-DGGE图谱条带结果表明,根际细菌群落多样性基质高于土壤。栽培系统是造成多样性差异的主要原因,但也与品种有关:"申选5号"基质的Shannon-Wiener指数(H),Simpson指数(D)和均匀度(E)均显著高于土壤(P0.05);"罗莎红"基质的H显著高于土壤,而D和E无显著差异。结合土壤和基质理化性质的RDA分析结果,土壤和基质具有不同的细菌群落,p H值与硝态氮是塑造根际细菌群落的主要因子,含水量、碳氮比和有效磷与细菌群落的形成呈正相关。     

有机基质栽培对巨峰葡萄花色苷合成基因表达的影响

为明确有机基质栽培对葡萄花色苷合成的影响,以巨峰葡萄为材料,分别采用液相色谱(HPLC)技术和RT-PCR技术,研究有机基质栽培对葡萄果皮花色苷含量及其生物合成相关基因表达的影响。结果表明,有机基质组的花色苷总含量明显高于对照组;有机基质栽培使巨峰葡萄果实整个发育期或部分着色期果皮花色苷生物合成途径中PAL、4CL、CHS、CHI、F3Hs等结构基因和Vlmyb A1-1、Vvmyb A1等调节基因的转录表达上调。本研究结果为巨峰葡萄有机基质栽培技术的应用与推广提供了理论依据。     

柠檬酸对西瓜幼苗铝毒害的缓解作用

为了探究柠檬酸对西瓜幼苗铝毒害的缓解作用,本试验采用水培法,以早春红玉(耐铝型,HY)和早蜜王(铝敏感型,ZM)2个西瓜品种为材料,用不同柠檬酸浓度(200、400、800、1 200μmol·L~(-1))处理铝胁迫(1 500μmol·L~(-1))下的西瓜幼苗,研究不同柠檬酸浓度对西瓜幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,铝胁迫对HY和ZM幼苗的生长和生理均产生了明显的毒害作用,与HY相比,ZM受毒害的程度更大。加入柠檬酸后,铝对HY和ZM的毒害作用得到了有效的缓解,且缓解效果存在浓度差异,在一定浓度范围内(≤800μmol·L~(-1)),随着柠檬酸浓度增加缓解效果增强,其中以800μmol·L~(-1)效果最佳;当浓度增至1 200μmol·L~(-1)时,缓解效果反而减弱。柠檬酸对ZM的缓解作用强于HY,同时随着处理时间的延长柠檬酸缓解效果越明显。综上所述,柠檬酸能够有效缓解铝对西瓜幼苗的毒害作用,以400~800μmol·L~(-1)解毒效果最佳。本研究结果为明确柠檬酸缓解西瓜铝毒害作用机制以及西瓜优质高产栽培提供了理论依据。     

砾石覆盖年限对连作农田土壤微生物和酶活性的影响

以中国科学院皋兰试验站的连续砾石覆盖2,7,11,15和20a的连作西瓜农田为对象,对不同覆盖年限连作西瓜农田土壤中微生物数量、过氧化氢酶、淀粉酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、脱氢酶酶活性进行了研究。结果表明,随着砾石覆盖年限的增加,土壤微生物数量逐渐降低,在覆盖7～11a时最为稳定,此后微生物多样性指数和均匀度指数持续降低。在0～20a范围内,砾石覆盖下多数土壤酶活性随着覆盖年限的延长呈抛物线变化趋势,在砾石覆盖10～11a之前呈上升趋势,随后呈下降趋势。总体而言,在砾石覆盖11a左右的农田中,土壤酶活性最高,砾石覆盖超过15a的农田土壤酶活性较低,作物减产,需要停耕堆肥,重新换沙来维持产量。这一结果可为砾石覆盖农田土壤的持续利用与科学管理提供基础依据。     

连作西瓜的根际土壤酶活性和微生物多样性

以山东大鹏西瓜基地0,3,9,15 a的西瓜根和根际土壤为研究对象,采用野外调查和实验室分析方法分析连作对西瓜根际土壤酶活性和微生物多样性的影响。结果表明:随着连作年限的增加,土壤有机质和氮磷钾含量递减,连作第15年有机质及有效氮磷钾含量最低。在同一生长时期内,连作年限越长,西瓜根系活跃吸收面积和总吸收面积最低,根际土壤酶活性呈现先递增后下降的趋势,并且根际土壤酶活力幼苗期 < 抽蔓期 < 结果期。在连作前期土壤中可培养微生物代谢活力递增,连作后期微生物代谢活力递减,且连作越久土壤中微生物群落多样性降低,均匀度先增加后降低。相关性分析表明,土壤中过氧化氢酶（p < 0.05）、磷酸酶（p < 0.05）、蔗糖酶（p < 0.01）、速效磷（p < 0.05）、速效钾（p < 0.05）与真菌具有正相关性;脲酶与细菌正相关（p < 0.01）,与碱解氮负相关（p < 0.01）;过氧化氢酶（p < 0.05）、碱解氮（p < 0.01）与放线菌具有显著正相关。综上所述,连作0～9 a,土壤微生物代谢活力和酶活性增强,养分流失较小;连作9 a后,土壤养分流失严重,土壤酶活性和微生物代谢活力显著降低,产生连作障碍,说明减少连作年限可使西瓜优质丰产并且可持续发展,反之影响西瓜正常生长生产,损害经济效益。     

不同浓度棉隆熏蒸对老龄苹果园土壤微生物环境的动态影响

通过向25年老龄苹果园土壤中施入不同浓度(T1,0.02‰;T2,0.1‰;T3,0.5‰)的棉隆,利用微生物平板培养、实时荧光定量PCR(qPCR)、微生物碳源利用(biolog-ECO)、末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)、生物多样性指数Biodap等方法研究不同浓度棉隆熏蒸下土壤可培养微生物(细菌、真菌)数量、群落结构及其多样性指数随时间变化的演变趋势,并进行平邑甜茶盆栽验证,以期为减轻苹果连作障碍筛选棉隆浓度提供理论依据。结果表明:0.1‰的棉隆施用量对连作土壤再植平邑甜茶幼苗的生长促进作用最为显著。老龄苹果园土壤中微生物数量随棉隆施用量的增大而显著性降低,30天时,各处理(T1、T2、T3)可培养细菌数量较CK分别降低了57%,81%,87%,可培养真菌数量(T1、T2、T3)较CK分别降低了75%,81%,100%,层出镰孢菌基因(F.Proliferatum)拷贝数较CK分别降低了57%,80%,85%;微生物单一碳源利用率(biolog-ECO)结果表明,微生物活性(用平均每孔颜色变化率(AWCD)表示)在熏蒸后的土壤中随时间逐渐恢复,但施加浓度越高,恢复速度越慢,30天时,T1(0.02‰)的AWCD显著低于CK;60天时,该处理的AWCD已与CK无差异,而T3(0.5‰)AWCD直到90天时仍显著低于CK;微生物T-RFLP主成分分析表明,各处理均改变了老龄苹果园土微生物群落结构,棉隆施用浓度越大,群落改变越显著,但高浓度熏蒸下的群落结构很不稳定,随时间波动明显;聚类分析显示,随时间推移,T1(0.02‰),T2(0.1‰)与CK的群落结构相似度逐渐升高,并逐渐向CK移动。而T3(0.5‰)始终与CK保持低相似度;在微生物多样性分析中,T3(0.5‰)对微生物多样性指数(Shannon index)与丰富度指数(Margalef index)降低程度最为显著。     

水肥处理对基质栽培西瓜生长、水分利用效率及 光合特性的影响

探讨水肥耦合效应对基质栽培西瓜生长状况与水分利用效率的影响,为基质栽培西瓜的高效生产提供科学依据。本试验在田间温室条件下,基质栽培西瓜"苏蜜8号",通过设置3个水分梯度和4个施肥梯度,研究不同水肥处理对西瓜产量、光合特性和灌溉水分利用效率的影响。试验结果显示,在中水处理(整季60L)下,施肥量为N-P_2O_5-K_2O (20g-10g-30g)的养分供应下,西瓜产量和植株生物量达最高值。水分、肥料及二者交互作用对西瓜产量和植株地下部生物量的影响都达到了显著水平(P0.05),且影响大小顺序为肥料作用水分作用交互作用。灌溉水分利用效率随灌溉量的增加水分利用效率降低,在同一水分条件下,适量增肥可提高灌溉水利用效率。水肥交互作用对西瓜不同生育期内叶片净光合速率的影响均达显著水平(P0.05),但对叶片蒸腾速率只有在膨瓜期内影响较大,在苗期影响蒸腾速率的主要因子是灌水量。     

聚乳酸地膜在大棚西瓜种植中的应用研究

以西瓜作为受试生物,采用聚乳酸地膜和普通地膜进行对比试验,研究聚乳酸地膜在土壤中的降解特性及对土壤物理、化学特性和西瓜产量的影响。结果表明,聚乳酸地膜的降解过程为首先出现裂纹,再出现孔洞,最后出现裂缝;在西瓜生长过程中,聚乳酸地膜具有良好的保温作用,对土壤重金属以及主要元素氧化物含量无显著影响;覆盖聚乳酸地膜与普通地膜相比,西瓜苗蔓粗和蔓长差异不显著,叶片数和叶绿素含量聚乳酸地膜组均高于普通地膜组,表现为增产趋势,但西瓜产量两者差异不显著。提示聚乳酸薄膜具有良好的降解性且对土壤和作物无显著影响,有望替代普通地膜在农田中推广使用,减少农业薄膜对土壤造成的污染,加快现代生态农业的发展。     

无籽西瓜离体培养中玻璃化现象的研究

在无籽西瓜离体培养中 ,培养基中较高的氨态氮 /硝态氮比例、 BA浓度过高、琼脂和蔗糖浓度过低以及高温、弱光的培养条件均可导致玻璃化苗的增加。在培养基中添加青霉素 ( 60mg· L-1)和氯化胆碱 ( 30 0 mg· L-1)均可有效的抑制玻璃化苗的发生。