利用微生物防除根寄生杂草列当

根寄生杂草列当(Orobanche spp.)已经严重制约全球许多地区的农业发展,寻找有效防除措施迫在眉睫。由于列当具有特殊生活史且与寄主关系密切,常规防除杂草措施难以达到理想防效。目前,尚无既能有效防除列当又不对寄主造成危害且便于大规模推广应用的列当防除措施。在众多列当防除措施中,微生物防除越来越引起关注和重视。本文对微生物防除列当的国内外研究进展及防除机理进行了综述。目前,列当生防微生物的研究主要集中在镰刀菌(Fusarium spp.)等列当病原菌和根瘤菌(Rhizobium spp.)等列当寄主植物共生菌上。微生物防除列当的机制主要包括两方面:一是通过产生代谢产物直接影响列当的萌发和生长,或通过降解列当种子萌发诱导物质间接影响列当的萌发;二是通过提高寄主植物自身对列当的抗性间接影响列当的寄生和生长。此外,本文还重点介绍了植物土传病害的土壤拮抗微生物防除列当杂草的可行性及研究进展。植物土传病害病原菌和列当均首先通过在地下侵染作物的根系进而危害作物正常生长,而作物抗土传病害的机理也与抗列当的机理类似。因此,存在于土壤中具有防治植物土传病害能力的微生物可能也具有防除根寄生杂草列当的功能。本团队前期试验从植物土传病害的土壤拮抗微生物中筛选到在盆栽试验中能够有效防除向日葵列当(O.cumana Wallr.)和瓜列当(O.aegyptiaca Pers.)的放线菌各1株,分别为淡紫褐链霉菌(Streptomyces enissocaesilis Sveshnikova)和密旋链霉菌(Streptomyces pactum Bhuyan B.K)。其中,密旋链霉菌的菌剂在田间试验中既降低了瓜列当的出土数量又增加了番茄的产量。总之,微生物是防除根寄生杂草列当的一条有效途径。     

植物根际微生物调控根系构型研究

植物根系构型即根系在其生长介质中的生长与分布,包括根系长度、根系分支和根系生物量等,能够将植物固定在土壤中并有效吸收水分和矿质养分,直接影响植物的生长和发育。根系构型受多种因素的影响,包括土壤水分、养分和根际微生物,传统方式主要依靠化学肥料增加土壤养分进而改善根系生长,但是化学肥料会对环境造成危害,根际微生物作为植物的“第二基因组”,能够改善初生根、侧根和根毛的发育,促进植物的生长和根际养分吸收,近年来基因组学−代谢组学、基因组学−转录组学等多组学关联技术的应用揭示了微生物的促生机制,为微生物菌剂的开发提供了新思路。基于该领域的研究现状,本文阐述了根际微生物（AMF、PGPR、根瘤菌）对根构型的调控机制包括激素调控、固氮、溶磷、释放挥发性有机化合物四个方面,并描述它们通过这四种机制增加植物根系长度、根系分支,促进根毛发育的调控效应,基于上述结论,植物根际微生物可以有效改善根系生长,但实际应用效果还有待研究,量化不同机制的相对贡献率以及提高微生物菌剂在实际应用中的稳定性是后续研究的重点。     

花生化感物质降解菌和抗连作拮抗菌复合菌剂应用效果的研究

为了提高花生化感物质降解菌对化感物质降解率以及连作障碍拮抗菌对植物病原菌的拮抗效果。利用优化培养后制备的复合菌剂进行大田试验(复合菌剂中降解菌有效活菌数总数达3×1010cfuml~(-1),拮抗菌有效活菌数1.12×108cfuml~(-1)),研究了复合菌剂对花生病害、降解特性及土壤微生物活性等的影响。结果表明:复合菌剂及菌剂加倍处理对化感物质的降解率分别达66.7%和89.4%;菌剂的施入对花生网斑病、焦斑病和褐斑病有明显的抑制作用,特别是菌剂加倍对网斑病抑制效果2年分别能达到56.1%和72.1%;花生生育期内,微生物生物量碳氮总体呈先增加后减少趋势,菌剂处理比空白分别能提高6.2%~34.5%和4.9%~31.1%;复合菌剂处理能明显提高土壤脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性;花生产量2年皆以菌剂加倍最高,分别为3734.2 kg hm~(-2)和3708.6 kg hm~(-2),复合菌剂在花生整个生育期稳定性良好。     

烟草根系分泌物酚酸类物质的鉴定及其对根际微生物的影响

【目的】烟草连作已导致土传病害发生、 烟株生长受抑制、 产量下降和品质恶化等问题。烟株对自身及土壤微生物产生的化感作用,是烟草产生连作障碍的一个重要原因,其中化感物质中的根系分泌物是烟株与土壤微生物间相互作用的重要物质,探索烟草根系分泌物对根际微生物生长的影响是生物防控烟草青枯病的理论依据。【方法】本文利用超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF/MS)技术,分离、 鉴定烟草根系分泌物中主要酚酸类物质的种类和含量; 通过添加外源酚酸类物质,研究在液体培养基中烟草根系分泌物中的主要酚酸类物质对病原菌及拮抗菌的影响,并在土壤中添加鉴定出的主要酚酸类物质; 通过土壤培育试验,研究其对土壤微生物多样性和数量变化,特别是对烟草青枯病菌及其拮抗菌生长的影响。【结果】1)烟草根系分泌物粗提物对病原菌(茄科劳尔氏菌)生长的促进率为16.8％,对拮抗菌(短短芽孢杆菌)的生长抑制率达到29.4％; 2)UPLC-Q-TOF/MS检测根系分泌物中主要酚酸类物质为苯甲酸和3-苯丙酸,含量分别为0.25 μg/g干根重和1.15 μg/g干根重; 3)液体培养外源添加低浓度的苯甲酸(≤ 2 μg/L)和3-苯丙酸(≤ 3 μg/L)促进病原菌和拮抗菌的生长; 4 μg/L的苯甲酸对病原菌生长抑制作用不显著,对拮抗菌生长的抑制率达到90.2％,6 μg/L的 3-苯丙酸对病原菌的生长具有促进作用,对拮抗菌的生长抑制率达到81.1％,外源高浓度苯甲酸(≥4 μg/L)和3-苯丙酸(≥ 7 μg/L)抑制病原菌与拮抗菌的成长; 4)土壤中添加3 μg/kg土的苯甲酸时,土壤中病原菌的数量增加12.3％,而拮抗菌的数量减少21.0％,土壤细菌、 放线菌和真菌的数量分别降低37.5％,41.9％和55.6％; 3-苯丙酸浓度达到8 μg/kg土时,拮抗菌生长量减少14.5％,对病原菌没有显著影响,土壤细菌、 放线菌和真菌的数量分别降低69.9％,57.2％和80.7％; 5)土壤添加4 μg/kg的苯甲酸和7 μg/kg的3-苯丙酸后,土壤微生物Shannon指数、 Simpson指数、 McIntosh指数显著下降,分别仅为对照的57.7％、 94.1％、 88.1％和97.6％ 73.3％、 80.0％。【结论】烟草根系分泌物粗提物促进病原菌生长抑制拮抗菌生长,根系分泌物中酚酸类物质主要为苯甲酸和3-苯丙酸,液体培养中4 μg/L的苯甲酸或6 μg/L的 3-苯丙酸浓度是对病原菌生长抑制不明显但显著抑制拮抗菌生长的分界点,土壤外源添加3 μg/kg的苯甲酸或8 μg/kg的3-苯丙酸时,是土壤增加病原菌减少拮抗菌数量的分界点,同时土壤微生物功能多样性显著下降,病原菌对根系分泌物中苯甲酸和3-苯丙酸的利用优于拮抗菌,这也是烟草长期连作引起青枯病暴发流行的机理之一。     

三唑类农药的微生物降解研究进展

三唑类农药是一种广泛使用的防治植物病害的杀菌剂和植物生长调节剂，可通过抑制麦角甾醇的合成阻碍病原菌的细胞壁形成，从而起到防治作物病害的作用，也能抑制植物赤霉素合成延缓植物生长；但因大范围应用及其难以降解的特性，污染环境和影响人类健康。为给三唑类农药的微生物降解提供参考，基于文献研究，梳理总结了三唑类农药降解菌的种类、影响降解的环境因素和降解机理方面的研究进展，明确了微生物在不同环境中能有效降解三唑类农药，微生物降解技术有望应用于治理三唑类农药造成的环境污染。     

抗药性木霉菌株的选育及其与多菌灵的协同作用

在含多菌灵药物培养基上,采用紫外线重复诱导处理的方法,对拮抗性木霉T21进行改良,筛选到5株在多菌灵2000mg/L浓度下仍能较好生长的具有显著抗性菌株T21-1~T21-5,通过抗药遗传稳定性和对灰霉菌拮抗性测定,从中选育出性能较优良的抗药性菌株T21-4,并与多菌灵协同作用进行防治黄瓜灰霉病试验。结果表明:菌和药配比在9∶1,8∶2,7∶3时协同防治效果分别达到75.7%,78.9%和79.5%;单独使用T21-4和多菌灵的防效分别为70.5%和71.7%。表明菌和药协同作用防治效果明显高于单独使用的防效。因此,在使用木霉T21-4菌剂防治农作物病害时,添加少量的多菌灵,可降低植物病原菌的活性和侵染力,提高生物菌剂生防效果。     

复合菌剂防控香蕉枯萎病的效果及其微生物学机制

由病原菌尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense(Foc))侵染引起的香蕉枯萎病对全世界香蕉产业带来了毁灭性的影响,且目前尚无广泛采用的防治方法。研究复合生防真菌制剂对香蕉枯萎病的防治效果,以期为大田香蕉枯萎病的防治提供依据。设置3组不同的菌剂处理,分别为对照组CK、复合菌剂NFP、复合菌剂NFPT,通过两季的盆栽试验,研究复合菌剂对香蕉枯萎病的防治效果及其对土壤微生物多样性的影响;利用IlluminaMiseq高通量测序平台对细菌16S rRNA基因和真菌ITS区域进行测序分析,采用实时荧光qPCR定量分析各处理病原菌的数量。结果表明:(1)复合菌剂处理(NFP和NFPT)对香蕉枯萎病有较好的防治效果,其防效分别为43%和48%。(2)施用复合菌剂增加了细菌和真菌群落丰富度和多样性。基于Bray-curtis距离矩阵的主坐标分析(PCoA)结果表明NFP和NFPT改变了细菌和真菌群落结构。NFP和NFPT处理增加了潜在有益微生物中与香蕉枯萎病病情指数呈显著负相关的大理石雕菌属Marmoricola、类诺卡氏菌属Nocardioides、野野村式菌属Nonomuraea、norank_c__Acidobacteria、DS-100属和norank_f__Blastocatellaceae__Subgroup_4属的相对丰度,显著减少了病原菌尖孢镰刀菌的数量,重塑了土壤微生物结构和功能,增强其抗病性。     

氮肥减施配施菌剂对水稻生长及土壤有效养分的影响

为明确滨海盐渍型水稻土在氮肥减量施用条件下,微生物菌剂促进土壤养分释放和对水稻生长影响的机制,以盐丰47水稻为供试作物,采用盆栽试验方法,研究在氮肥减量30%条件下,化肥配施固氮螺菌和复合微生物菌剂对苗期水稻生长和土壤养分有效性的影响。结果表明:化肥配施微生物菌剂明显提高水稻生物量,增加水稻株高、根长、根体积、根表面积等根系发育指标。与常规施肥相比,在氮肥用量减少30%条件下配施微生物菌剂可以提高土壤有效磷和速效钾含量,提高幅度分别为2.71%～17.67%和0.73%～18.17%,土壤碱解氮含量变化相对较少,差异不明显。微生物菌剂可以替代部分化肥对水稻生长的促进作用,氮肥配施复合微生物菌剂处理比配施固氮螺菌的效果更好。研究结果对化肥合理减施、保障作物产量和合理应用微生物菌剂有重要意义。     

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。     

植物促生菌的功能及在可持续农业中的应用

全球气候变化以及人口增长加剧了农业生产中各种生物（如病原菌）和非生物（如干旱、盐渍、高温等）胁迫,并通过影响植物形态、生理生化特征和代谢功能等阻碍植物的生长、发育和生产力提升,最终影响农作物的产量和品质并严重威胁着农业的可持续发展。随着现代农业的大力发展,有益微生物因其能够改良土壤质量、提高土壤肥力、提升农作物抗胁迫性能和增产提质的功效显著而备受关注。简要概述了植物促生菌（Plant Growth-Promoting Bacteria,PGPB）的种类和施用效应,重点剖析了PGPB产生植物生长激素、固氮作用、加强对营养物质的吸收利用（溶磷、解钾和合成铁载体）、缓解生物和非生物胁迫以及调节植物根系构型和根际微生物群落结构等促生和抗胁迫机制,系统梳理了近年来运用于现代农业中的PGPB菌剂制备和施用方式的前沿科学技术,并进一步讨论了PGPB在未来农业生产中的应用前景以及研究方向。     

假单胞菌的微生态调节作用

假单胞菌能够抑制植物病原微生物的生长 ,对改善植物营养、促进植物生长具有很好的作用 ,同时假单胞菌还能够对土壤中的有毒物质进行降解 ,可以作为一种理想的植物微生态制剂生产菌种进行开发     

植物促生菌暹罗芽孢杆菌 37402-1 的 功能特性及对大蒜的促生效果

大蒜（Allium sativum L.）是我国的重要经济作物,主产地连作障碍严重,其种植生产的持续性受到制约。植物根际促生菌（PGPR）能够促进植物生长、防治病害且对环境友好。研制高效防控大蒜土传病害的微生物肥料对我国大蒜产业可持续发展和绿色发展有着重要的生态学和现实意义。以实验室前期从山东省金乡县连作大蒜根部分离的细菌为供试菌株,筛选获得对大蒜根腐病病原真菌尖刀镰孢菌（Fusarium oxysporum）ACCC37402和拟枝孢镰刀菌（Fusarium sporotrichioides）ACCC36464具有较好拮抗效果的菌株37402-1。菌株37402-1的PGPR功能特性研究结果显示：对大蒜根腐病病原真菌ACCC37402和ACCC36464的抑菌率分别为52.70%和37.98%;经16S rDNA基因序列同源性分析,确定为暹罗芽孢杆菌（Bacillus siamensis）;具有水解蛋白能力、产铁载体能力、溶解有机磷和无机磷的能力。温室盆栽试验显示,接种暹罗芽孢杆菌37402-1菌悬液能够促进大蒜幼苗的生长。田间试验表明,接种暹罗芽孢杆菌37402-1菌剂使大蒜增产1...     

连作自毒物质与根际微生物互作研究进展

连作障碍是农业生产中普遍存在的现象,与根际微生态失衡有直接关系,导致病原微生物富集,土壤从抑病型转向导病型,造成植物生长变弱、病虫害爆发、产量和品质下降。植物化感自毒物质在根际微生态破坏方面具有直接作用。自毒物质具有选择性培养基的作用,伴随植物生长不断积累,刺激根际病原菌生长而抑制有益微生物生长,导致根际微生物群落结构失衡,病原菌增加,植物病害爆发。自毒物质和根际微生物的互作关系从四个方面总结综述,包括自毒作用、自毒物质、自毒物质与根际微生物互作及植物根际促生菌缓解连作障碍。     

微生物制剂促进植物生长机理的研究进展

微生物制剂应用于农业生产,能促进植物生长,且无环境污染,因此被广泛开发用作生物肥料,生防制剂及作物和土壤中残留化学物质的降解剂。但是,对微生物制剂促进植物生长的机理研究不多,在一定程度上阻碍了微生物制剂的发展和正确使用。这样,微生物制剂促进植物生长的机理及相关研究就成为迫切需要解决的问题。本文主要阐述了微生物制剂直接和间接促进植物生长的机理研究进展。     

土壤学不应忽视对作物土传病原微生物的研究

随着集约化种植程度的提高,管理不善、单一作物连续种植、秸秆还田等因素导致的土传病害日益严重,使作物高产对农药的依赖程度不断提高,对我国农业可持续发展、环境和农产品安全构成了很大的威胁。但是,我国当前土壤学几乎忽视了这一土壤学范畴的研究领域。土传植物病原微生物功能明确,是研究土壤微生物区系和生物多样性与功能、土壤微生物与植物生长、土传病原微生物与拮抗微生物等关系的理想研究对象。土壤学在揭示土传病原微生物的生长规律、控制土传病原微生物数量、发挥拮抗微生物的作用、防治作物土传病害等方面具有独特的优势。深入认识土传病原微生物适宜生长的土壤环境是防控作物土传病原微生物生长,实现农药使用量零增长的基础。解决当前严重的作物土传病害不仅是土壤学的责任和义务,而且可以极大地推动土壤学的发展。     

复合菌剂防控香蕉枯萎病的效果及其微生物学机制

由病原菌尖孢镰刀菌古巴专化型（Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc)）侵染引起的香蕉枯萎病对全世界香蕉产业带来了毁灭性的影响,且目前尚无广泛采用的防治方法。研究复合生防真菌制剂对香蕉枯萎病的防治效果,以期为大田香蕉枯萎病的防治提供依据。设置3组不同的菌剂处理,分别为对照组CK、复合菌剂NFP、复合菌剂NFPT,通过两季的盆栽试验,研究复合菌剂对香蕉枯萎病的防治效果及其对土壤微生物多样性的影响;利用 Illumina Miseq 高通量测序平台对细菌16S rRNA基因和真菌ITS区域进行测序分析,采用实时荧光qPCR定量分析各处理病原菌的数量。结果表明：（1）复合菌剂处理（NFP和NFPT）对香蕉枯萎病有较好的防治效果,其防效分别为43%和48%。（2）施用复合菌剂增加了细菌和真菌群落丰富度和多样性。基于Bray-curtis距离矩阵的主坐标分析（PCoA）结果表明NFP和NFPT改变了细菌和真菌群落结构。NFP和NFPT处理增加了潜在有益微生物中与香蕉枯萎病病情指数呈显著负相关的大理石雕菌属Marmoricola、类诺卡氏菌属Nocardioides、野野村式菌属Nonomuraea、 norank_c__Acidobacteria、DS-100属和norank_f__Blastocatellaceae__Subgroup_4属的相对丰度,显著减少了病原菌尖孢镰刀菌的数量,重塑了土壤微生物结构和功能,增强其抗病性。     

接种方式对堆肥过程中功能菌定殖的影响

利用园林绿化废弃物添加磷矿粉,在堆肥前期、后期以及前后期分两次接种复合菌剂进行好氧堆肥,通过抗生素标记、选择性培养基方法,研究堆肥过程功能菌（解磷菌、拮抗菌）的定殖状况,分析堆肥产品的微生物群落功能多样性、解磷效果以及对青枯病菌的拮抗性能。结果表明：堆肥后期和分前后两次接种复合菌剂明显增加堆肥枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌功能菌数量,而前期接种经过堆肥高温期,堆体功能菌数量锐减,表明功能菌定殖效果取决于是否后期接种;堆肥后期和分前后两次接种显著提高了堆肥的微生物群落功能多样性、堆肥水溶性磷和有效磷含量以及堆肥对青枯病菌拮抗性能。     

贵州小白及内生真菌对块茎腐烂病拮抗作用研究

植物内生真菌作为获取生物防治材料的一个潜在且庞大的优质资源库,极具开发应用潜力。采用平板对峙法,对已有的137株小白及内生真菌进行块茎腐烂病菌菌丝生长的拮抗活性筛选,并以6种常见农业病原菌作为靶标菌完成抗菌谱测定,初步获得抗病能力较强的2株内生真菌:菌株GZFJ021和GZLG033。     

微生物菌剂对连作地块草莓生长、土壤养分及微生物群落的影响

为了研究微生物菌剂对连作地块草莓（Fragaria×ananassa Duch.）生长和土壤性状的影响，设置3个处理：不施用微生物菌剂（CK）、施用单一微生物菌剂（T1）和施用复合微生物菌剂（T2），统计草莓存活率和产量，并测定土壤样品的理化性状和微生物群落结构变化。结果表明，微生物菌剂处理有助于草莓的生长和增产。与CK相比，T1、T2的草莓存活率分别提高17.99和25.19个百分点，草莓产量分别增加30.16%和41.79%。微生物菌剂处理有效改善了土壤养分。与CK相比，T2土壤有效磷和速效钾含量显著提高18.31%和55.27%。然而，微生物菌剂处理提高了土壤电导率并降低了土壤pH值，长期施用微生物菌剂存在土壤盐渍化和酸化的风险。微生物群落结构分析结果表明，草莓土壤中细菌和真菌的优势菌门分别为厚壁菌门和子囊菌门，优势菌属分别为芽孢杆菌属和曲霉属。微生物菌剂施用提高了土壤真菌群落的丰富度和多样性，但对土壤细菌群落影响较小。与CK相比，微生物菌剂处理增加了芽孢杆菌属、根霉属和假霉样真菌属的相对丰度，其中根霉属和假霉样真菌属相对丰度在T2达到显著水平；降低了鞘氨醇单胞菌属、曲霉属和青霉...     

园林病虫害防治关键技术分析

园林中栽种的植物种类多,且植物生长环境复杂,再加上受环境污染的影响,园林中很容易发生病虫害。因此,针对园林病虫害常见的防治手段如植物检疫、化学防治、物理防治、生物防治和无公害防治进行了简单分析,并强调了在采用防治手段防治病虫害外,还应做好园林日常管理和养护工作,因地制宜选择合适的植物栽种,提高植物抗病虫害能力,减少病虫害的发生。