有效微生物群特点及其在种植业中的应用

阐述了有效微生物群(EM)的种类、用途、特点、性质与作用机理,有效微生物群在种植业中的研究与应用进展,包括提高土壤肥力,促进堆肥发酵和作物生长发育,增强植株抗逆能力,提高作物产量,改善产品品质等内容.     

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。     

作物驯化对根际微生物组的选择

作物驯化是人类活动影响下的生物进化过程,不仅会引起作物生理生态以及微生物群落结构和多样性的改变,还对根际微生物的相互关系、功能特征以及作物调控等方面产生影响。同时,根际微生物生态变化也体现了作物在驯化过程中对环境的适应力。本文综述了作物驯化与根际微生物组间的研究进展,讨论了作物驯化可能对根际微生物组的选择及其驱动要素,为改善根际微生物的生态特征及功能,寻找潜在的特殊的微生物资源,提高作物的抗性及养分吸收及实现土壤可持续发展奠定理论基础。     

秸秆还田提高水稻-油菜轮作土壤固氮能力及作物产量

为探讨西南山区水稻-油菜轮作模式下秸秆还田对作物产量和土壤氮素固持能力的影响,于2013-2015年在洱海流域稻油轮作农田中设置空白处理(CK)、单施化肥(CF)、化肥+玉米秸秆(CFMS)以及化肥+蚕豆秸秆(CFBS)4个处理,测定分析了作物产量、土壤微生物量及土壤理化性质等关键指标。结果表明,与CF处理相比,秸秆还田提高水稻、油菜产量及其地上部含氮量,增加氮素有效输出。不同处理土壤微生物量碳、氮质量分数存在差异,其大小顺序为:CFMSCFBSCFCK。与土壤碳氮比相比,土壤微生物熵和微生物量C/N对秸秆还田做出快速响应,秸秆还田提高土壤微生物熵,降低微生物量C/N。此外,秸秆还田显著降低油菜收获后的土壤硝态氮残留(P0.05),与CF相比,玉米秸秆和蚕豆秸秆还田分别使土壤硝态氮残留量减少11.6%~55.0%和13.7%~52.3%。可见,中国西南山区稻油轮作模式下秸秆还田能提高作物产量和含氮量,增强土壤微生物氮素固持能力,有效降低土壤氮素流失风险,且玉米秸秆在增产、固氮方面的作用优于蚕豆秸秆。结果可为提高西南山区水稻、油菜产量,增强土壤氮素固持能力,降低土壤氮素流失风险提供参考。     

四川盆地秸秆还田免耕对土壤养分及碳库的影响

在四川盆地2种不同母质的土壤上,通过3 a 6季作物的田间试验,研究作物秸秆还田对稻田土壤N、P、K,土壤活性碳,微生物碳,矿化碳和碳库管理指数的影响.结果表明:与对照相比,秸秆还田免耕和旋耕均可提高土壤全N,全P,全K,有效N、P、K,不同形态碳素含量和碳库管理指数.作物秸秆还田旋耕比秸秆还田免耕更能改善土壤有效碳库质量,土壤活性碳、微生物碳、矿化碳和碳库管理指数分别提高5.81%～31.76%、33.87～39.33%、15.42%～21.56%和4.03%～21.13%.相关性分析表明,运用土壤碳库管理指数表征土壤养份及碳素动态变化比土壤有机碳更具灵敏性.     

土埌知识通俗讲话:十六、细菌肥料

土壤中居住着无数的微生物,这些微生物有的对作物有益,有的对作物有害,但一般来说,有益微生物占极大多数。有益微生物能提高土壤肥力,增加或改善植物营养,刺激作物生长,抑制有害微生物繁殖。土壤中有益微生物愈多,作物生长愈有利。因此我们必须用各种方法来发展有益微生物,控制和消灭有害微生物。而使用细菌肥料就是用人工方法调节土壤微生物组成,使它向着我们需要的方向发展。     

植物功能群多样性对人工湿地微生物生物量和营养滞留的影响

为了检验植物功能群多样性是否影响人工湿地植物生物量、微生物生物量和填料营养滞留,本研究在垂直流人工湿地中设置了5个植物功能群丰富度处理（未栽培处理以及分别栽培1、2、3和4个功能群处理）,分别分析了不同处理下的植物生物量、微生物生物量碳和氮、填料中有机碳、NH+4N、NO-3N和有效磷含量。单因素方差分析表明:植物生物量、微生物生物量碳和氮均随着植物功能群丰富度显著提高 (P 0.05),而填料中的NH+4N和NO-3N含量仅依赖于植物栽培与否。相关分析揭示出植物功能群丰富度与植物生物量、微生物生物量碳和氮以及填料中的NO-3N含量均呈正相关关系,而微生物生物量碳分别与填料中的NH+4N和NO-3N含量呈正相关。本研究突出了植物功能群多样性在改善人工湿地中的植物生物量、微生物生物量碳和氮方面的重要性。     

西南岩溶区土壤微生物生态作用的初步研究--以桂林丫吉村岩溶试验场为例

对桂林丫吉村岩溶试验场不同岩溶地貌的土壤微生物生理群的分布特征及土壤生物活性强度进行了研究，结果表明土壤生物活性强度的变化与土壤微生物数量的变化趋势基本一致。同时讨论了土壤微生物数量与土壤有机质、全N、有效N和速效P的相关性及微生物生理群在该场区氮循环中的生态作用。     

间套作改善作物矿质营养的机理研究进展

【目的】合理的间套作能够改善作物的矿质营养。近年来国内外对间套作提高作物生产力、 改善作物矿质营养的机理研究越来越深入。本文分析了国内外不同间套作中作物根际养分动态及作物营养吸收变化,阐述了间套作改善作物矿质营养的可能机理。【主要进展】 1)根系分泌物中的铵态氮和氨基酸态氮作为作物的氮源; 根系分泌物能够诱导豆科作物固氮作用的增强,增加间套作系统中的氮营养; 2)根系分泌物中的有机酸类物质能够活化根际土壤中的磷、 铁、 钾等营养,将其转变为植物可以利用的营养; 3)根系分泌物或地上部的种间互作能诱导作物的根系构型和矿质营养吸收相关基因的表达发生变化,形成空间上的营养生态位互补,增强根系吸收矿质营养的能力,充分利用土壤营养资源; 4)丛枝菌根真菌与作物间形成的网络便于营养在作物之间的转移和吸收; 5)间套作能够改变土壤生物多样性(土壤动物和微生物),而土壤的生物多样性能够促进作物矿质养分的吸收。间套作中,由于微生物代谢功能的多样性,作物对微生物的选择和富集使得根际土壤功能微生物的种类和数量增多,提高了土壤中矿质营养的生物有效性; 6)间套作提高了土壤的酶(如脲酶,酸性磷酸酶和碱性磷酸酶)活性,促进了有机氮、 磷向无机氮、 磷的转化,提高了土壤无机氮、 磷的浓度。总之,根系分泌物、 根系构型变化、 土壤生物多样性、 土壤酶在作物的营养有效利用中发挥重要作用,其中根系分泌物是它们之间的纽带,介导了作物-作物、 作物-土壤、 作物-微生物之间的相互作用。【建议与展望】由于技术手段的限制及地下根际过程的复杂性,人们对于地下生物学过程的认识还远远不够。根系分泌物的原位定性与定量、 间套作中种间的识别和响应、 间套作对土壤生物多样性的影响及土壤生物多样性对作物生长的反馈、 间套作中功能微生物的筛选、 分离、 鉴定及应用都将成为研究的重点。     

不同作物根际土壤微生物的群落结构特征分析

为探究根际微生物群在支持植物生长、发育和健康方面的重要作用,本研究在2017年7月采集同一农田中大豆[Glycine max (L.) Merr.]、玉米[Zea mays)、花生(Arachis hypogaea L.]、四季豆[Phaseolus vulgaris L.]、豇豆[Vigna unguiculata (L.) Walp]、番薯[Ipomoea batatas (L.) Lam.]和芋艿[Colocasia esculenta (L.) Schoot]7种不同作物,通过Illumina MiSeq测序技术和磷脂脂肪酸(PLFA)对这7种不同作物的根际微生物群落结构和组成进行了分析。结果显示,不同作物根际土壤微生物的PLFA种类和组成差异显著,但均以表征革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌的特征脂肪酸为主。花生根际土中微生物的PLFAs含量最高,花生根际土中的真菌细菌比(F/B)显著高于其他作物,且其革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌比(G⁺/G^-)最低。尽管在门水平,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和厚壁菌门是7种作物根际微生物的主要优势门,但是在纲水平和目水平不同作物根际微生物组成存在差异。Alpha多样性分析表明,大豆根际的OTU丰富度(Chao1,P<0.001)和细菌群落多样性(Shannon,P<0.001)在7种作物中最高。非度量多维尺度分析(NMDS)表明,根际微生物群落结构在OTU和PLFAs水平下均以不同作物形成聚类,不同聚类间的差异显著。根际敏感微生物的筛选和比较进一步说明不同作物对根际微生物的选择具有差异性,群落中某些特定菌群优势度存在区别,不同作物具有不同敏感微生物的选择倾向。本研究为构建健康的植物根际微生物群落以促进植物育种提供了基础。     

菜田土壤有效氮的动态研究

在田间条件下研究了种植莴苣和西葫芦对菜田土壤硝态氮、有机态氮和微生物量氮剖面动态的影响 ,结果表明 ,不同作物对土壤表层硝态氮、有机态氮和微生物量氮影响较大 ,表层有效氮在作物生长期间基本上处于耗竭状态 ;2 0～ 4 0cm土层土壤有效氮除硝态氮以外 ,受作物影响较小 ;而 4 0～ 60cm土层土壤各种形态氮基本不受作物影响     

秸秆配施微生物菌肥对盐碱地土壤理化 性质及作物产量和品质的影响

在内蒙古达拉特旗盐碱地分别设置秸秆配施微生物菌肥(GF)、微生物菌肥单施(F)、秸秆单施(G)、不施秸秆不施微生物菌肥(CK)4 个处理,同时种植燕麦、高丹草、黍子、油葵4 种作物,明确其对盐碱地土壤理化性质和作物产量、品质的影响。结果表明,秸秆配施微生物菌肥种植油葵的土壤容重、pH、电导率降低效果显著,分别较CK 降低24.14%、4.94%、32.40%;土壤孔隙度显著提高20.26%;有机质、速效钾含量在GF处理下种植油葵的土壤中最高,分别较CK 增加27.84%、8.33%;碱解氮在配施处理下种植高丹草的土壤中最高,较CK 显著提高12.53%,有效磷在微生物菌肥单施处理下种植油葵的土壤中最高,较CK 提高了37%。与CK 相比,GF 处理下燕麦、高丹草饲草产量分别显著增加88.55%、60.00%,黍子、油葵籽粒产量分别显著提高62.84%、53.75%;与CK 相比,GF 处理显著提高了燕麦、高丹草饲草和黍子的粗蛋白、粗脂肪含量,并降低了中性、酸性洗涤纤维含量。GF 处理下油葵籽粒中粗脂肪、油酸、亚油酸含量显著提高,棕榈酸、硬脂酸含量显著降低。综上所述,秸秆配施微生物菌肥有助于改善盐碱地土壤理化性状,增加土壤养分含量并提高作物的产量和品质。     

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。     

不同作物间作对黄瓜病害及土壤微生物群落多样性的影响

分别采用RAPD和T-RFLP技术,研究了小麦、毛苕子和三叶草分别与黄瓜间作对黄瓜病害、黄瓜根际土壤微生物群落多样性和黄瓜产量的影响。结果表明,小麦、毛苕子与黄瓜间作均能提高黄瓜根际土壤微生物群落多样性,其中,小麦-黄瓜间作对黄瓜根际土壤微生物群落多样性的影响最为突出;3种作物分别与黄瓜间作均显著提高了黄瓜产量(p<0.01),其中小麦-黄瓜间作的产量优势最强;同时,3种作物分别与黄瓜间作均降低了黄瓜角斑病、白粉病、霜霉病和枯萎病的病情指数和尖孢镰刀菌的数量。间作有利于提高土壤微生物群落的多样性、减轻病害、提高黄瓜产量。     

除草剂药害的预防和消减措施研究

化学除草剂的不合理使用会造成除草剂药害频繁发生,影响作物生长,降低产量,威胁食品安全,破坏生态平衡。本文综述了近年来预防和消减除草剂药害的几种有效措施,评述了各种措施的研究进展和局限性,展望了未来智能除草的发展方向。除草剂复混使用可以扩大杀草谱,减少长效残留除草剂的使用剂量,但有时也会产生拮抗作用。添加生物炭可以有效吸附土壤中残留的除草剂,但是否会对土壤和生态环境造成危害仍不确定。添加腐植酸可以有效减少除草剂残留和提高除草剂药效。施加安全剂等助剂可以保护作物种子、增强作物抗性和减少作物药害。生物除草剂能在消灭杂草的同时减少抗性杂草的出现,但研发应用任重道远。微生物降解残留除草剂受微生物种类和环境因素影响较大。抗性品种培育可以减少除草剂使用,但基因手段的安全性问题仍然备受争议。智能除草方式可以定时、定量、定位消灭杂草,提高作物安全性,减少除草剂污染。     

我国微生物肥料行业发展状况

微生物肥料作为新型肥料中的一员,不仅能够活化土壤养分、改善土壤理化性质、防治土壤有害微生物、提高肥料利用效率,而且具有促进作物生长、协助植物吸收养分、增加作物抗逆性、改善作物品质等作用,在化肥零增长行动中具有重要作用。本文从微生物肥料生产、产品应用、行业管理等方面,总结梳理了近年来我国微生物肥料行业发展现状,从产品品质、产品使用及农民接受程度等方面,分析了我国微生物肥料行业发展面临的问题,为进一步推动我国微生物肥料行业发展提出了意见和建议。     

稀土农用的经济效应和环境生态效应

从农业经济效应和环境生态效应二方面,论述了稀土肥料促进作物生长、发育,提高作物产量,改善作物品质的效应与机理;影响土壤区系中微生物种群数量和土壤脱氢酶、碱性磷酸酶、脲酶及蔗糖酶的功能,继而反馈调节作物生长;缓解酸雨、紫外辐射和重金属伤害作物的生态生理学效应;并以稀土在作物体内分布与富集规律为参考,探讨了稀土农用的安全性。实践证明,稀土农用只要严格控制剂量就能实现增强作物抗逆性和提高作物经济效益的目标。     

土壤微生物溶磷分子机理研究进展

土壤中均含有大量的难溶性磷,而有效磷含量一般较低,土壤磷素供给不足常常是制约作物生长发育的重要因素之一。因此,活化土壤难溶性磷,增强土壤供磷能力,一直是人们普遍关注的重要问题。土壤中存在大量的溶磷微生物,这些微生物能够将难溶磷转化为植物能够吸收利用的有效磷。可见,了解这些微生物的溶磷机理,对于利用其溶磷功能、提高土壤磷素利用效率十分重要。本文对近年来微生物溶磷分子机理进行了综述。     

土壤微生物功能群及其研究进展

功能群研究最早应用于植物生态学,后应用到微生物生态学中。微生物功能群指在物质流中具有特定生物学功能的微生物集合体,这种分类与生物分类学原则无关,只是指它的生物学功能相同或相近,如固氮微生物功能群、溶磷微生物功能群、氨化微生物功能群及纤维素降解微生物功能群等。国内外有关微生物功能群的研究报道主要涉及到草地、农田及森林等生态系统;研究微生物功能群的方法有应用选择性培养基进行分离培养,也有在新鲜土壤中接种特定底物并连续记录底物的利用情况,从而评价土壤原位具有特殊代谢功能的微生物生物量或利用分子生物学技术进行研究。微生物功能群的研究在工业、农业、环境治理、医学及基因工程方面均有重要的现实意义。笔者认为将有更多的学者将目光投向微生物功能群的研究。     

覆盖作物不同利用方式对猕猴桃园土壤微生物群落结构的影响

为探讨覆盖作物不同利用方式对猕猴桃园土壤微生物群落结构的影响,通过磷脂脂肪酸(PLFA)方法,研究覆盖作物处理对猕猴桃园土壤微生物群落结构的影响。试验设置3个处理,分别为种植覆盖作物+覆盖作物刈割后留在土壤表面自然腐解(T1)、种植覆盖作物+覆盖作物刈割后从园中清除(T2)和清耕对照(CK)。结果表明,T1、T2处理土壤微生物PLFAs总量和微生物量碳、氮均显著高于CK(P0.05);土壤pH和碳氮比是影响猕猴桃园土壤微生物群落的主要环境因子,pH与土壤微生物PLFAs总量呈极显著正相关(P0.01),与细菌PLFAs量、革兰氏阴性菌PLFAs量呈显著正相关(P0.05),碳氮比与革兰氏阳性菌PLFAs量/革兰氏阴性菌PLFAs量呈极显著正相关(P0.01)。研究表明,猕猴桃园种植覆盖作物改变了土壤环境因子,影响土壤微生物群落结构组成。研究可为丹江口水源涵养区果园生态管理模式的探索提供理论依据。