哈茨木霉和黑曲霉粗酶液预处理改善秸秆产甲烷性能

为提高玉米秸秆甲烷产率,该文研究了酶对玉米秸秆预处理后厌氧发酵的指标性质和对微生物的冲击。研究发现,哈茨木霉粗酶液(酶T)和黑曲霉粗酶液(酶A)预处理后,发酵体系中初始挥发性脂肪酸(volatile fatty acid,VFA)显著增加,主要体现在乙酸的积累。发酵1 d后,酶T处理组和酶A处理组的碱度/VFA比值及可溶性化学需氧量/VFA(s COD/VFA)比值较CK组显著增加,该变化主要体现在VFA的大量减少。发酵20 d,酶T处理组和酶A处理组的累积产甲烷量分别比CK组提高了7.79%和10.06%。厌氧发酵24 h,酶T处理组中9个属的细菌丰度显著高于CK组,其中Clostridium,vadin BC27,Ruminofilibacter与纤维素的降解有关。发酵系统中古菌主要为Methanosaeta,Bathyarchaeota,Methanosarcina,Methanobacterium等。预处理影响了发酵系统中微生物的菌群结构,对改善发酵条件具有重要的调节作用。该研究为木质纤维素的沼气转化提供参考。     

大气中臭氧浓度增加对根际和非根际土壤微生物的影响

在大田试验下,研究了冬小麦在不同的臭氧浓度下根际和非根际土壤细菌、真菌、放线菌数量的动态变化。结果表明,随着生育时期的推进,微生物数量呈现规律性的变化,其中微生物总量在抽穗期达最大。根际、非根际土壤细菌和真菌数量均随着生育期的推进呈先增大后降低的变化趋势,分别在抽穗期和孕穗期达最大。根际、非根际土壤放线菌数量随生育期呈下降的趋势,整个生育期内臭氧浓度的升高降低了土壤微生物的数量,不同的臭氧浓度处理间细菌数量差异达显著性水平,真菌数量差异只在成熟期达显著,放线菌差异不显著。     

根际微生物的研究及反硝化细菌的生态分析

本文对根际微生物研究的历史和现状作一简单回顾，综合分析了根际微生物的功能特性及其在农业生产中的意义；论证了不同土壤，不同作物各主要生育期根际反硝化细菌的生态分布，优势种和酶活性与氮素转化的关系。     

黄土母质生土当年施肥对谷类作物生产力与根际土壤营养及生物活性的影响

连续3年试验研究了黄土母质生土当年施肥对谷类作物生产力与根际土壤营养及生物活性的影响。结果表明:黄土母质生土当年施肥促进了作物根系生长、生产力增加,强大的根土系统又促进了微生物的繁衍、酶活性及土壤营养的提高。黄土母质生土的熟化利用过程需用地养地相结合,重视生物改土。本研究表明,高粱、玉米均可作为生土改良沃化的先锋作物,高粱根系强壮,入土深,生物量大;而玉米虽根重、最大根长、一级节根数低于高粱,但根际土壤微生物数量多,酶活性高。而黍子根系柔弱,根际土壤生物活性较低,与高粱、玉米相比,不宜作为生土改良的先锋谷类作物。黄土母质生土对外源的辅助能(当年施肥)反应十分敏感,施肥的增产效应与土壤培肥都十分显著。黄土母质生土熟化沃化过程既是一个生土培肥改良过程,也是一个物质能量(营养)投入转化过程,并经植物物质生产过程、土壤微生物分解矿化过程及土壤生物化学酶系统促进过程三者互动,共同构成根土苗微生物物质能量转化的生态系统。     

施肥对生土地谷子根苗生长及根际土壤酶和微生物种群的影响

以黄土母质性生土为供试土壤,采用盆栽试验,探讨了氮、磷、钾及有机肥对谷子生长发育的影响。结果表明:(1)磷是生土地土壤肥力形成与作物生长发育以及根际土壤酶系统和微生物系统形成的首要原始起动营养元素;(2)含磷的处理组合,谷子幼苗阶段地上下部生长均明显较不施磷的长势强,而单施氮和钾甚至不及不施肥的对照。氮、磷、钾对谷子根苗生长的影响顺序为磷氮钾;(3)进入谷子中后期生长阶段,氮素的作用,特别是氮、磷、钾对谷子株高及地上部干重的综合效果表现明显;(4)产量表现为含磷的处理组合,产量及产量结构均明显提高;(5)单施优质高量的有机肥对生土地根苗生长与产量形成具有当年立竿见影的效果;(6)发达的根系促进了根际微生物群落的迅速繁衍,提高了根际土壤酶的活性,有益于促进根-土系统向着熟化方向发展,使生土地上的谷子当年获得正常产量。     

从抑病土壤到根际免疫：概念提出与发展思考

作物土传病害已经成为集约化农业可持续发展中的瓶颈,在粮食安全、资源高效和生态健康多目标协同发展的指导思想下,系统的绿色防控理论和技术体系构建是破解该难题的重要前提。作为植物-土壤互作的热点区域,根际栖息着较土体土壤更丰富的微生物群落,是土传病原物入侵作物根系的必经之路。根际微生态系统中的植物、土壤、微生物组和病原物之间的交互作用必然影响着植物健康。笔者将根际微生态系统抵御土传病原物入侵的现象和能力,称之为"根际免疫"。本文重点梳理根际免疫概念形成的4个重要阶段:(1)抑病土壤概念的提出与发展;(2)抑病微生物筛选与作用机制;(3)抑病土壤核心微生物组及互作机制;(4)根际免疫概念的形成与发展思考。最后从关注根际微生态、注重学科交叉和系统揭示根际免疫机制三方面进行展望,以期为提升土壤-植物系统健康和实现农业可持续发展提供理论依据和技术支撑。     

氮素营养水平对小麦根际微生物及土壤酶活性的影响

在大田高产栽培条件下．研究了不同施氮水平对豫麦49-198根际微生物和土壤酶活性的影响。结果表明：豫麦49-198根系土壤蛋白酶活性和脲酶活性随生育时期推进均呈先上升后下降的变化趋势．蛋白酶活性、脲酶活性分别在拔节期和返青期达到最大值。在同一生育时期内，随着施氮水平的提高，蛋白酶活性呈先增加后降低的变化趋势．其中以N2（180kg／hm^2）处理的蛋白酶活性最高，但N4（360kg／hm^2）处理的蛋白酶活性仍大于对照N1（0kg／hm^2）；脲酶活性随施氮水平的提高呈上升趋势．以N4（360kg／hm^2）处理的脲酶活性最大。根际微生物总量随生育时期推进呈先增加后下降的趋势，在孕穗期达到最大值．开花期略有降低；在同一生育时期．随着施氨水平的提高，根际微生物数量呈先增加后下降的趋势，以N3（270kg／hm^2）处理的根际微生物总量最高．且各处理之间的差异都达到了显著水平。     

施肥对I-107杨树人工林土壤根际效应的影响

 通过研究施用有机肥、化学肥料和生物菌肥对I-107杨树人工林根际和非根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响,分析土壤酶活性与土壤微生物数量的关系。研究结果表明:不同种类肥料使用后3个月,林地根际土壤和非根际土壤微生物总量均有显著增长,其中有机肥处理土壤微生物数量增长幅度最大,菌肥处理最小。施肥处理显著提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性,但尿素和菌肥处理土壤多酚氧化酶活性降低。施用有机肥处理对土壤微生物和土壤酶根际效应值影响最明显,菌肥处理影响最小。尿素处理土壤pH值高于对照,有机肥和菌肥处理小于对照,但不同处理间土壤pH值的根际效应值差异性不明显。土壤微生物数量与土壤酶活性之间存在一定的相关性,其中:土壤脲酶活性与好气性纤维素分解菌之间、土壤碱性磷酸酶活性与氨化细菌、真菌、放线菌、亚硝酸细菌之间,土壤过氧化氢酶与好气性纤维素分解菌、真菌、放线菌之间相关性显著。     

不同樱桃砧木对根际土壤微生物数量动态变化的影响

采用稀释平板测数法和最大或然数法研究樱桃年生长周期内不同樱桃砧木(大青叶、山樱、考特和马哈利)对根际与非根际土壤微生物数量动态变化的影响。结果表明,樱桃年生长周期内,4种樱桃砧木根际与非根际土壤微生物数量与其生长发育呈正相关,即土壤微生物数量从萌芽期开始增加,在开花期、坐果期或成熟期达到峰值,落叶期有所下降。不同樱桃砧木根际土壤微生物各生理类群数量差异显著,且均以细菌占绝对优势,放线菌次之,真菌最少。各樱桃砧木土壤微生物数量呈现根际效应。土壤根际微生物多样性指数的变化趋势与土壤根际微生物总数的变化趋势不一致。因此,选择合适的樱桃砧木,有利于土壤微生物数量的提高,从而为樱桃树生长创造良好的土壤微生态环境。     

秸秆覆盖对黑土区侵蚀沟植被恢复和固土的作用

[目的]评估东北黑土区秸秆覆盖技术对侵蚀沟的防护作用,旨在为该区侵蚀沟植被恢复、水土流失防治提供数据支撑。[方法]通过野外试验,观测了秸秆覆盖和无秸秆覆盖条件下侵蚀沟不同坡向土壤水热状况、苜蓿生长状况和水土流失状况的变化。[结果]①秸秆覆盖能够显著改善侵蚀沟土壤水热状况,即提高土壤水分含量,降低14:00土壤温度,阴坡秸秆覆盖提高土壤含水量1.8%～6.8%,阳坡秸秆覆盖提高土壤含水量1.1%～4.0%,阴坡秸秆覆盖降低14:00土温0.6～3.1℃,阳坡降低14:00土温0.9～3.6℃;②秸秆覆盖显著改善了侵蚀沟不同坡向苜蓿的生长及生物量积累状况,有利于侵蚀沟岸植被恢复;③秸秆覆盖可有效拦蓄径流、减少泥沙侵蚀量,全年平均保水率为57.34%,全年平均保沙率为67.60%。[结论]秸秆覆盖是一种有效的侵蚀沟治理措施,该技术的推广将有助于减缓黑土区水土流失,保障国家粮食全。     

不同覆盖栽培对马铃薯根际土壤细菌多样性、酶活性及化学性状的影响

为探讨不同覆盖栽培下冬作马铃薯根际土壤微生态环境变化的规律和增产机理,本研究采用高通量测序与传统土壤学相结合的方法,分析不同覆盖栽培[黑地膜覆盖(BFM)、稻草覆盖(RSM)和常规栽培(CK)]对土壤细菌群落结构多样性、酶活性、化学性状、马铃薯生长等方面的影响。结果表明,与RSM和CK相比,BFM提高了根际土壤细菌Chao1指数、生长前期变形菌门和生长后期的酸杆菌门、芽单胞菌门、芽单胞菌属及整个生育期鞘氨醇单胞菌属相对丰度;同时显著提高了整个生育期酸性磷酸酶活性、速效钾含量(除成熟期与RSM差异不显著)。苗期,BFM的土壤有机质、速效磷含量分别比RSM显著提高了28.45%、29.62%,比CK显著提高了13.29%、16.62%;块茎膨大期,BFM的土壤蔗糖酶、过氧化氢酶活性分别比RSM显著提高了18.71%、17.44%,比CK显著提高了158.32%、45.54%;BFM大薯率、产量分别比CK显著提高了20.15%、17.90%。相关性分析表明,土壤细菌多样性指数与碱解氮含量、速效钾含量、有机质含量、pH值呈正相关关系。综上,不同栽培模式根际土壤细菌多样性与酶活性相互影响,共同维持土壤质量;黑地膜覆盖能明显改善根际土壤微生态环境,提高土壤生物活性和养分有效性,促进植株生长发育,最终提高马铃薯产量。本研究为有效指导广西冬作马铃薯生产提供了理论依据。     

玉米秸秆粉碎还田对黑土坡面土壤侵蚀特征的影响

为探究玉米秸秆粉碎还田对黑土坡面土壤侵蚀特征的影响,对不同坡度(3°,5°和7°)下不同玉米秸秆粉碎还田量(0,25％,50％,75％和100％)坡面进行人工模拟降雨试验.结果表明:玉米秸秆粉碎还田措施具有调控径流作用,坡面产流时间延缓,产流率和径流量降低;秸秆还田量越大,产流时间延后越明显,平均径流流速越低;在3°坡...     

黑土坡耕地秸秆覆盖对表层土壤结构和导气性的影响

[目的]调查研究秸秆覆盖对黑土坡耕地表层土壤结构和导气性的影响,揭示秸秆覆盖措施对农田黑土土壤物理性状和功能的影响。[方法]利用黑土农田保护性耕作连续7a的坡耕地长期定位田间试验,系统观测秸秆覆盖免耕处理和传统耕作处理的表层0—10cm的土壤容重、孔隙度、饱和含水量、田间持水量和土壤导气率等指标,并加以分析。[结果](1)与秸秆移除传统耕作相比,秸秆覆盖免耕处理能够显著增加表层土壤容重、饱和含水量以及田间持水量,减少总孔隙度和非毛管孔隙度;(2)秸秆覆盖免耕处理使土壤水稳性团聚体显著增加,水稳性大团聚体(0.25mm)的含量、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)分别提高了10.41%,45.28%和22.58%,且土壤表层导气性降低了30%。[结论]连续7a的秸秆覆盖免耕改善了表层土壤团粒结构,增加了保水能力,但导气性较差。     

生物黑炭对黑土根际土壤氮素转化强度及无机氮的影响

采用盆栽试验,研究了生物黑炭对大豆根际土壤氮素转化强度及无机氮的影响。结果表明:固氮作用强度在结荚期达到最大值,此后逐渐呈现出降低的趋势。氨化作用强度在开花期、结荚期和鼓粒期有显著差异,5%生物黑炭处理的氨化作用强度均显著高于CK处理。硝化作用强度在苗期、开花期和结荚期,N_2Y_5和N_1Y_5处理下的根际土壤硝化作用强度与CK处理均存在显著性差异;在鼓粒期和成熟期,只有N_2Y_5处理与CK处理存在显著性差异,分别比CK处理提高了58.87%,84.49%。生物黑炭的适量施用提高了根际土壤铵态氮的含量。苗期、花期、结荚期和鼓粒期不同处理之间铵态氮含量存在显著差异,成熟期差异不显著。合理的生物黑炭施用量对硝态氮利用起着关键性的作用,在苗期、花期、结荚期、鼓粒期,5%生物黑炭的处理均显著高于CK处理,在成熟期,N_1Y_5,N_1Y_(10)和N_2Y_(10)处理下的根际土壤硝态氮含量比CK处理显著降低了20.73%,21.04%,22.85%。     

根剪对冬枣根际土理化性状及生物学特性的影响

以6年生的冬枣(Zizyphusjujuba Mill.)为试材,分别在行间两侧距树干3倍、5倍和7倍胸径距离处对其进行根剪处理,研究了根剪对冬枣根际土理化性状及生物学特性的影响.结果表明:与对照相比,3倍胸径距离根剪提高了根际土的有效N,P,K含量和pH值以及农药残留的含量;减少了根际土中细菌和真菌的数量,处理间差异达到显著水平,而对放线菌数量则无明显影响;3倍胸径距离根剪抑制了根际土的过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶及脲酶活性;降低了有机质含量及根分泌物中氮基酸总量、有机酸总量和总糖含量.与3倍胸径距离根剪相比.5倍胸径距离根剪后根际土中的有效N,P,K含量、有机质含量、酶活性、根分泌物、微生物数量均有所增加,pH值以及农药残留量则有所降低.7倍胸径距离根剪,根际土中的各项指标与对照相比无明显差异.综合分析认为,3倍胸径距离根剪对根际土理化性状及生物学特性有较大的影响.     

大葱伴生甜瓜栽培对根际土壤酶活性和细菌群落的影响

为解决设施栽培土壤恶化引起的甜瓜产量持续下降问题,本研究以大葱与甜瓜进行伴生栽培试验,基于传统土壤农化、土壤酶分析和现代高通量测序技术分析,探究伴生对根际土壤农化、土壤酶、土壤细菌群落结构的影响.结果表明,伴生栽培甜瓜根际土壤细菌数量低于甜瓜单作处理,但差异不显著,而伴生处理的Shannon指数显著高于甜瓜单作处理,表...     

秸秆覆盖量对不同容重黑土坡耕地水土流失的影响

[目的]研究免耕背景下土壤容重和秸秆覆盖对东北黑土坡耕地水土流失的影响,为东北黑土区保护性耕作技术的改良和推广提供理论依据.[方法]通过模拟传统翻耕和免耕条件下的土壤容重(1.2,1.3 g/cm3),结合不同秸秆覆盖量(0,328,656,984 g/m2)开展人工降雨试验,对比不同方式下黑土的初始产流时间、产流速率...     

西北半干旱区秸秆带状覆盖对土壤水分及马铃薯产量的影响

为了探明玉米秸秆带状覆盖对西北半干旱区马铃薯田土壤水分及产量的影响,设置地膜覆盖(M1)、秸秆带状平覆(M2)、垄沟覆杆(M3)和传统不覆盖(CK)4个处理,通过2年田间试验,对比分析了不同覆盖方式对生长指标、土层含水率、产量及水分利用效率的影响。结果表明:3种覆盖方式较CK显著增产11.68%~21.74%,提高水分利用效率22.82%~48.63%。覆盖种植较CK单株产量提高26.02%~48.37%,株高增加3.18%~12.82%,单株生物量增加0.59%~26.49%,全生育期作物耗水量降低55.29~66.21mm,以秸秆带状平覆(M2)最好或较好。全生育期0—200cm土层平均含水率平水年黑膜大垄(M1)较CK低0.89个百分点,偏旱年较CK高1.30个百分点;秸秆带状平覆(M2)无论平水年还是偏旱年分别较M1及CK高0.20~0.89及0~1.50个百分点。其中以秸秆带状平覆(M2)在作物生长、增产及水分利用效率等方面效果较好,适宜西北半干旱地区推广。     

稻草原位还田对双季稻田土壤理化与生物学性状的影响

于2010-2011年通过大田试验研究等量施肥条件下稻草不同原位还田方式(稻草全量还田、稻草烧灰还田和稻草不还田)对双季稻田土壤理化特性和生物学性状的影响.结果表明:稻草全量还田2年(4季)有利于改善土壤物理性状和提高耕作层土壤有机质、不同形态碳素、碱解氮、速效氮和缓效钾含量.土壤中3大类微生物总量以稻草还田处理大于稻草不还田和稻草烧灰还田,其土壤细菌、真菌的数量增加,而放线菌的数量减少;土壤蔗糖酶活性明显增加,而脲酶和过氧化氢酶活性变化不大.土壤脲酶活性与土壤全氮含量呈显著相关,蔗糖酶活性与有机质、全氮含量呈显著或极显著相关,过氧化氢酶活性与全氮、碱解氮和速效钾含量呈显著或极显著相关.