利用小麦秸秆生产木霉分生孢子及其生物有机肥对黄瓜的促生效果

【目的】木霉是重要的植物根际促生功能菌,然而木霉类生物肥料生产的应用基础研究很薄弱。本研究以小麦秸秆为发酵基质,探究哈茨木霉T-E5产分生孢子的固体发酵工艺条件,并验证发酵物作为生物有机肥的促生效果。【方法】在实验室条件下,以小麦秸秆为固体发酵基质,研究固体发酵的不同发酵方式,温度、酸浓度、酸种类、接种量、含水量、外加碳源和氮源等单因子条件下的产孢量;再利用正交试验设计,研究温度、酸浓度、含水量、接种量、外加氮源和碳源的发酵条件优化。利用两季温室盆栽试验测定包括施用化肥、有机肥、发酵物和不同肥料组合的5个不同施肥处理的黄瓜地上部生物量、株高和叶面积。采用稀释涂布法测定黄瓜盆栽根际土中总真菌数量和木霉菌数量。【结果】单因素条件优化:基质用稀硝酸 (0.1 mol/L) 调节酸度值后接种3%(v/w) 的1 × 107个/mL的T-E5孢子液,调节水分使初始含水量达到75%;在此条件下,添加尿素和玉米粉,在28℃下发酵培养8天,最大产孢量可达到8.87 × 109个/g。通过正交优化,每10 g小麦秸秆,加入调节酸度值的0.05 mol/L硝酸18.3 mL,含水量70%(湿基),接种量9%,添加尿素的量为1%,30℃浅盘培养8天,产孢量达到1.1 × 1010个/g。第1季盆栽试验结果表明,与单施化肥处理 (CCK) 相比,发酵产物与化肥配施 (CT) 使黄瓜的地上部分生物量、株高和叶面积分别提高14.97%、16.75%和14.64%;与单施有机肥处理 (OCK) 相比,发酵产物与有机肥配施 (OT) 使黄瓜的地上部分生物量、株高和叶面积分别提高10.62%、26.06%和9.53%。第2季盆栽也有类似的促生效果,与CCK相比,CT使上述指标分别提高12.83%、11.49%和26.93%;与OCK相比,OT使上述指标分别提高5.96%、34.29%和18.01%。两季盆栽添加木霉发酵物的处理中根际土总真菌数和木霉菌数量相比CCK、OCK和不施肥照 (CK) 均增加1个数量级以上。【结论】以小麦秸秆为主要原料,采用固体发酵工艺可生产高分生孢子含量的哈茨木霉菌剂及其生物有机肥,表明利用农业废弃物生产高附加值的木霉菌剂及其生物有机肥具有可行性。但木霉孢子数量主要受发酵条件影响,今后应在中试和工厂化生产水平进一步研究木霉孢子固体发酵的工艺参数。     

土壤硝化作用过程中亚硝态氮的累积研究

在实验室条件下比较了９种土壤硝化过程中ＮＯ２＾－的累积能力和ＮＯ２＾－在不同土壤中的稳定性,并在３种代表性土壤上检测了ＮＯ２＾－累积的动态变化。结果表明,红壤和黄棕壤在所有施氨（ＮＨ４＾＋－Ｎ）水平下均未出现ＮＯ２＾－的累积;但砂姜黑土、潮土、滨海盐士、潮棕壤、褐土、灌漠土和灰钙土等均出现不同程度的ＮＯ２＾－累积,且随着施ＮＨ４＾＋－Ｎ水平提高而增加ＮＯ３＾－在红壤和黄棕壤中的累积与施ＮＨ４＾＋－Ｎ水平无关,但在其它７种ｐＨ大于７的土壤中的累积受到浓度ＮＨ４＾＋的抑制。此外,试验还表明,ＮＯ２＾－在红壤和黄棕壤中不稳定,但在其它７种土壤中相当稳定。土壤硝化过程中产生ＮＯ２＾－累积的问题应引起重视。     

水铁矿对玉米生长及其抗氧化系统的影响

[目的]本文旨在研究一种纳米铁氧化物(水铁矿)对玉米相关生理生化指标和抗氧化系统的影响,为水铁矿作为新型铁肥促进玉米生长提供理论依据。[方法]以去离子水(CK1)为对照,用不同质量浓度(10、20、50、100、200和500 mg·L-1)水铁矿溶液进行浸种试验。以不含铁的1/2 Hoagland营养液(CK2)和含EDTA-Fe的1/2 Hoagland营养液(CK3)为2组对照,分别以不含铁的1/2 Hoagland营养液配制不同质量浓度(10、20、50、100、200和500 mg·L-1)的水铁矿溶液进行玉米幼苗培养试验,测定其相关生理生化指标并观察其细胞显微结构。[结果]玉米种子萌发试验结果表明:水铁矿质量浓度为20 mg·L-1时,玉米种子的萌发指数、活力指数和平均根长分别比CK1增加了38.33%、61.99%和53.91%,平均发芽时间缩短56.63%。玉米幼苗培养试验结果表明:水铁矿质量浓度为20 mg·L-1时地上部鲜质量、株高和叶绿素含量分别比CK2显著增加了15.38%、10.03%和24.85%,水铁矿质量浓度高于50 mg·L-1时不利于玉米生长。水铁矿溶液质量浓度低于20 mg·L-1时玉米叶片中过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性逐渐升高,高于此浓度时POD和CAT活性逐渐降低。地上部铁含量检测和透射电镜观察结果显示:水铁矿质量浓度为10 mg·L-1时,水铁矿颗粒能够进入到玉米根细胞内,且地上部铁含量比CK2显著提高了75%,但水铁矿质量浓度大于20 mg·L-1时会造成根细胞质壁分离。[结论]低质量浓度(10~20 mg·L-1)水铁矿可替代EDTA-Fe,有助于玉米种子萌发和植株生长,而高质量浓度(≥50 mg·L-1)水铁矿不利于玉米生长。     

近红外光谱结合偏最小二乘法快速评估土壤质量

以长江中下游粮食主产区水稻土为研究对象,采集17种不同施肥处理下共136个土壤样品在350 ～2 500 nm范围的近红外光谱,利用偏最小二乘回归分析结合交叉验证法建立了近红外漫反射光谱与传统化学分析方法测得的全碳、全氮、碳氮比、速效钾、速效磷、电导率、土壤pH等土壤指标之间的定量分析模型。模型的决定系数（R2）以及化学分析值标准差（SD）与模型的内部交叉验证均方差（RMSECV）的比值RSC用于判定建立的模型的好坏。结果表明：全碳、全氮、碳氮比和pH模型的R2和RSC分别为：R2=0.94,RSC=4.31;R2=0.95,RSC=4.35;R2=0.97,RSC=5.60;R2=0.92,RSC=3.37,说明上述土壤指标的预测结果很好。速效钾模型的R2和RSC分别为：R2=0.87,RSC=2.23,表明预测结果尚好。而速效磷和电导率模型的R2和RSC分别为：R2=0.18,RSC=1.16;R2=0.37,RSC=1.31,说明两者的预测结果均很不理想。综上所述,水稻土的土壤质量相关指标（全碳、全氮、碳氮比、速效钾和土壤pH）可以通过近红外光谱结合偏最小二乘法（NIR-PLS）快速评估。     

生物有机肥对茄子青枯病的防治及其机理探讨

【目的】研究生物有机肥（BIO-36和BIO-23）对茄子青枯病的防治效果及其对植株体内酶活性、根际微生物数量的影响,并对其作用机理进行探讨。【方法】将枯草芽孢杆菌菌株（II-36和I-23）发酵后与腐熟有机肥（猪粪堆肥和氨基酸有机肥）混合进行二次发酵,获得了茄子专用生物有机肥料（BIO-36和BIO-23）,采用盆栽试验,对上述2种生物有机肥防治茄子青枯病的效果进行验证。【结果】2种肥料都能抑制茄子青枯病（防病效果分别为96%和91%）,植株叶片中CAT(过氧化氢酶)、POD（过氧化物酶）和SOD（超氧化物歧化酶）酶活性显著提高,而MDA（丙二醛）含量显著下降,叶片中CAT酶活性分别比对照增加了25.0%和23.7%,POD酶活性分别增加了99.5%和93.6%,SOD酶活性分别增加了32.7%和29.8%,MDA含量分别比对照降低了29.5%和26.3%。此外,根际土壤的真菌、放线菌数量显著提高,细菌数量增加幅度不大,青枯劳尔氏菌数量显著减少。【结论】生物有机肥对茄子青枯病的防治作用与诱导茄子系统抗性和调控土壤微生物群落结构有关。     

不同施氮水平下旱作水稻土壤无机氮的动态变化及其吸氮特征

田间条件下用半腐解稻草覆盖后对旱作水稻进行了氮肥不同用量 0 (N0 ) ,90 (N90 ) ,15 0 (N150 ) ,2 10 (N2 10 )和2 70 (N2 70 )kg·hm-2 试验 ,研究了施氮后土壤中无机氮 (NH4 -N、NO3 -N)的动态变化及水稻吸氮特征。结果表明 ,不同施氮水平下旱作水稻土壤速效氮以硝态氮为主 ,水稻的产量以N2 10 处理最高 ,水稻的植株含氮量及氮素的累积主要发生在生长发育的中期 ,氮肥的表观利用率也以N2 10 处理最高 ,随着氮肥用量的增加水稻对土壤氮的依存率逐渐降低     

不同根际细菌对南方根结线虫抑制效果的研究

采用稀释平板涂布方法从番茄根结土壤中初步筛选出对明胶有水解作用的菌株。通过各菌株发酵上清液对南方根结线虫二龄幼虫死亡率和虫卵孵化率抑制作用,以及拮抗菌悬浮处理番茄根系30 d后观察番茄根结数量变化,进一步筛选获得高效菌株。通过16S rDNA基因序列分析,对能显著抑制根结线虫生长的2株菌株进行了鉴定。结果表明:筛选出了10株对明胶有明显水解圈的细菌,其中菌株BTG和X5具有较强的明胶水解能力。菌株BTG和X5发酵的上清液处理二龄幼虫24 h后的死亡率比无菌上清液处理死亡率提高了72.13%和62.14%;而用菌株上清液处理14 d后的虫卵孵化率比无菌上清液处理的孵化率降低了38.62%和30.73%。菌株BTG和X5的菌悬液处理的番茄根结数比不加菌悬液对照处理根结数分别降低了80.49%和73.17%。经16S rDNA基因序列分析表明,菌株BTG和X5都属于芽孢杆菌。通过比较各株细菌对二龄幼虫(J2)死亡率,虫卵孵化率及番茄根结数量的影响,筛选出了2株可用于生物防治作物根结线虫的芽孢杆菌。     

番茄菌根根际土壤产几丁质酶细菌的分离及其几丁质酶活性研究

对盆栽试验根际土壤微生物数量计数结果表明,接种丛枝菌根(AM)真菌苏格兰球囊霉菌(Glomus caledonium)的番茄菌根根际土壤的细菌、真菌、放线菌和产几丁质酶细菌总数显著高于非菌根根际土壤.从番茄菌根根际土壤中分离得到1株产几丁质酶细菌,该菌能够抑制黄瓜尖镰孢的生长.经16S rDNA和生理生化鉴定,该菌为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)菌株.该菌在pH 6～8范围几丁质酶活性没有显著差异,产酶的最适温度为35 ℃,最适装液量为1/5(250 mL三角瓶).在几丁质液体培养基中摇床培养125 h后酶活性与蛋白质含量达到平衡.表明:该菌株具有稳定的产几丁质酶能力,因此具有潜在的生物防治功能.     

西瓜、水稻根分泌物及酚酸类物质对西瓜专化型尖孢镰刀菌的影响#br#

 【目的】探讨西瓜、水稻根分泌物及其中的酚酸类物质对西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. niveum,FON)的影响,阐释西瓜枯萎病的发生和西瓜/旱作水稻间作系统改善西瓜连作枯萎病的机理。【方法】营养液培养法收集西瓜根分泌物(REW)和水稻根分泌物(RER),研究其对FON生长的影响;HPLC法分离鉴定REW和RER中的酚酸类物质,并通过外源添加法研究该类物质对FON生长的影响。【结果】REW能显著促进FON孢子萌发和产孢,与对照相比,1.0 mL和5.0 mL 的REW对FON孢子萌发的促进率分别为46.9%和59.2%;在0.1 mL至2.0 mL范围内,REW对FON产孢的促进率从10.8 %逐渐增加到84.6 %;而RER能显著抑制FON孢子萌发和产孢,1.0 mL和5.0 mL RER对FON孢子萌发抑制率分别为14.3 %和6.1 %;并在0.1 mL至2.0 mL范围内,对该菌产孢的抑制率由4.6%增至37.5%。在REW和RER中同时检测到水杨酸、对羟基苯甲酸和邻苯二甲酸,而阿魏酸和香豆酸分别单独存在于REW和RER中;且RER中以香豆酸含量最高(占总量的37.9%);其酚酸总量是REW的1.4倍。综合FON孢子萌发、产孢能力和菌丝生长三项测定指标,香豆酸的抑菌效果最显著,抑制率分别为9.1%—70.5%、24.1%—100.0%和2.5%—47.5%,其次是水杨酸;而阿魏酸、对羟基苯甲酸、邻苯二甲酸对FON孢子萌发、产孢有不同程度的促进作用,以阿魏酸最为突出,浓度为40—160 mg•L-1时促进率分别为28.6%—114.3%和17.7%—54.8%。【结论】西瓜根分泌物对FON有刺激作用而水稻根分泌物对FON却具有抑制作用,这为阐释西瓜/旱作水稻间作系统改善西瓜连作枯萎病提供了理论依据。