微塑料对农田土壤碳转化影响研究进展

近年来,微塑料的生态环境风险受到国内外广泛关注。地膜覆盖、有机肥施用、灌溉和包膜控释肥料使 用等农田管理措施导致微塑料在农田土壤中持续累积。微塑料在土壤中经过物理破碎、化学分解和生物降解等作 用发生迁移和转化,可能影响土壤碳周转,进而影响土壤碳储存和含碳气体排放。因此,通过对国内外有关文献 进行总结和整理,系统地梳理了农田土壤中微塑料的种类和来源,分析了微塑料通过提供碳源影响土壤植物呼吸, 改变酶活性和微生物群落结构,进而直接或间接影响土壤碳排放和碳转化过程,包括以下几个方面:(1)微塑料 是长碳链分子结构,进入农田对土壤有机碳含量和转化及土壤团聚体、孔隙度和含水量等理化属性造成影响; (2)土壤中真菌和细菌对不同类型微塑料的分解和碳周转作用不同;(3)微塑料通过影响植物生长、改变相关功 能基因丰度、酶活性和微生物群落组成进而影响土壤碳转换过程。基于分析微塑料在土壤中的碳转化过程,为评 估微塑料对土壤碳库的影响提供参考。     

水淹胁迫对3种紫云英生长及生理代谢的影响

为了解南方稻田绿肥紫云英对涝害的响应机制,以余干种、闽紫2号和弋江籽3个紫云英品种为试验材料,采用盆栽试验模拟水淹胁迫,研究涝害对3个品种紫云英生长及生理代谢的影响。结果表明:水淹胁迫显著降低了3个紫云英品种生物量和株高,其中弋江籽总生物量降低幅度最大,达38.1%,地上部生物量降低34.8%,地下部生物量降低40.1%。水淹胁迫下3个紫云英品种的最大光化学效率、电子传递效率、光化学猝灭系数分别降低23.2%～29.3%、8.3%～14.8%和31.5%～34.8%,非光化学猝灭系数上升41.8%～70.8%,叶片的光合活性受到抑制。水淹胁迫导致3个紫云英品种的保护酶系统活性显著升高,丙二醛地上部和地下部含量分别增加63.6%～72.0%和52.4%～63.1%。余干种、闽紫2号和弋江籽幼苗地上部的过氧化氢酶活性较对照分别提高164.0%、127.1%和121.0%,过氧化物酶分别提高30.4%、46.7%和30.7%,超氧化物歧化酶分别提高12.5%、10.2%和15.0%。通过隶属函数法对3个紫云英品种的耐涝性排序为闽紫2号＞余干种＞弋江籽。     

2种栽培环境对铁皮石斛内生细菌多样性的影响

  目的  揭示不同栽培环境对铁皮石斛Dendrobium catenatum内生细菌群落结构的影响,解析与石斛多糖含量存在潜在关联的功能菌种。  方法  针对温室人工基质培养和仿野生立木附生培养2种栽培体系下的铁皮石斛C9品系根、茎、叶等各部组织内生细菌,采用Illumina测序平台的Miseq进行高通量测序分析其菌落结构和多样性,同时利用逐步回归法分析内生细菌分布与组织多糖质量分数的关联性。  结果  铁皮石斛在2种栽培环境不同组织中的菌群结构差异显著（P < 0.05）,附生立木仿野生环境比温室环境下物种丰富度更高。同时,根部所含分类操作单元（OTUs）数量最多（112~630个）,叶部则最少（28~73个）。其中,厚壁菌门Firmicutes（16.7%~34.9%）、拟杆菌门Bacteroidetes（8.7%~35.6%）和变形菌门Proteobacteria（15.9%~42.0%）的OTUs占优势。从菌种生理功能上看,固氮相关的菌种如弗兰克菌科Frankiaceae在树培环境下相对丰度更高,推测可能受树培寡氮环境的影响使固氮菌富集。逐步回归分析结果显示:不动杆菌Acinetobacter在根、茎、叶不同组织中的相对丰度与多糖质量分数变化关联度最大,其次为假单胞菌Pseudomonas。  结论  铁皮石斛内生细菌资源相当丰富,而栽培方式影响菌群分布,且与石斛多糖质量分数具有关联性。     

Genomic characteristics of Dickeya fangzhongdai isolates from pear and the function of type IV pili in the chromosome

Dickeya fangzhongdai, the causal agent of bleeding canker of pear, is a new member of the Dickeya genus and the only one that infects woody plants. Recent studies have reclassified several Dickeya isolates as D. fangzhongdai, which were isolated from various environments, including water, Phalaenopsis sp. and Aglaonema sp. To provide genomic characterization of D. fangzhongdai isolates from pear, the genomes of D. fangzhongdai strain JS5 (=China General Microbiological Culture Collection Center, CGMCC 1.15464^T=DSM 101947^T), along with two other isolates, LN1 and QZH3, were sequenced and compared to those of other Dickeya spp. Homology greater than 99% was observed among three D. fangzhongdai strains. Plasmid, type IV secretion system (T4SS) and type IV pili (TFPs) were found in genomes of D. fangzhongdai isolates. Comparative analysis of the type III secretion systems (T3SS), type III secretion effectors (T3SE), plant cell wall degradation enzymes (PCWDE) and membrane transport proteins of Dickeya spp. showed some differences which might reflect the variations of virulence, phylogenetic and phenotypic characteristics of Dickeya spp. In addition, deletion mutant of TFP in D. fangzhongdai JS5 showed no twitching motility and reduced virulence and biofilm formation. The fingdings of the distinctive plasmid, T4SS and TFPs, as well as the differences of T3SE, PCWDE and membrane transport proteins make D. fangzhongdai isolates unique. These results also suggested that acquisition of virulence genes by horizontal gene transfer might play some role in the genetic variation of D. fangzhongdai.     

一种橡胶小蠹虫自制粘捕装置的研制及其田间诱捕参数筛选

橡胶小蠹虫为害重,防治困难。为了探索更加高效的田间防治方法,本研究通过将“牛皮纸+粘虫胶+诱集剂”组配,研究集成了一种橡胶小蠹虫粘捕装置,对其诱捕参数（粘捕装置材质、诱集剂药袋悬挂数量、药液暴露面积以及粘捕装置的间距、悬挂高度）进行了筛选,并与常规诱捕器在重量、成本和诱捕效果方面进行比较。结果表明,在月桂烯、2-甲基-3-丁烯-2-醇、S-(-)-柠檬烯、莰烯、顺式-马鞭草烯醇5种诱集剂的诱集下,自制粘捕带对橡胶小蠹虫的粘捕总数分别为：554、445、341、381、367头;普通粘虫带对橡胶小蠹虫的粘捕总数分别为：260、230、179、202、199头。其中月桂烯、2-甲基-3-丁烯-2-醇、S-(-)-柠檬烯,自制粘捕带的粘捕数量均显著高于普通粘虫带,表现出较好的粘捕效果。采用挂袋法的最佳药袋数为2袋,诱集剂的最佳药液暴露面积为6.6 mm²,粘捕装置的最佳相互间距为50 m,最佳悬挂高度建议在2.5 m。自制粘捕装置在重量、成本以及诱集数量上均优于常规诱捕器,对橡胶小蠹虫防控具有高效成本低、环保可降解、简单易操作等特点。     

基于亲水相互作用液相色谱-三重四极杆质谱法研究白茶萎凋过程中代谢物的变化

采用亲水相互作用液相色谱-三重四极杆质谱法,对白茶鲜叶(F)和室内萎凋处理29 h(W)、53 h(P)的2个萎凋样进行了代谢物靶向检测,Quality control(QC)样本中共检测到111个代谢物,主要包括47种氨基酸及其衍生物、29种核酸类代谢物、12种维生素和辅酶、17种糖代谢物和6种甘油磷脂代谢物。与鲜叶F相比,萎凋叶W和P中显著增加的代谢物分别有39种和41种,其中共有代谢物35种;显著降低的代谢物分别有9种和11种,其中共有代谢物8种。显著变化代谢物分析结果表明,萎凋叶的细胞膜受损、DNA和RNA降解、氨基酸衍生物显著增加、糖代谢异常。根据代谢物含量的变化幅度和组成特异性,筛选了表征萎凋叶细胞膜生理状态和核酸、糖代谢的标志代谢物。此外,针对代谢物中氨基酸和核苷酸的组成特点,提出了研究氨基酸衍生物滋味特性的必要性和应用代谢谱分析建立萎凋工艺适度标准的可能性。     

拔节后补灌对不同穗型冬小麦耗水和籽粒产量的影响

为探究拔节期和开花期不同补灌方案对不同穗型冬小麦耗水特性、籽粒产量和水分利用效率的影响,于2017-2019年在山东省泰安市以大穗型品种山农23和中多穗型品种山农29为试验材料,以拔节后无灌水(T1)为对照,设置拔节期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T2)、拔节期和开花期补灌目标为0~20 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T3)和拔节期补灌目标为0~40 cm土层相对含水率达100%田间持水率(T4) 3种补灌方案。结果表明,拔节后不同补灌方案对大穗型和多穗型小麦品种影响基本一致。与T1处理相比,T4处理显著提高了0~100 cm土层土壤相对含水率,使60~100 cm土层土壤相对含水率在开花期仍保持较高水平;T3处理显著提高了拔节期0～60 cm和开花期0~40 cm土层土壤相对含水率。与T3处理相比,T4处理的拔节至开花阶段耗水量增加了28.9%,其中对上层土壤总供水的表观消耗量增加了66.4%;T4处理在开花至成熟阶段对深层土壤总供水的表观消耗量增加了68.0%,对上层土壤总供水的表观消耗量降低了37.4%。在开花至成熟期降水较多(121.2 mm)的年份,T4处理的开花至成熟阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率和籽粒产量相对于T3处理均无显著变化,但总耗水量较高,水分利用效率显著降低;在开花至成熟期降水较少(45.2 mm)的年份,T4处理的开花至成熟期的阶段耗水量、开花后旗叶净光合速率、籽粒产量和水分利用效率较T3处理均显著降低。因此,在小麦全生育期降水量为111.6~220.2 mm、开花后降水量为45.2~121.2 mm的条件下,大穗型和中多穗型小麦品种均以在拔节期和开花期将0~20 cm土层补灌至100%田间持水率的补灌方案最优,可同时实现高产和高水分利用效率。     

施用生物菌剂对烤烟叶片生理特征及钾、氯含量的影响

为探讨不同生物菌剂在烤烟上的施用效果,选取烤烟品种秦烟96和豫烟6号为材料,设计了对照(T1)、生物菌剂A(T2)、生物菌剂B(T3)、生物菌剂C(T4)、生物菌剂D(T5)和生物菌剂E(T6)6个处理,于2016年在河南省洛阳市(旱作烟区)和驻马店市(雨养烟区)进行了田间试验,研究了施用生物菌剂对烤烟叶片生理特征及钾、氯含量的影响。结果表明:施用生物菌剂处理与对照相比烤烟叶片中可溶性糖的含量增加了0.38%～1.43%,丙二醛(MDA)含量降低了0.3～7.36μmol·g~(-1)。除雨养烟区T5处理外,与对照相比,施用生物菌剂处理烤烟叶片过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物岐化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)活性分别提高2.1～26.2μmol·min~(-1)·g~(-1),0.6～40 U·g~(-1)和546～2 531 U·g~(-1)。中部叶养分分析表明,施用生物菌剂处理在移栽后45 d(除雨养烟区T4处理外)全钾含量提高了0.42%～1.32%,移栽后60 d提高了0.03%～1.00%。从经济性状看,与对照相比,雨养烟区T3处理产值和上等烟比例分别增加14 708元·hm~(-2)和23.1%,旱作烟区T2处理产值和上等烟比例分别增加7 849元·hm~(-2)和13.7%。化学成分分析表明,雨养烟区T3处理和旱作烟区T2处理烟叶钾含量平均分别提高0.40%和0.57%,施用生物菌剂处理使烟叶化学成分更加协调。