秸秆还田下氮肥运筹对夏玉米不同时期土壤酶活性及细菌群落结构的影响

  【目的】  通过研究秸秆还田下氮肥运筹对夏玉米不同生育期土壤酶活性和细菌群落结构的影响,揭示土壤细菌群落对不同施肥措施的响应规律,为调节土壤养分,提高作物产量,改善土壤生物功能提供科学依据。  【方法】  基于河南农业科学院原阳试验基地5年连续定位试验,选取不施肥 (CK)、单施化肥 (氮肥基追比1∶1,N)和秸秆全量还田下氮肥基追比1∶1 (SN1)、1∶1.5 (SN2) 和1∶2 (SN3) 共5个处理,于2016年夏玉米抽丝期和收获期采集0—20 cm土壤样品,采用常规方法测定土壤基础理化性质,采用荧光微型板酶检测技术测定土壤酶活性,采用Illumina Miseq高通量测序方法测定土壤细菌群落结构。  【结果】  秸秆还田下氮肥基追比对玉米产量及氮肥利用率产生明显影响,相比于N处理,SN1处理显著增产9.98%;SN1和SN2处理氮肥利用率分别提高9.83、5.10个百分点。在夏玉米抽丝期和收获期,相比于N处理,秸秆还田下各氮肥运筹处理不同程度地提高了土壤pH、有机碳、全氮和速效钾含量,其中均以SN1处理增幅最为明显。在玉米抽丝期,除土壤磷酸酶外,SN1处理土壤酶活性均为最高;SN1处理对收获期土壤β-葡萄糖苷酶、纤维二糖甘酶、β-木糖苷酶、α-葡萄糖苷酶和酚氧化酶活性的促进最明显。细菌群落除抽丝期SN1与CK处理Shanno指数显著高于N处理而Simpson指数显著低于N处理外,其余处理间差异不显著。各施肥处理下门水平和纲水平的主要优势种群均为变形菌门、放线菌门和α-变形菌纲和放线菌纲。线性判别效应分析 (LEfSe) 显示,不同生育期比较,抽丝期最大LDA（linear discriminant analysis) 值为酸杆菌纲,收获期为芽单胞菌纲;而同一生育期各处理间比较,抽丝期各处理最大LDA值均为变形菌门的α-变形菌纲,收获期均为γ-变形菌纲。典范对应分析表明,抽丝期土壤pH (P = 0.002)、有机质含量 (P = 0.004) 和收获期土壤pH (P = 0.03)、硝态氮 (P = 0.036)、速效钾 (P = 0.044) 含量对细菌群落结构产生显著影响。  【结论】  土壤pH、有机碳、硝态氮和速效钾含量是影响细菌群落结构变化的主要因素。秸秆还田条件下,氮肥运筹显著影响土壤酶活性和细菌群落结构,氮肥基追比为1∶1时可显著提升土壤养分含量和酶活性,提高δ-变形菌纲、绿弯菌纲和TK10 (未分类) 相对丰度,从而更有效地促进秸秆分解和转化,发挥有机质调节土壤养分释放、减少养分损失的作用,最终提高玉米产量和氮肥利用率。     

基于REE示踪的土壤团聚体破碎转化路径定量表征

土壤团聚体破碎转化路径是坡面侵蚀过程研究的难点问题之一。目前团聚体破碎转化路径的定量表征仍不明晰,一定程度上限制了土壤侵蚀过程中泥沙分选搬运机制的深入研究。基于大样带调查选取6种不同质地的典型农耕地土壤为研究对象,结合稀土元素(Rare Earth Elements,REE)示踪方法,综合分析不同粒径土壤团聚体(5~2,2~1,1~0.5,0.5~0.25,<0.25 mm)和不同径流扰动周期(24 h,7天)对REE吸附和解吸能力的影响,探究REE示踪不同粒径土壤团聚体破碎转化的可行性,定量表征了土壤团聚体破碎转化路径。结果表明:REE与土壤团聚体的实际吸附浓度低于施放浓度,2~1,1~0.5,0.5~0.25,<0.25 mm土壤团聚体的REE吸附浓度与黏粒含量呈显著正相关(P<0.05);径流扰动影响对吸附于土壤团聚体的REE解吸作用十分微弱,解吸浓度仅占REE实际吸附浓度的0.001%~0.139%。5~2,2~1,1~0.5,05~0.25,<0.25 mm土壤团聚体经过湿筛后向各粒径转化的路径基本相同,向<0.25 mm微团聚体转化为土壤团聚体破碎的主要路径。相较于粉粒、黏粒含量较高的土壤团聚体,砂粒含量较高的土壤团聚体向1~0.5,0.5~0.25 mm粒径的转化贡献率整体偏低。基于REE示踪得到的>0.25 mm各粒径团聚体质量整体被低估,低估范围为-27.96%^-11.08%;而<0.25 mm团聚体质量则被高估,高估范围为3.65%~22.73%。基于各粒径土壤团聚体的REE量化值建立了校正关系,可将计算相对误差降低至0.04%~16.24%。     

适宜茶园套种的绿肥型油菜资源筛选及初步应用

为推广生态茶园的油菜绿肥套种模式,于2017-2018年在茶园系统筛选和评价适宜套种的油菜资源。比较23个不同油菜品种（品系）的盛花期鲜草的生长与养分还田量,结果发现：茶园套种油菜的生物量、株高、养分还田量等指标表现存在差异;种植后根际土pH、有机质、碱解氮含量发生改变或提升。综合比较分现,品种阳光131、 圣光86和中双11表现相对较好：单株生物量达0.81～1.00 kg;植株养分还田量高,三者的氮磷钾养分还田量分别为 49.21～72.48 kg/hm2、12.64～17.40 kg/hm2和33.64～56.29 kg/hm2,可基本满足茶青的生长需求,且三个品种种植后土壤有效养分和有机质的改善较为明显。大地69和油肥1号株高相对较矮,适宜在低龄或矮枞茶园中套种。于2018-2019年探索油菜品种阳光131作为绿肥在不同树龄的茶园套种的应用,发现土壤的有机质含量显著改善,pH 值显著提升。综上,认为优选油菜品种应用于冬季茶/油菜（绿肥）套种模式     

日光温室冬瓜一年两茬有机生态无土栽培

西北非耕地日光温室冬瓜一年两茬有机生态无土栽培,所产冬瓜色泽鲜艳、果形整齐,
风味纯正,质量和品质好,在元旦、春节和“五一”上市,供应淡季蔬菜市场,增加了农
民经济效益,每667 m^２产值可达4 万元以上。     

日本山桐子引种育苗及苗期生长规律研究初报

对引进的2个日本山桐子种源(产地A ich i pref,Nara-Ken)和国内山桐子种源作对照进行了育苗试验,并进行苗期生长规律的研究。结果表明:在北亚热带的南京江宁区试验地能正常发育,种子发育需经去蜡等方法进行技术处理,在温室条件下,需35~40 d形成幼苗。国内种源发芽率为17.8%、A ich i pref种源达23.5%、Nara-Ken种源达23.8%,引进种源分别高出国内当地种源5.7%和6.0%。苗期物候无显著差异;苗期生长在生长期内均表现慢—快—慢的变化规律,于11月中下旬生长趋于停止。1年生平均苗高当地种源为86.0 cm,A ich i pref种源95.2 cm,Nara-Ken种源99.4 cm,引种种源分别高出国内当地种源10.7%和15.6%。平均地径当地种源为1.44 cm,A ich i pref种源为1.60 cm,Nara-Ken为1.66 cm分别高出国内当地种源11.1%和15.3%。     

杨树红心病危害的调查研究

杨树红心病是分布广泛、危害严重的一种病害,几乎所有杨树品种都会遭侵染,成年树病株率达100%,变色比率15.65%~50.70%。从当年生扦插苗到成年树均能发生,红心病主要发生在主干的髓心和木质部。该病的严重程度与栽植的立地条件有关,在低洼湿地栽植的杨树其变色程度严重,且随树龄的增加而加剧,生长速度快的杨树,危害程度大。杨树品种不同,危害程度不同,品种之间存在着显著差异。     

法夫酵母诱变选育高产虾青素菌株的研究

以法夫酵母(Phaffia rhodozyma)为试验材料,对其先进行紫外线和氯化锂(UV-LiCl)复合诱变处理,获得了一株产虾青素为635．82μg·g~(-1)的菌株UL-40,其中紫外线适宜诱变条件为30 W、20 cm处照射菌株3 min,LiCl筛选剂量为3 g·L~(-1)。对UL-40菌株用N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍(NTG)和2-脱氧-D-葡萄糖再进行复合诱变处理,获得了1株遗传性状稳定、25℃条件下的产虾青素为894．54μg·g~(-1)菌株ND-25,其中NTG在25℃条件下最适诱变剂量为150μg·mL~(-1),2-脱氧-D-葡萄糖最适筛选剂量为1 g·L~(-1)。     

多鳞四指马鲅5个地理群体的形态差异

为探讨不同地理群体多鳞四指马鲅形态差异,实验基于2018—2019年采自海门、如东、舟山、三门、珠海5个地理群体的133尾多鳞四指马鲅个体进行35个可量性状和8个可数性状测定,并拍摄保存样本照片用于几何形态学分析。多鳞四指马鲅的传统形态学和几何形态学分析结果显示,5个地理群体的多鳞四指马鲅形态特征存在一定程度的差异,且和地理距离成正相关,但尚未达到种群分化的程度。这可能是更新世冰期时,海平面下降导致南海和东黄海之间形成地理隔离所致;但随更新世末期海平面上升,因多鳞四指马鲅极强的洄游习性,仍有部分群体可以在黄海和南海之间进行长距离洄游,以及鱼卵和仔稚鱼存在随洋流扩散从而群体间存在不同程度的基因交流,导致不同地理群体间虽存在着较大的形态特征差异,但形态和遗传分化仍未能达到种群分化水平。综上,鉴于不同地理群体的多鳞四指马鲅在不同海域繁殖、索饵出现的时段差异,建议对这5个地理群体中的三门群体和舟山群体划为2个管理单元,如东群体和海门群体划为1个管理单元,珠海群体划为另1个独立的管理单元。针对5个地理群体按4个管理单元进一步制定特别管理政策,以期既保护渔业资源可持续发展又保障广大渔民的生计。     

养殖大口黑鲈的遗传多样性分析

用RAPD技术分析了广东养殖大口黑鲈Micropterus salmoides 3个群体基因组DNA的多态性.结果表明:用12条随机引物对3个群体共88尾大口黑鲈的基因组DNA进行扩增,共获得了106个位点,平均每条随机引物扩增出8.8个位点;广州群体、顺德大良群体和顺德南水群体的多态位点比例分别为32.08%、33.02%和40.57%;Nei遗传多样性指数分别为0.1151、0.1176和0.1627;Shannon's遗传多样性指数分别为0.1708、0.1742和0.2378.这表明目前广东地区养殖大口黑鲈种质资源还具有一定的遗传多样性,但养殖群体的遗传多样性在降低,且具有不同程度的种质退化.     

鲤抗寒性状的RAPD标记转化为SCAR标记的研究

以黑龙江鲤Cyprinus carpio haematopterus、荷包红鲤抗寒品系、荷包红鲤Cyprinus carpio var.、柏氏鲤Cyprinus pellegnini pellegnini以及荷包红鲤抗寒品系(父本)与柏氏鲤(母本)杂交F2的DNA样品为材料,用300个随机引物对其进行PCR扩增,获得2个与鲤抗寒性状相关的分子标记AL04986和AR02788。回收、纯化这两个RAPD标记,连接到pMD18-T载体中,转化DH5α大肠杆菌感受态细胞,并对插入片段进行测序。根据测序结果,设计了3对SCAR引物SCAL04L/SCAL04R1、SCAL04L/SCAL04R2和SCAR02L/SCAR02R,其中SCAR02L/SCAR02R这对引物可以成功的反映出杂交F2两个群体在抗寒能力上的差异,适宜的退火温度为57℃,将此标记命名为SCAR02788。根据AL04986的测序结果设计的两对SCAR引物并没有反映出这种差异。SCAR02L/SCAR02R标记可以用作鲤抗寒基因分子辅助选择的依据。