长期不同施肥黑土细菌和古菌群落结构及主效影响因子分析

【目的】依据黑龙江省农科院34年的长期定位试验,探讨影响东北黑土细菌和古菌区系的主效环境因子。【方法】试验采集不施肥(CK)、施氮磷肥(NP)、施氮钾肥(NK)、施磷钾肥(PK)、施氮磷钾肥(NPK)5个施肥处理的耕层土样借助传统化学分析方法和Illumina Miseq高通量测序技术解析土壤化学性状和细菌与古菌的群落结构特征,并对细菌和古菌群落结构与环境因子进行相关性分析。【结果】1)不同施肥处理土壤细菌和古菌群落结构存在显著差异与CK相比,4种施肥处理均降低了古菌丰富度,NPK处理增加了土壤细菌的丰富度、多样性以及古菌的多样性;变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)是所有土样中的优势菌群,占细菌与古菌总量的38.2%~42.9%。施肥条件下,放线菌门(Actinobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝藻门(Cyanobacteria)的相对丰度降低芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度升高而其他菌门的相对丰度对不同施肥处理的响应不同。2)施用氮肥显著改变了土壤化学性状,长期施氮(尿素)处理的土壤全氮、速效氮和有机质含量显著高于不施氮处理而pH则显著降低。3)RDA分析结果显示,pH对土壤细菌和古菌群落结构的影响最大解释了66.5%的变化;其他环境因子则共解释了细菌与古菌群落33.5%的变化各因子的贡献率依次为pH速效钾有效磷有机质。Pearson相关性分析结果也表明,细菌和古菌群落与土壤化学指标间存在密切的相关关系。【结论】解析了长期不同施肥条件下土壤细菌和古菌的群落结构特征,确定了pH是影响土壤细菌和古菌区系的主效环境因子,氮磷钾均衡施肥不仅显著提高了作物产量和丰富了土壤养分含量,同时也增加了土壤细菌的丰富度、多样性以及古菌的多样性,有利于维持良好的土壤生态环境。研究结果对揭示东北黑土肥力演变机制、建立合理的施肥制度具有重要的理论价值。     

超声时间对鲢鱼糜凝胶特性和蛋白结构的影响及相关性

为探究超声预处理对鱼糜凝胶特性的影响,并进一步阐明凝胶特性变化与蛋白二级结构之间的相关性规律,本实验对鲢鱼糜进行超声预处理,探究超声过程中(0～50 min)凝胶强度、色泽、水分分布、微观结构、蛋白分子量以及二级结构的变化。结果显示,超声波处理10 min,鱼糜凝胶强度显著提高,束缚水的能力增强,凝胶网络结构更为致密;但随超声时间的增加,凝胶劣化,不易流动水转变为自由水。凝胶电泳及红外光谱结果显示,随着超声时间增加,鱼糜中蛋白未发生降解或聚集;二级结构中α-螺旋相对含量降低,β-折叠、无规则卷曲和β-转角相对含量增加。通过皮尔逊相关性分析可知,超声预处理促进蛋白质结构展开,更利于鱼糜在加工过程中形成均匀的网络结构,提高凝胶强度以及保水能力。研究表明,适量超声预处理可以通过改变鱼糜蛋白结构,改善鱼糜凝胶特性。本研究可为超声波技术在鱼糜制品加工中的应用提供参考。     

长期施氮对土壤肥力及土壤微生物的影响

氮肥是农业生态系统活性氮素的主要来源,长期施用氮肥对土壤pH值、有机质含量和氮含量等理化特征产生较大的影响,进而影响土壤微生物的生化反应过程及其生态功能。近年来氮肥对土壤微生物区系及功能菌群的研究已逐渐成为生态学上的一个前沿性研究热点。本文论述了长期施氮对土壤特征的影响,以及其导致的微生物的丰度和菌群结构的变化;同时,土壤中氮循环(固氮、硝化、反硝化)、碳循环(甲烷氧化)相关的功能菌群的丰度和结构也受到影响,进而导致土壤生态系统失衡和障碍农业可持续发展。本文从土壤微生物的角度为我国建立合理施肥制度,实现减施氮肥、提高氮肥效率提供技术依据。     

TG酶催化过程中鲢肌原纤维蛋白凝胶性能的变化

为探究转谷氨酰胺酶(TG酶)催化过程中,鲢肌原纤维蛋白凝胶性能的变化,进一步提升鲢鱼糜制品特性和营养价值。对不同催化时间(0、15、30、60 min)后鲢肌原纤维蛋白凝胶的交联度、凝胶强度、白度、持水性、微观结构及消化特性变化进行了分析。结果显示,TG酶诱导蛋白胶凝后,蛋白凝胶交联度显著提高。在TG酶催化过程中,随交联时间的延长,白度值增加、持水性提高。通过扫描电镜分析,发现凝胶网络孔径变小,结构变得更加致密。在催化时间30 min下,交联度、白度值及持水力显著提高,弛豫时间T22显著减小。TG酶催化后的蛋白凝胶在消化初始阶段水解程度较低,因为交联度提升,蛋白网络结构越来越致密,降低了胃蛋白酶对其水解位点的可及性。蛋白消化90 min后,网络遭到破坏,导致其水解速率明显提高。研究表明,在适当的交联时间下,有助于提升蛋白凝胶的凝胶特性。该研究为TG酶对鱼肉制品品质及消化特性的改善提供了实验依据。     

我国微生物肥料行业的现状与发展对策

以微生物生命活动导致农作物得到特定的肥料效应,达到促进作物生长或产量增加或质量提高的一类制品就是通常所说的微生物肥料,亦称菌肥、生物肥料、接种剂或农用微生物产品。这类制品中含有一定量的特定功能的微生物,而且这些活体微生物起     

微生物肥料的发展与土壤生物肥力的维持

综述了我国微生物肥料行业的发展状况、标准体系构建与未来微生物肥料的研究发展趋势。在介绍土壤生物肥力的概念及其内涵基础上,阐述了微生物在土壤生物肥力形成和维系过程中的核心作用,以及微生物肥料在我国农业可持续发展中的不可替代地位。     

火焰原子吸收法测定微生物肥料中总钾含量的研究

通过对样品消解、原子吸收仪器参数设置、对多个钾含量差异较大的复合生物肥料样品钾含量(1.1%～18.2%)测试、回归方程的比较,以及与重量法结果比对,建立了适应复合微生物肥料特点的总钾含量火焰原子吸收测试方法.结果表明,硫酸-双氧水消解体系可以取得良好的消解效果,且0.5 g取样量完全满足微生物肥料的钾含量实际测定需要;采用二次回归和直线回归建立回归方程进行测试,其结果都接近实际值,满足测试要求,二次回归测试结果更接近标准值,因此二次回归可作为测试的首选;建立的测定方法在准确度、检测限、与现有方法的比对等多方面都满足相关国家标准要求,且操作简便,对钾含量浓度1.1%～21.7%的微生物肥料样品钾含量测定具有良好的适用性,可以应用于微生物肥料的钾含量定量检测.     

东北黑土微生物群落对长期施肥及作物的响应

【目的】为表征长达35年轮作与施肥条件下东北黑土微生物群落特征,解析长期施肥及作物对土壤微生物丰度和群落结构的影响,探讨东北黑土微生物群落变化与施肥及不同作物间的相互关系,为进一步改良耕作制度与施肥方式提供依据。【方法】依托黑龙江省农业科学院长期定位试验站,选取玉米和大豆两种作物季的4个不同施肥处理:不施肥处理(CK)、有机肥处理(M)、无机肥处理(NPK)和有机肥配施无机肥处理(MNPK)的耕层土壤为研究对象,处理前加字母m表示玉米季样品,加字母s表示大豆季样品。借助Illumina Miseq高通量测序平台和Real-time PCR技术,以16S rRNA基因为分子标靶,研究作物与施肥方式对黑土中微生物群落结构和丰度的影响,分析群落变化与土壤化学性质的相关性。【结果】玉米季土壤16S rRNA基因拷贝数(6.32×10~8—8.83×10~8/ng DNA)比大豆季的低(0.96×10~9—2.30×10~9/ng DNA);玉米季土壤微生物多样性(ACE指数为3 674.58—4 034.84)也低于大豆季(ACE指数为4 167.47—4 887.36);玉米季的细菌丰度以Acidobacteria(24.47%—27.90%)最高,而大豆季丰度最高的是Proteobacteria(27.78%—34.40%),Bacteroidetes和Actinobacteria丰度在两季作物中差异明显。同一作物季的有机肥无机肥配施处理的16Sr RNA基因拷贝数高于无机肥处理,且有机肥配施无机肥处理的微生物α多样性指数也比无机肥处理的高(sMNPK的Chao1指数比sNPK高出11.89%);不同施肥处理之间群落组成存在差异,Alphaproteobacteria在sMNPK和sNPK处理的相对丰度分别比sCK增加3.31%、5.24%;Gammaproteobacteria在sMNPK和sNPK处理均比sCK处理增加1.72%和1.2%,二者相对丰度变化大。相关性分析显示,16Sr RNA基因拷贝数与土壤硝态氮和速效钾正相关;微生物菌落多样性指数与土壤全氮、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾等化学性质密切相关。【结论】东北黑土不同作物季和不同施肥均会影响土壤微生物丰度、α多样性和群落结构。有机肥无机肥配施能够有效改变微生物群落结构,提高微生物的丰度和多样性,并提高土壤p H,减缓土壤酸化。     

长期有机无机肥配施对东北黑土真菌群落结构的影响

【目的】分析长期有机无机肥配施对土壤真菌丰度、多样性及其群落特征的影响,探讨东北黑土真菌群落变化与施肥的相关性,为进一步调节土壤微生物结构,改善其生态功能提供参考依据。【方法】依托黑龙江省农业科学院36年长期定位试验站,选取4个不同施肥处理:不施肥处理（CK）、有机肥处理（M）、氮磷钾无机肥处理（NPK）和有机肥配施无机肥处理（MNPK）的耕作层土壤为研究对象,以真菌ITS基因为分子标靶借助qPCR技术和Illumina Miseq高通量测序平台,研究不同施肥处理对黑土中真菌群落丰度、多样性和组成的影响,并与土壤化学性质进行偶联分析,揭示群落与施肥的相关性。【结果】长期施用无机肥显著降低土壤pH,而有机无机配施可以有效缓解土壤酸化。NPK处理的ITS基因丰度显著高于MNPK;MNPK处理的细菌/真菌比值（26.91104）显著大于NPK,各处理比值由高到低为MNPK M CK NPK。细菌/真菌比值与土壤pH正相关;MNPK处理的真菌多样性指数值略大于NPK。Ascomycota和Zygomycota为土壤中主要真菌门,不同施肥处理之间真菌组成的相对丰度存在显著差异,对照处理Ascomycota的相对丰度为45.35%,MNPK和NPK处理分别为50.93%和56.16%。有机肥有利于降低病原真菌相对丰度,具有高度侵染性的Cochliobolus在MNPK（0.41%）和M（0.39%）中的相对丰度显著小于CK（3.25%）和NPK（2.08%）。CCA分析表明,土壤理化性质共解释土壤真菌群落结构变化的73.3%,有效磷（贡献量为32.4%,P=0.002）、铵态氮（贡献量为14.8%,P=0.01）和硝态氮（贡献量为16.2%,P=0.048）是3个重要的影响因子。【结论】不同施肥条件下土壤真菌丰度、多样性,以及菌群组成特征不同。与无机肥相比,有机肥无机肥配施能够有效改善真菌群落结构,降低真菌的丰度,增加真菌多样性,并提高土壤pH,减缓土壤酸化。土壤有效磷、铵态氮和硝态氮含量是影响黑土土壤真菌群落结构变化重要因素。     

一株蒽降解菌的分离筛选及降解特性初析

多环芳烃(PAHs)是土壤中最常见的典型持久性有机污染物,蒽作为其典型代表,常被用作降解PAHs的模型化合物和检测PAHs污染的指示物。采集北京郊区受污染土样,通过驯化和富集,分离出185株具有蒽降解潜力的菌株,采用高效液相色谱法定量测定菌株的蒽降解效率,筛选获得一株可高效降解蒽的菌株R4004-2。经菌落形态观察、16SrRNA和gyrB基因系统发育分析、基因组框架图ANI、DDH和dDDH值分析,确定R4004-2为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)。菌株R4004-2以蒽为唯一碳源,对蒽的降解率可达82.3%,在肉汤培养基中的生长速度最快。在蒽含量为0.25mg/kg的污染土壤中,施氏假单胞菌R4004-2可以有效定殖,具有修复污染土壤的潜力。基于转录组以及代谢组结果,施氏假单胞菌R4004-2通过双加氧酶进行对蒽的第一步氧化,后续分别通过蒽醌的氧化以及1-羟基-2-萘甲酸酯的分解两个途径完成对蒽的降解,初步解析了其降解机制。