长期施用氮肥和磷肥对东北黑土丛枝菌根真菌群落组成的影响

【目的】丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌在促进作物养分吸收、提高作物抗病和抗逆性等方面具有重要意义,探讨长期施用化学氮肥和磷肥对东北黑土AM真菌的影响及其主效环境因子,为进一步揭示AM真菌对化肥的响应机制,指导农田施肥以及利用AM真菌提高土壤养分有效性提供依据。【方法】以长期定位试验为平台,选取5种不同处理:不施肥(CK),单施常量氮肥(N_1),混施常量氮肥和磷肥(N_1P_1),单施2倍常量氮肥(N_2),混施2倍常量氮肥和磷肥(N_2P_2)。采用Illumina Miseq高通量测序技术研究连续施用37年氮肥和磷肥的AM真菌群落组成差异,并对AM真菌群落组成与环境因子进行相关性分析。【结果】随着氮、磷施用量的增加,黑土p H和速效钾含量显著降低,而全氮、硝态氮、铵态氮和有机质含量显著提高。单施氮肥(N_1和N_2)对黑土中AM真菌多样性影响不显著(P0.05);然而氮、磷混施(N_1P_1和N_2P_2)显著降低黑土中AM真菌多样性(P0.05)。土壤中AM真菌以Glomeraceae科为主,占AM真菌45.5%。在属水平上,施肥降低Funneliformis和Septoglomus丰度,而提高Paraglomus丰度;在N_1和N_2基础上施磷显著提高Glomus和Funneliformis丰度,而降低Gigaspora和Paraglomus的丰度。非度量多维度分析表明,长期施用氮、磷肥改变了土壤中AM真菌群落组成。不施肥处理、单施氮肥处理和氮、磷混施处理AM真菌群落差异显著,且磷肥影响较为显著。冗余分析表明,土壤p H,有效磷含量是影响黑土中AM真菌群落组成的主效环境因子(P0.05)。【结论】长期施用氮肥以及氮、磷肥混施改变了黑土中AM真菌群落组成,单施氮肥对黑土中AM真菌多样性影响不大,而氮、磷肥混施降低其多样性,施肥导致的土壤p H和有效磷含量变化是主要因素。     

我国微生物肥料产业需求与技术创新

在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中,微生物肥料均被列为绿色新型投入品和优先支持发展的生物制品,必将在新时代迎来更好的发展机遇。本文在分析我国微生物肥料行业现状与标准体系特点基础上,阐述了微生物肥料具备的多功能、主动响应、信号调控、绿色环保等方面特征,提出了下一步发展的技术创新与新产品名录。     

我国生物有机肥的发展现状及展望

概述了我国生物有机肥的研发由来和目前的生产应用现状，阐述了生物有机肥生产工艺、使用菌种、产品质量以及使用效果和作用机理。同时，指出了生物有肌肥发展中存在的一些问题及解决的建议，并对生物有机肥的发展作了展望。     

不同施肥处理对土壤微生物学特性和作物产量的影响

采用不同施肥处理试验,分析土壤脲酶、纤维素酶、土壤微生物数量和作物产量的变化,以探索可提高土壤微生物学特性和作物产量的施肥方式。结果显示:土壤脲酶、土壤纤维素酶均表现为施肥处理显著高于不施肥对照(p<0.05)。T5(常规氮磷钾肥+秸秆+秸秆腐熟剂)处理的微生物数量测定结果在两季中与其它处理相比略有增加。小麦产量以T5处理最高,比对照增产38.2%,而玉米产量最高的处理是T3(0.7倍常规氮磷钾肥+有机肥),比对照增产29.2%。相关分析得出,在本试验条件下,两种土壤酶活分别与产量和微生物数量有一定相关性,其中土壤脲酶和土壤纤维素酶可在一定程度上反映土壤肥力,而土壤脲酶在一定程度上可反映土壤微生物数量。综合以上结果,在本实验条件下,T5是最佳的施肥方式。     

东北地区大豆根瘤菌遗传多样性与系统发育研究

为明确我国东北地区大豆根瘤菌的系统发育地位及主要类群的分布情况,采用BOX-PCR、IGS PCR-RFLP、16SrDNA PCR-RFLP和16S rDNA基因序列分析法对分离自我国东北地区14个地点18个大豆品种的312株大豆根瘤菌及部分参比菌株进行了遗传多样性和系统发育分析。结果表明:供试菌株均为大豆慢生根瘤菌,以Bradyrhizobiumjaponicum为优势种;在IGS PCR-RFLP 72%和16S rDNA PCR-RFLP 76%相似性水平上,供试菌株可分别被分为6和4个群;在BOX-PCR 90%相似性水平上,可将供试菌株分为31个群,表明东北地区慢生大豆根瘤菌具有丰富的遗传多样性。综合考察各种分析结果发现,供试菌株的遗传多样性与其地理来源有一定的相关性,而与大豆品种间相关性不明显。     

采用gfp和rfp基因标记评价大豆根瘤菌竞争结瘤能力

采用二亲本接合方法,将绿色荧光蛋白基因(gfp)或红色荧光蛋白基因(rfp)分别导入与大豆品种中黄13相匹配的快生根瘤菌Sinorhizobium fredii SR25a、S.fredii USDA205、与慢生根瘤菌Bradyrhizobium japonicum 4222、B.japonicum 4230和B.japonicum 4534菌株中,得到6株标记成功的菌株,并检验标记菌株的外源基因在培养条件下和共生条件下的稳定性,以及对菌株结瘤性能的影响.进一步将带有不同荧光蛋白基因的供试菌株按等密度等体积配成9组,通过蛭石盆栽试验评价菌株的竞争结瘤能力.结果表明:外源基因能够遗传稳定,且不影响共生结瘤固氮行为,该标记方法可用于评价菌株竞争结瘤能力;慢生大豆根瘤菌的竞争能力明显高于快生大豆根瘤菌,其中慢生大豆根瘤菌B.japonicum 4534竞争能力最强,其占瘤率比慢生菌株B.japonicum 4230和B.japonicum 4222分别高出35%和90%.结果证明gfp和rfp双标记技术为根瘤菌竞争结瘤能力评价提供了直观、简便、准确的检测手段.     

日本及一些国家对微生物肥料产品的管理

微生物肥料（接种剂,菌肥）以其独特的作用机制和作用效果已有７０多个国家进行研究,生产和应用。加强茵肥产品的管理对于各个国家规范这个行业的生产有着十分重要的意义。本文介绍了日本、澳大利亚、英国、法国、加拿大等国家在这方面的经验和教训,以利于我国有关单位进行微生物肥料的管理,促进该行业的健康发展。     

黄淮大豆产区土壤养分状况与根瘤菌应用现状及对策

2008年5月至10月期间,国家大豆产业技术研发中心栽培与土壤研究室开展了黄淮大豆产区6省20个县市的土壤养分、施肥和根瘤菌应用情况的调查.     

黄淮海地区优良大豆根瘤菌株的筛选与接种方式研究

采用蛭石盆栽和土壤盆栽试验,从黄淮海3省11个地区的22株大豆根瘤菌中筛选与大面积种植的大豆品种阜豆9765相匹配的优良菌株,并在田间进行了根瘤菌3种接种方式的效果比较试验.以根瘤菌结瘤数量、植株干重、植株全氮量和占瘤率为指标,通过蛭石盆栽试验初筛获得与阜豆9765共生匹配效果好的根瘤菌6株;进一步的土壤盆栽复筛结果表明:菌株Bradyrhizobium japonicum 4302和Sinorhizobium fredii 4822在结瘤能力、固氮能力和竞争能力方面强于其它4株根瘤菌,说明B.japonicum 4302和S.fredii4822具有良好应用前景.在田间进行的根瘤菌拌种、喷施和种下接种的3种接种方式小区试验中,拌种处理在大豆植株干重、植株全氮量、占瘤率和产量等方面均显著高于另2个处理和对照,说明大豆根瘤菌的拌种方式更适用于黄淮海地区大豆种植.     

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。