灌溉消毒水源对香蕉植株生长和可培养微生物数量的影响

[目的]探究灌溉消毒水源对香蕉植株生长和可培养微生物数量的影响,以期为香蕉枯萎病的防控提供新的思路和方法。[方法]首先通过灌溉水消毒试验获得最优的消毒剂及其使用浓度,再进一步采用盆栽试验,探究草地土壤和香蕉连作土壤上灌溉消毒水源对病原菌和其他可培养微生物数量及香蕉植株生长的影响。[结果]相比于过氧化氢和氨水,次氯酸钠具有最优的病原菌消毒效果,原液稀释4 000倍后病原菌消毒效率仍为100%。灌溉消毒水源能有效改善香蕉植株的生长状况,与灌溉含病原菌水源相比,灌溉消毒水源处理中香蕉植株的株高、茎粗、叶面积、植株鲜质量和植株干质量在草地土中分别高出7.57%、15.96%、30.89%、21.36%和61.58%,在蕉园土中分别高出12.10%、29.58%、32.15%、51.18%和63.60%;灌溉含病原菌水源导致尖孢镰刀菌在土体、根际和根内显著富集,在草地土壤和连作蕉园土中的病原菌数量分别为灌溉消毒水源处理的2.32、3.26、3.13倍和1.68、2.53、1.62倍;同时,灌溉消毒水源提高了土体土壤细菌和真菌数量的比值(B/F),改变了土壤和香蕉根际可培养微生物的群落结构。[结论]灌溉含病原菌水源加快了病原菌在香蕉根际的传播和富集,通过灌溉水消毒能够有效减缓病原菌富集,控制病原菌的传播,研究结果为枯萎病的综合防控提供了新思路。     

有机肥料氮替代部分化肥氮对稻谷产量的影响及替代率

 【目的】试图探索出有机肥料氮替代化肥氮的最适替代率,为研制水稻专用有机无机复合肥奠定基础。【方法】试验在江苏省常熟市进行,采用田间试验研究4个氮用量下（0、180、240和270 kg?hm-2）有机肥料氮替代部分化肥氮对水稻（4007和常优1号）产量、氮肥利用率和土壤矿质态氮的影响。【结果】（1）与单施化学氮肥相比,氮用量为180 kg?hm-2并且有机肥料氮的替代率在15%～30%或氮用量为240 kg?hm-2并且有机肥料氮的替代率在10%～20%时,能够显著提高水稻的稻谷产量。两个水稻品种（4007和常优1号）的稻谷产量分别达到8 242～10 187 kg?hm-2和10 048～11 654 kg?hm-2;（2）与单施化肥相比,氮用量在180 kg?hm-2并且有机肥料氮的替代率在15%～30%或氮用量在240 kg?hm-2并且有机肥料氮的替代率在10%～20%时,两个水稻品种的氮素累积量分别为172.6～256.4 kg?hm-2、185.9～235.6 kg?hm-2,显著高于单施化学氮肥处理,此时,氮肥利用率也达最高,分别为36.6%～48.1%、34.3%～40.0%;（3）与单施化学氮肥相比,氮用量在180 kg?hm-2并且有机肥料氮的替代率在15%～30%或者氮用量在240 kg?hm-2并且有机肥料氮的替代率在10%～20%时可以获得较为平稳的氮素供应过程。 【结论】有机肥料氮与化肥氮配施能获得比单施化学氮肥处理更高或持平的稻谷产量并有效地提高水稻的氮肥利用率。     

提高水稻耐盐能力的根际核心菌株筛选及应用

根际微生物能通过多种途径增强作物对盐胁迫的适应性。为获得能显著提高水稻耐盐性的根际促生菌并探究其应用效果,选择耐盐品种湖南籼和盐敏感品种南粳46两个水稻品种,分别比较了耐盐水稻和盐敏感水稻在自然盐土和灭菌盐土中的生理指标,然后基于16S rRNA基因扩增子测序,通过根系细菌群落差异分析和共现网络分析,鉴定了在耐盐水稻根际富集且与耐盐性相关的关键类群。随后,采用根际微生物宏培养方法从耐盐水稻根际筛选出关键细菌类群的可培养菌株。最后通过盆栽试验评估了菌株增强盐敏感水稻耐盐能力的作用效果。结果表明,自然盐土中耐盐水稻株高和根长均显著高于灭菌土壤中的植株,而脯氨酸含量则显著低于灭菌土壤中的植株,表明耐盐水稻品种根际的微生物群落在增强水稻耐盐能力中具有重要作用。扩增子测序分析发现耐盐水稻品种和盐敏感水稻品种根际微生物群落差异显著,差异分析明确黄杆菌科（Flavobacteriaceae）和假单胞菌科（Pseudomonadaceae）为耐盐水稻根际富集的关键细菌类群。通过设置盐胁迫下盐敏感水稻发芽试验和苗期水培试验,筛选出普氏假单胞菌P34和大安金黄杆菌C18两株功能菌。最后通过盆栽试验证明C18和P34作为直接接种剂或种子包衣剂均能在盐胁迫下显著促进盐敏感水稻生长。综上,C18和P34具有良好的增强水稻耐盐能力的潜力,可作为开发盐碱地专用的种子包衣及微生物肥料的候选菌剂。     

氨基酸水溶肥料和EM微生物菌剂对设施白菜生长和品质的影响

以白菜为供试材料,研究在白菜叶面喷施、根部灌施EM微生物菌剂和氨基酸水溶肥料对其植株生长、光合特性、产量和果实品质的影响。本试验设四个处理:不施用任何肥料(CK),常规施肥处理(T1),喷施+灌施EM微生物菌剂(T2),喷施+灌施含氨基酸水溶肥料(T3)。试验结果表明:与T1处理相比,T3显著增加了白菜的横径,T2处理也有增加,但不显著,纵径上则无明显差异;从光合特性看,T3处理的胞间CO_2浓度显著优于T1;品质方面,T3处理有显著高于T1的Vc含量;产量上,T3> T2> T1> CK,T1、T2和T3的产量相较于CK的增长幅度分别为15.94%、23.43%和27.05%,T2和T3相较于T1的增长幅度分别达到6.46%和9.58%,T3相比于T1产量显著增加,T2与T1相比未达显著。综上表明EM微生物菌剂对于促进白菜生长、提高其产量有一定效果,而氨基酸水溶肥料则能有效促进白菜生长和光合作用,显著提高白菜产量的同时有效改善其品质。     

化肥减施下土壤改良剂DK-1对设施丝瓜生长及土壤性状的影响

为研究DK-1型土壤改良剂对设施蔬菜生长及土壤性状的影响,进行了本次田间试验。本研究共设置4个处理,分别为:T1(不施用任何肥料)、T2(常规施肥处理)、T3(常规施肥处理配施土壤改良剂)和T4(化肥减施20%并配施土壤改良剂)。试验结果表明,土壤改良剂的施用具有促进丝瓜产量提升的潜力,T3较T2处理丝瓜产量增加9.89%;T3处理作物茎粗也有所增加,较T2和T4处理分别增加了13.22%和14.56%;各处理对丝瓜SPAD值的影响不大;土壤改良剂的添加可以显著促进土壤pH值的增加,T3和T4处理土壤pH值分别比T1处理土壤pH值增加了4.79%和5.39%;同时DK-1的添加可以显著降低土壤EC值,T3和T4处理土壤EC值均显著小于T2处理,分别降低了32.26%和23.66%。综上所述,化肥减施并配施DK-1型土壤改良剂,促进丝瓜植株生长、产量的提升和土壤理化性质的改善,均具有较强的可操作性,是设施蔬菜连作障碍防控的有效手段之一。     

促生解淀粉芽胞杆菌SQR9定殖对黄瓜根系基因表达的转录组学研究

[目的]本文旨在阐明黄瓜植株接种促生解淀粉芽胞杆菌SQR9后其根系基因的表达谱变化特征,从植物响应微生物的角度揭示植物根际促生细菌(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)的作用机制。[方法]利用Illumina高通量测序技术研究接种菌株SQR9对黄瓜根系基因表达谱影响的转录组特征,对显著差异表达基因进行GO功能和KEGG富集分析。[结果]与未接种的对照黄瓜植株比较,菌株SQR9接种72 h后黄瓜根系有484个基因的表达发生显著变化,包括300个上调基因和184个下调基因。Real-time PCR验证表明基因表达差异趋势与转录组测序结果一致,证明测序结果可信。黄瓜根系响应菌株SQR9的差异基因主要参与碳水化合物代谢、氨基酸代谢、次级化合物代谢和信号转导途径等。在植物促生方面,氨基酸代谢途径中ASP1基因(编码天冬氨酸转氨酶)表达上调约4倍;糖酵解途径中PDC基因(编码丙酮酸脱羧酶)和卡尔文循环中FBA6基因(编码果糖二磷酸醛缩酶)表达均上调3～5倍;生长素响应途径中编码生长素抑制子的IAA8基因表达显著下调,而编码响应蛋白的基因SAUR77和SAUR21表达均上调3倍左右,表明菌株SQR9产生的外源吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)激活了植物内源的IAA信号途径。在植物免疫方面,免疫信号途径转录因子的编码基因WRKY29和ERF1B表达上调,激活植物系统抗性并有助于提高抗病能力;编码抗胁迫因子的C_4H和ADH1基因表达也显著上调,提高植物抗逆能力。[结论]菌株SQR9可通过调控黄瓜根系代谢相关基因表达和激活免疫途径相关基因的方式促进黄瓜植株生长并提高其抗病能力。     

含山梨醇的新型生物有机肥促生效应与机理研究

向含解淀粉芽孢杆菌SQR9的生物有机肥中添加山梨醇研制了新型生物有机肥,并通过黄瓜盆栽和拟南芥培养试验研究了该新型生物有机肥的促生效应与机理。结果表明,含解淀粉芽孢杆菌SQR9的生物有机肥对黄瓜具有显著促生效果,添加山梨醇有利于促进解淀粉芽孢杆菌SQR9在土壤中定殖,能进一步提高生物有机肥的促生效应。施用该新型生物有机肥能显著提高土壤中速效养分的含量以及黄瓜对养分的吸收。山梨醇能有效促进菌株SQR9分泌生长素（吲哚乙酸,IAA）,进而促进野生型拟南芥根系的生长,而在使用IAA不敏感突变体时促生效果消失,说明山梨醇促进有益菌SQR9分泌IAA是该新型生物有机肥显著促进作物生长的机理之一。本研究提出了新型生物有机肥研发的新思路,为植物促生菌新应用模式的开发提供了理论依据。     

接种单细胞微生物对土壤团聚体形成及其稳定性的影响

将根瘤菌(Rhizobium sp.)G-01、肠杆菌(Enterobacter sp.)San8及粘红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)R1等3株产胞外多聚物(Extracellular polymeric substances,EPS)的单细胞微生物接种于供试土壤,进行土培试验和盆栽黄瓜试验,...     

不同施肥制度对南方旱地红壤微生物组结构和功能影响研究进展

土壤微生物组在促进土壤养分循环、提高土壤固碳能力和维持土壤肥力等方面具有重要的作用。红壤是我国南方重要的耕地资源,但其有机质含量低、水土流失严重,且面临着土壤酸化导致的活性铁铝增加、作物生长受限和微生物活性下降等严峻问题。我国近年来基于红壤旱地长期定位试验和短期培育试验开展了很多工作,在通过调控红壤微生物组以缓解土壤酸化、增加有机质含量和提高氮磷养分有效性方面取得了突破性进展。本文综述了红壤区农田土壤微生物组结构的主要驱动因素,回顾和比较了长期施用化肥、有机肥和有机无机配施等不同施肥制度对我国南方旱地红壤微生物组结构和功能影响的研究工作,阐述了有机培肥制度对红壤微生物群落多样性的积极效应;总结了配施有机肥在提高红壤有机碳周转功能类群和氮磷代谢功能类群丰度,促进红壤有机碳分解、维持有机质稳定和提高土壤氮磷养分有效性等方面的重要作用;探讨了高多样性微生物群落中关键特殊性代谢功能对驱动微生物群落装配和维持土壤生态功能稳定的作用。最后,对我国旱地红壤微生物组未来的研究方向进行了展望,强调了可以通过改进微生物培养策略、明确微生物组不同类群的功能特征和驱动因素、充分挖掘农业微生物组资源、开发调控红壤微生物组的微生物肥料产品和高效农业管理措施来提高红壤养分循环效率、促进有机质稳定和降低铁铝活性,充分发挥微生物组在红壤耕地资源可持续利用与农业绿色发展中的作用。     

基于Web of science文献计量分析的青枯病研究进展

为了解青枯病研究领域中领先的科研机构、科研人员及其研究内容，并对未来的发展方向进行预测，以“Ralstonia solanacearum”、“Pseudomonas solanacearum”为主题词，对1985—2019年Web of Science核心数据库进行搜索，共检索到2 987 篇相关文献，并利用CiteSpace软件对所检索的青枯病英文文献进行分析。结果显示:美国、中国、法国和日本发文量较多，并且国家之间多有合作交流；法国国家农业研究院和美国威斯康星大学为该领域顶尖的研究机构，国内领先机构为南京农业大学；青枯病领域发文量较高的作者有Caitilyn Allen、Philippe Prior、Qirong Shen(沈其荣)、Stephane Genin等；通过关键词共现网络和突发性检测分析，明确当前研究热点方向为青枯菌的致病机理、根际微生物生态、植物-病原菌互作机制等。结合文献交叉引用分析推测未来研究方向包括抗病基因与抗病品种以及全球尺度下青枯菌的遗传多样性与致病多样性的挖掘，并通过多组学进一步阐明植物-病原菌互作和调控机制。