原位钝化对稻田镉污染土壤修复效果及土壤酶活性的影响

选取海泡石、石灰、铁改性木本泥炭和弱碱性生物有机肥等4种钝化剂为材料,研究其对镉(Cd)污染稻田土壤原位修复效果及土壤酶活性的影响。结果表明,施用4种钝化剂均能提升土壤pH和水稻产量,降低土壤中Cd生物有效性和糙米Cd含量,且糙米Cd含量低于国家食品安全标准限值(Cd≤0.2 mg/kg)。施用1 500 kg/hm²弱碱性生物有机肥的处理对土壤pH提升效果最好,从6.07提升至7.00,增幅为13.2%;施用2 500 kg/hm²铁改性木本泥炭的处理,土壤有效态Cd和糙米Cd含量降幅最大,分别从0.538 mg/kg和0.260 mg/kg下降至0.232 mg/kg和0.076 mg/kg,分别下降了56.8%和70.8%。施用1 500 kg/hm²弱碱性生物有机肥的处理增产水稻效果最好,增幅为6.4%。施用4种钝化剂后,土壤中蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性均有不同程度提升。其中,施用1 200 kg/hm²生石灰处理对土壤中蔗糖酶活性提升效果最好;施用2 500 kg/hm²     

微生物预处理秸秆纤维浆结构、形态及成膜性研究

为研究生物预处理对秸秆纤维解离作用,促进制浆过程纤维分丝帚化及成膜性,采用实验室模拟发酵法,探讨微生物接种量及发酵时间对秸秆纤维化学组分、纤维形态及膜力学性质的影响。结果表明,与对照相比,接种1%外源菌处理稻秸14天时降解率达到20%,纤维降解适中,细小纤维占比仅59.63%~67.91%,纤维间交织力增强,纤维的疏解与拆分效应提升,打浆能耗降低71.54%。且随发酵时间的延长,纤维膜的抗张强度先升高再降低,第7和14天时分别提高7.6%和4.64%;3%接菌量处理14天时,浆料重均和质量加权增幅最大至28.57%和49.36%,膜撕裂度最高达240.9 mN。抗张强度与纤维质量间无明显相关性,耐破强度与纤维质量加权长度间呈负相关,撕裂强度与纤维数均长度、重均及纤维长宽比间呈显著正相关。该研究为生物降解秸秆纤维地膜的开发应用可行性提供技术支撑。     

香蕉根际土壤原生动物群落特征及与枯萎病病原菌的关系

香蕉枯萎病由病原真菌尖孢镰刀菌4号生理小种引起,其根际微生物组是抵御病原菌入侵的关键屏障。根际原生动物群落在根际微生物群落调控以及植物健康方面有不可忽视的作用。利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析连作蕉园中植株发病前后根际土壤原生动物群落特征变化以及其与病原菌的相互关系。结果表明：相较于可培养细菌与真菌,原生动物的数量对病原菌的种群数量变化的影响更大;根际原生动物的群落多样性与丰富度都随植株生长而降低,且在发病植株中更低;抽蕾前后的健康与发病植株中根际原生动物群落结构存在显著差异;总体而言,吞噬型原生动物的相对丰度显著高于其他功能类型的原生动物,且在健康与发病植株中差异显著;吞噬型原生动物中与病原菌具有显著相关性的多为丝足虫门;在抽蕾期的健康植株中,丝足虫门的高丰度属中Group-Te与Cercomonas属与病原菌呈显著负相关;在抽蕾期的患病植株中,相对丰度较高的植物致病型原生动物Pythium属与病原菌呈显著正相关。综上所述,根际土壤中原生动物对病原菌的影响较大,在植株生长过程中,原生动物的群落特征发生改变,且在发病与健康植株中存在差异。与病原菌具有显著负相关的吞噬型原生动物,尤其是丝足虫门的部分高丰度属,可能会在防控香蕉枯萎病上产生一定潜力。     

不同梨砧木对缺铁胁迫的生理响应差异研究

【目的】 旨在通过探究缺铁胁迫下不同梨砧木幼苗体内铁分配规律及有机酸种类和含量的差异,为培育铁高效利用梨砧木提供理论依据。 【方法】 以三种不同梨砧木,杜梨Ⅰ (湖北杜梨HB-Pyrus betulaefolia)、杜梨Ⅱ (郑州杜梨ZZ-Pyrus betulaefolia) 、山梨 (黑龙江山梨HS-Pyrus ussuriensis) 幼苗为试材,进行水培试验。以Hogland营养液为基础,在其他养分含量不变的情况下,设两个Fe水平1和40 μmol/L,分别代表缺铁胁迫和正常供铁。在砧木幼苗培养21天后,测定了幼苗活性铁和全铁元素含量、根系构型及各部位不同种类有机酸的含量。 【结果】 缺铁胁迫下,杜梨Ⅰ茎叶中活性铁/全铁比例是杜梨Ⅱ的2.80倍和2.94倍, 是山梨的3.29倍和2.05倍,其叶中的活性铁和全铁积累量分别达到15.71 mg/plant和78.82 mg/plant。缺铁胁迫下,杜梨Ⅱ和山梨的倒一叶叶绿素含量下降幅度显著高于杜梨Ⅰ。三种梨砧木幼苗体内柠檬酸含量最高,其次是苹果酸,这两种酸占有机酸总量的74.8%以上。与正常供铁相比,缺铁胁迫下山梨根和叶中苹果酸含量提高了4.70和1.69倍,分别达到0.96 mg/g和4.80 mg/g,显著高于杜梨Ⅰ和杜梨Ⅱ,而杜梨根和叶中的柠檬酸含量较高,尤其是杜梨Ⅰ品种,达到4.02 mg/g和11.98 mg/g。 【结论】 三种梨砧木对铁的吸收和运输存在较大差异。杜梨Ⅰ根系吸收能力较强,根和叶中活性铁含量及积累量均较高,因而耐缺铁。缺铁胁迫下,两种杜梨根系中主要合成柠檬酸而山梨主要合成苹果酸,可能是山梨对缺铁敏感的机制之一。      

长期施肥对水稻根系有机酸分泌和土壤有机碳组分的影响

本研究以江西省红壤研究所水稻土长期定位试验田(始于1981年)为对象,分析了不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、有机无机配施(NPKM)3种施肥措施对水稻根系有机酸分泌速率及土壤有机碳组分的影响。结果表明:NPK和NPKM处理水稻根系分泌有机酸总量均显著高于CK处理(P0.05,下同),其中NPKM处理最高,提高了54.78%;相对于CK处理,NPK处理水稻根系酒石酸分泌速率显著增加,提高了82.63%,NPKM处理的草酸与苹果酸分泌速率显著增加,分别增加了69.93%、110.98%,而NPK和NPKM处理的柠檬酸分泌速率分别降低了36.57%与40.57%。与CK处理相比,NPKM处理土壤有机碳、颗粒有机碳、微生物生物量碳与可溶性有机碳均显著增加,而NPK处理却无显著变化;可溶性有机碳结构的进一步分析表明,NPKM处理促进了可溶性有机碳中类胡敏酸和类富里酸物质的累积,在可溶性有机碳中所占比例分别为31%、44%,NPK处理可溶性有机碳结构无明显变化;CK和NPK处理中可溶性有机碳的有机物来源主要是植物与微生物的混合源,而NPKM处理主要是微生物代谢所分泌的产物。     

添加小麦秸秆生物质炭对猪粪堆肥腐熟程度及温室气体排放的影响

以猪粪堆肥为对象,研究添加小麦秸秆生物质炭对猪粪高温好氧堆肥腐熟程度和温室气体排放的影响。结果表明,在整个堆肥腐熟过程中,纯猪粪、猪粪与生物质炭分别以12∶1、5∶1和2.3∶1比例混合的堆体达到的最高堆肥温度分别为44℃、58℃、63℃、60℃,其中5∶1和2.3∶1比例混合的处理均比12∶1处理提前2天进入高温腐熟阶段,并且提前5天完成腐熟过程;12∶1和5∶1生物质炭处理可显著降低堆体的EC值,但高比例(2.3∶1)添加下EC值超出堆肥安全施用范围;与CK相比,添加生物质炭处理堆体NH4+-N含量较对照提前11天降到最低值并趋于稳定;堆肥结束时,生物质炭添加比例为12∶1、5∶1和2.3∶1堆体的NO3--N含量分别比对照提高了53.70%、148.36%和27.61%。且堆肥结束后添加生物质炭12∶1、5∶1和2.3∶1比例的堆体全氮损失率较对照分别降低32.07%、60.78%和50.18%;添加生物质炭显著降低堆体CH4排放总量82.03%~96.93%;5∶1和2.3∶1处理的CO2排放总量较对照显著降低20.21%和41.10%,而12∶1处理与CK相比无显著性差异;12∶1和5∶1处理的N2O的排放总量较CK显著提高66.61%和50.11%,而2.3∶1处理比CK显著降低了40.87%。     

熏蒸条件下有机肥部分替代化肥对西瓜生长及养分利用的影响

基于田间大棚试验,采用等量养分原则,分析生物有机肥、蚯蚓粪、鸡粪等不同有机肥部分替代化肥对西瓜生长、产量、品质以及养分利用的影响。结果表明,与单施化肥相比,有机肥部分替代化肥均不同程度提高了西瓜叶绿素含量、光合性能、产量及品质,其中以蚯蚓粪与化肥配施效果最佳,其光合性能显著高于单施化肥,产量提高了33.63%,可溶性糖、可溶性蛋白及维生素C含量分别增加了14.07%,14.47%和17.52%。有机肥部分替代化肥施肥处理的肥料利用率高于单施化肥,土壤养分元素依存率低于单施化肥,以蚯蚓粪配施化肥作用效果最为显著,氮、磷、钾肥利用率分别为26.02%,5.67%和29.89%,土壤氮、磷、钾素依存率分别为20.96%,20.32%和31.55%。熏蒸处理的西瓜枯萎病发病率整体低于未熏蒸处理,其中熏蒸条件下蚯蚓粪部分替代化肥施肥处理西瓜发病率最低,仅为4.76%。     

适应玉米的溶磷细菌筛选及其对玉米生长的影响

从石灰性土壤中分离获得4株高效溶磷细菌X5、X6、Z4和Z8,研究其生物学特征,探索其单独及复合的溶磷促生潜能。研究发现菌株X5、X6、Z4和Z8均可以利用玉米根系分泌物作碳源生长。菌株X6和Z4均能产生吲哚乙酸(IAA)和铁载体,菌株Z8可产生IAA不产生铁载体,菌株X5可产生铁载体不产生IAA。盆栽试验结果表明,接种单一溶磷菌及4株菌复合处理均可促进玉米生长,但复合菌群的溶磷促生效果显著高于单一菌株。通过16S r RNA基因序列分析研究菌株的分类地位,初步鉴定X5、X6、Z4、Z8分别为荧光假单孢菌(Pseudomonas fluorescens)、草假单胞菌(Pseudomonas poae)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。     

白刺链霉菌CT205诱变及其制剂对芹菜根腐病的生防效果

以生防菌株白刺链霉菌CT205为材料,通过诱变选育高效突变菌株,并探索其生物制剂对芹菜根腐病的防控效果.菌株CT205经UV-LiCl复合诱变获得一株遗传稳定、相对高效的突变菌株U-L-4,液体发酵其活性物质产量达到42 mg/L,较野生菌株提高55.56％.利用突变株U-L-4固体发酵,制备生物有机肥,通过田间试验防控芹菜土传病害,结果表明,施用放线菌生物有机肥可有效防控芹菜根腐病,显著促进植株生长,芹菜产量增加75.00％,芹菜根际病原真菌-尖胞镰刀菌数量显著降低,改善了芹菜根际微生物群落组成.研究结果可为生防制剂防控土传病害提供理论依据.     

利用不同无机和有机固体废物配制技术新成土的研究

为拓展固体废物的利用途径,以生活污泥、蚯蚓粪、秸秆、粉煤灰、煤渣为原料通过为期3个月的室内恒温培养来制备技术新成土,研究不同原料配比对技术新成土理化性质的影响。结果表明：制备的技术新成土pH在7.08～7.69之间,水稳性团聚体总量为49.83%～86.44%,团聚体破碎率为13.10%～32.20%,平均质量直径和几何平均直径分别为0.54～1.04 mm和0.54～0.89 mm。培养后技术新成土的氮、磷、钾速效养分分别下降了11.03%～38.08%、5.79%～25.06%、0.11%～10.52%,总有机碳含量在5.26%～8.74%之间,整体养分含量处于较高水平。DTPA提取态Zn含量升高了15.74%～102.40%,DTPA提取态Cd含量降低了17.39%～65.02%。生物毒性实验表明有9种处理不会对植物生长产生明显影响,有3种处理需要对配方进行调整。综合pH、团聚体总量及稳定性、养分含量来看,所制备的技术新成土的性质基本达到了自然土壤的正常范围,可以用于土壤复垦、改良或代替部分自然土壤。污泥会导致处理中重金属Zn含量较高,因此制备的技术新成土应避免种植蔬菜、粮食等农...