保护性耕作对土壤团聚体、微生物及线虫群落的影响研究进展

保护性耕作具有良好的生态效益,有利于农业生态系统的可持续发展。本文对比分析了国内外有关常规耕作和保护性耕作措施对土壤团聚体、土壤有机碳、土壤微生物及土壤线虫影响的研究进展。结果表明：保护性耕作减少土壤大团聚体的破坏,降低团聚体周转速率,提高土壤结构的稳定性;保护性耕作提高表层土壤总有机碳及活性有机碳含量;保护性耕作可以提高耕层微生物生物量,尤其对真菌生物量影响显著;保护性耕作不同程度地提高了团聚体中微生物量和微生物多样性,但并未改变微生物在团聚体中的分布模式;保护性耕作可提高土壤线虫多度,提高原状土壤和土壤各粒级团聚体中线虫群落的成熟度指数和结构指数,但并未改变线虫总数、营养类群、功能团及生态指数在团聚体中的分布模式。针对目前国内外研究现状,展望了保护性耕作今后的研究重点,以期为因地制宜选取保护性耕作措施提供理论支持,推进我国农业可持续发展。     

黄瓜连作对土壤微生物区系的影响Ⅰ——基于可培养微生物种群的数量分析

利用平板培养法对黄瓜连作根系微生物种群连续性变化进行了跟踪研究。结果表明,黄瓜连作导致土壤可培养微生物数量减少,其中细菌数量降低最为明显,对连作表现出较高的敏感性,根际根外细菌数目减幅分别在第三、四茬时达显著水平。放线菌数量对黄瓜连作反应较小,根际到第四茬减幅才达到了显著水平,而根外在连作四茬过程中均未达显著水平。黄瓜连作致使少数真菌种群富集,同时多种真菌类群数量减少,种群变化呈现单一化趋势。根际土壤微生物主要生理群分析表明,连作导致根际自生固氮菌与好气性纤维素分解菌数目明显下降,硝化细菌数量大幅增加,而氨化细菌数量变化不大。土壤酶活性测定结果表明,土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性随连作茬次增加而降低,脲酶活性稍有上升。     

不同类型白刺沙丘土壤理化性状与微生物相关性研究

利用民勤荒漠绿洲过渡带不同类型白刺沙丘的土壤微生物、土壤理化性状及二者之间的相关性进行研究,旨在探讨白刺沙丘的成土过程,为绿洲生态建设提供基础数据,结果表明,1)固定、半固定和流动沙丘粘粒、粉粒、细砂粒、粗砂粒含量差异较大;土壤养分含量与土壤粘粒、粉粒、细砂粒等细沙物质含量呈正相关性,与粗砂粒含量呈负相关性,表现为土壤养分含量随土壤颗粒的增大,相关性减弱。2)土壤微生物类群数量在半固定沙丘明显高于固定沙丘和流动沙丘。3)过渡带土壤均处于偏碱性状态,有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮、速效钾、速效磷和CaCO₃含量随沙丘发育年代的增加逐渐增加。4)不同年代沙丘中土壤微生物和土壤理化因子均具较好的相关性,尤其是细菌和放线菌与pH值呈显著的负相关关系,土壤有机质含量与三大菌群数量都表现出显著的正相关关系。     

Effect of cyclodextrin diallyl maleate on methane production, ruminal fermentation and microbes in vitro and in vivo

Effects of β‐cyclodextrin diallyl maleate (CD‐M) on methane production, ruminal fermentation and digestibility were studied both in vitro and in vivo. In in vitro study, diluted ruminal fluid (30 mL) was incubated anaerobically at 38°C for 6 and 24 h with or without CD‐M using hay plus concentrate (1.5:1) as a substrate. The CD‐M was added at different concentrations (0, 1.25, 2.5, 5.0 and 7.5 g/L). The pH of the medium and numbers of protozoa were not affected by the addition of CD‐M. Total volatile fatty acids were increased and ammonia‐N was decreased, molar proportion of acetate was decreased and propionate was increased (P < 0.05) by CD‐M. Methane was inhibited (P < 0.05) by 14–76%. The effect of CD‐M on methane production and ruminal fermentation was further investigated in vivo using four Holstein steers in a cross‐over design. The steers were fed Sudangrass hay and concentrate mixture (1.5:1) with or without CD‐M (2% of feed dry matter) as a supplement. Ruminal proportion of acetate tended to decrease and that of propionate was increased (P < 0.05) 2 h after CD‐M dosing. Total viable counts, cellulolytic, sulfate reducing, acetogenic bacteria and protozoa were unaffected while methanogenic bacteria were decreased (P < 0.05) by CD‐M. The plasma concentration of glucose was increased, whereas that of urea‐N was decreased (P < 0.05). Methane was inhibited (P < 0.05) from 36.4 to 30.1 L/kg dry matter intake by the addition of CD‐M. Apparent digestibilities of dry matter and neutral detergent fiber were not affected while that of crude protein was increased (P < 0.05) in the medicated steers. These data suggested that dietary supplementation of CD‐M decreased methane production and improved nutrient use.     

不同酸度的乳酸菌饲料添加剂对6月龄梅花鹿消化率及小肠微生物氮流量的影响

试验通过研究不同酸度的乳酸菌添加剂对6月龄梅花鹿的采食量、氮平衡、消化率以及小肠微生物氮流量的影响,确定乳酸菌添加剂在梅花鹿饲喂中的适宜酸度。结果表明:添加不同酸度的乳酸菌可明显提高梅花鹿对DM、OM、CF、CP以及氮采食量(P<0.05),其中以未调酸的乳酸菌组各种营养成分采食量最高;DM、OM、CF采食量,各组间差异显著(P<0.05),氮的采食量,除调酸组与未调酸组间差异不显著外(P>0.05),其余各组间差异显著(P<0.05)。不同酸度的乳酸菌饲料添加剂可提高梅花鹿DOM、DCF、氮沉积以及小肠微生物氮流量,未调酸组的DOM、DCF、氮沉积以及小肠微生物氮流量显著高于对照组(P<0.05)。     

肠道可培养共生菌对橘小实蝇不育雄虫生物学特征的影响

橘小实蝇是一种对果、蔬产业造成严重经济损失的害虫,应用昆虫不育技术（SIT）防治橘小实蝇是一种切实可行的科学手段,但辐照会使不育雄虫受到一定程度的损伤。本研究通过在饲料中添加抗生素对肠道灭菌处理来探究肠道可培养共生菌对橘小实蝇生物学及形态学参数的影响。结果表明,抗生素处理组在不育雄虫的蛹重、逆境存活率以及竞争交配力等均显著低于对照组。另外,抗生素处理组和对照组不育雄虫的存活率曲线图表明处理组不育雄虫的寿命时长显著低于对照组,利用Weibull分布拟合模型判断得知两组橘小实蝇存活率曲线均符合基本模型中的Ⅰ型。本研究为进一步利用肠道可培养共生菌来改善橘小实蝇不育雄虫的生理健康提供理论基础。     

不同形态氮素对种植大豆土壤中微生物数量及酶活性的影响

采用框栽试验方法,研究6种不同形态氮素[生物固氮(N0)、硝态氮(N1)、铵态氮(N2)、氨基酸态氮(N3)、蛋白态氮(N4)和酰胺态氮(N5)]对种植大豆土壤中微生物数量及土壤酶活性动态变化的影响。结果表明:各大豆生育期内真菌、细菌、放线菌数量和土壤脲酶、蔗糖酶活性对不同形态氮素的反应不同;三大菌群在组成上以细菌数量占绝对优势,数量上均在花期时达到峰值,即均随着大豆生育期的推进呈单峰曲线变化;花期不同形态氮处理下的土壤微生物总数量有差异,具体表现为N5N3N2N1N4N0。土壤多样性指数的变化趋势随着生育期的推进呈缓慢下降趋势,与土壤微生物数量的变化趋势不一致,因此,评价土壤生物多样性指数应将两者结合起来。土壤脲酶和蔗糖酶活性随着生育期的推进亦为单峰曲线变化趋势,但脲酶与蔗糖酶活性的变化趋势不同,其高峰期出现在鼓粒期。     

纤维素酶高产菌的筛选鉴定及纤维素酶基因的克隆与表达

为寻找新纤维素酶和纤维素酶基因资源,以羧甲基纤维素钠(CMC)改良的BHM培养基筛选菌株,经初筛和复筛筛选出目的菌株后,采用革兰氏染色法和16SrDNA基因片段比对法对筛选出的菌株进行鉴定;设计引物对P扩增其纤维素酶基因,连于pET-28a(+)载体构建原核表达载体并转入大肠杆菌BL21(DE3)进行表达,表达结果采用SDS-PAGE和测定表达产物活性的方法来检验。结果显示,本研究成功筛选出一株新的具有较高纤维素酶活的短小芽孢杆菌BY-1,该菌所产纤维素酶具有较好的热稳定性和酸碱稳定性,最适宜温度和pH分别为55℃和7.45,在此条件下最高酶活性为0.921 6μmol/(mL.min);此外,还成功克隆出1个1 851bp的纤维素酶新基因bglC-BY,具有GH9/CBM3纤维素酶结构,经IPTG诱导,SDS-PAGE图谱上于70ku有1个明显的蛋白条带,表达产物酶活性为0.541 3μmol/(mL.min)。本研究筛选出的短小芽孢杆菌内切纤维素酶活较高,具有一定的应用前景。     

黄土高原不同苹果园土壤酶、有机质、微生物及树体产量品质的调查研究

测定了黄土高原苹果主栽区洛川县6个苹果园土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶的活性、土壤有机质的含量和微生物数量,调查了6个果园土壤微生物的分布情况,并对土壤酶活性、土壤有机质含量、土壤微生物数量及与苹果品质的相关性进行了分析。结果表明:①6个果园三种土壤酶活性均随着土层剖面加深呈现下降趋势。在0~20 cm土层范围酶活性较高,20 cm土层以下开始迅速下降,之后趋势减缓。②6个果园土壤有机质含量较低,平均为0.945%。③不同树龄果园微生物总量的变化为:盛果期果园(15 a)>老龄期果园(20 a)>幼龄期果园(7 a),微生物类群数量的分布规律为:细菌>放线菌>真菌,其中细菌和真菌的数量相差100倍以上。不同树龄的果园随着土层的深入,土壤细菌、放线菌和真菌在数量上均呈现出减少的趋势。0~20 cm的表层土是菌群分布比较集中的区域。④有机质与脲酶、磷酸酶和蔗糖酶均呈正向相关,r值分别为0.400、0.565和0.788,且三种酶之间也有很强的相关性。⑤三种土壤酶、土壤有机质、土壤微生物与苹果品质的5个指标之间均呈正相关,说明这三类因素可以影响苹果品质。     

氮添加对杨树人工林表层土壤微生物群落结构的影响1）

以江苏东台沿海地区杨树人工林地为研究对象,建立野外模拟氮沉降试验样地,试验设置5个氮处理水平,分别为对照（0 kg· hm－2· a－1）、低氮（50 kg· hm－2· a－1）、中氮（100 kg· hm－2· a－1）、高氮（150 kg· hm－2· a－1）和超高氮（300 kg · hm－2· a－1）。于2012年5月开始在生长季（5—10月）每月进行施氮处理,2013年8月和10月运用磷脂脂肪酸法分别分析了土壤微生物群落的变化特征。结果表明,施氮处理近2 a后,两个月份中的土壤微生物磷脂脂肪酸总量均显著下降,细菌、真菌中磷脂脂肪酸的量出现了不同程度的下降,真菌与细菌中磷脂脂肪酸的量之比没有显著变化。磷脂脂肪酸组成的主成分分析显示,除低氮处理样地外,其他水平施氮样地均使微生物群落结构显著变化,且超高氮处理样地变化格局具有季节差异性。