保存过程对土壤生化指标的影响及保存土样的应用

土壤样品的生化指标反映了样品采集时期的生态与环境信息,具有极为重要的科学研究价值。样品的生化指标在保存过程中是否发生变化,是保存样品应用中应关注的重点问题。本文总结了各类土壤生化指标在不同保存条件、保存时间下的变化,表明长期保存的土壤样品适用于全量元素含量测定、土壤微生物群落结构分析、DNA/RNA序列分析、土壤污染物分析和土壤酶活性的比较研究,而土壤速效成分以及呼吸、硝化等代谢过程相关指标则不宜采用保存土样。土样长期保存应采用风干、磨口玻璃瓶密封、常温保存的方式。保存土样应用过程中应注意避免取样、分析时的环境污染,采用合适的分析测试技术,并考虑不同类型土壤保存效应的差异。随着分析技术的发展,保存土样中更多的历史环境信息将得以发掘,发挥出更大的科研价值。     

稻田生态系统氧化亚氮(N_2O)排放微生物调控机制研究进展及展望

氧化亚氮(N_2O)是第三大温室气体,对全球气候变化具有显著影响。稻田是重要的N_2O排放源,追踪稻田N_2O产生及排放关键过程的微生物调控机制,可以为农田土壤氮素循环研究以及稻田N_2O减排提供有价值的信息。微生物调控的硝化作用和反硝化作用是稻田N_2O排放的主要来源。基于此,我们在过去十年的研究中,依托中国科学院桃源农业生态试验站,以水稻田淹水-落干和施肥为关键过程,从水稻根际、土层深度、反应底物浓度等方面探明了土壤硝化反硝化过程和N_2O排放特征及其微生物调控机制;提出了开发稻田土壤微生物资源,提高土壤N_2O消纳能力的可能策略;构建了可以有效降低稻田氮素损失和N_2O排放的基于化肥一次性深施的减氮控磷施肥技术,并在实际农业生产中进行了示范推广。本文对上述研究取得的成果,以及国内外相关研究结果进行了全面综述。结合分子生物技术在土壤科学研究中的应用,今后的研究工作将会从以下几个方面开展:1)解析土壤微生物与土壤生产力和生态环境之间的关系;2)在基因组和转录组水平构建农田土壤碳氮循环功能微生物分析平台;3)解析土壤微生物分布与生态功能之间的关联机制;4)根系—土壤—微生物之间的协同机制以及植物—内生菌—土壤微生物之间相互影响的分子机制;5)加强对实用技术的研发,把基础研究成果转化为生产力,服务农业生产和生态文明建设。     

红树共附生微生物分离与抗白色念珠菌活性评价

对湛江市廉江高桥、东简北港2个红树林区红树的根、叶、花、果不同部位27份样品进行共附生微生物的分离及抗白色念珠菌活性的评价。采用改良M1培养基、改良马丁培养基和改良高氏一号培养基进行细菌、真菌和放线菌的分离,用美蓝酶标仪法对所筛菌株进行抗白色念珠菌活性评价。利用SPSS13.0软件对数据进行单因素方差分析和多重比较。从27份样品中共分离出384株红树林共附生微生物,其中细菌170株,真菌160株,放线菌54株,细菌和真菌为优势菌群,两者占分离总菌株数的86.0%;从384株分离菌中检测出64株具有抗白色念珠菌活性,占分离菌的16.7%;统计分析显示,除2个地区的抗白色念珠菌活性数无显著差异外,2个地区的红树共附生微生物的组成、不同类型共附生微生物的数量、不同类型共附生微生物的抗白色念珠菌活性、红树不同部位的共附生微生物数量与活性菌株数量均存在一定的差异。     

大蒜对日光温室黄瓜生长及土壤生物学特性的影响

利用盆栽试验研究大蒜干样还田后,对日光温室黄瓜生长及土壤生化特性的影响。结果表明:添加大蒜干样后,显著增加黄瓜植株的鲜重,且与添加量成正比;在黄瓜的整个生长期,增加了细菌和放线菌的数量。当结果期大蒜的添加量为3.0%时,减少了真菌和镰刀菌的数量,并提高了土壤B/F(细菌+放线菌/真菌)值,优化了土壤微生物区系;而随着黄瓜的生长,促进黄瓜幼苗期根际土壤多酚氧化酶、蔗糖酶、尿酶和过氧化氢酶的活性。当结果期大蒜添加量大于2.0%时,对4种土壤酶具有显著的促进作用,使土壤环境有利于黄瓜生长。     

Use of quantitative real‐time PCR to assess the in vitro survival of specific DNA gene sequences of rumen microbes under simulated abomasal conditions

The use of specific DNA sequences (DS) as a microbial marker in post‐rumen digesta requires their persistence and integrity throughout gastric digestion. The aim of this study was to evaluate in vitro the survival of microbial DS during gastric digestion and the factors involved. Gastric pH had a highly significant effect on the integrity of DS. pH 4.2 allows for a significant growth of microbes in the medium, but at pH 1.2, almost all of the DS were hydrolysed. In the presence of carboxymethylcellulose, the effect of pH was reduced, pepsin activity was inhibited and gene survival increased considerably. In the simulated abomasal conditions (pH = 2.3, 2 g/l of carboxymethylcellulose, and 40‐min retention time), almost all of the bacterial genes and around 78% of the protozoa gene sequences retained their molecular integrity throughout gastric digestion, although factors such as acidity and viscera retention time might compromise the utilisation of DS as a microbial marker.     

常温高效纤维素分解菌的筛选

从长期堆放稻草的土壤中分离出12株常温纤维素分解菌。采用Hutchison液体培养基,对12株纤维素分解菌进行发酵产酶试验。结果表明,通过纤维素酶活力测定,最终筛选出对纤维素分解能力较强的霉菌菌株NM5,其C1酶活力、羧甲基纤维素酶活力、滤纸酶活力分别为0.0170、0.7174、1.3435IU·mL-1。根据菌落特征和形态特征,将NM5鉴定为木霉菌属(Trichoderma)。     

复合益生菌对蛋鸡消化道微生物区系的影响

为探讨微生态制剂对蛋鸡消化道微生物区系的影响,利用致病性大肠杆菌对产蛋后期的矮小型固始鸡进行攻毒试验。结果表明,试验组蛋鸡的腹泻率明显降低,其胃、小肠、大肠、盲肠内的大肠杆菌数量也比对照组均有所降低(P>0.05),说明微生态制剂对鸡有很好的抑菌保护作用。另外,该复合益生菌可明显地提高鸡胃中乳酸菌的数量(P<0.05),而对肠道中乳酸菌的影响不明显。     

高温DXG复合菌剂对堆肥腐熟的影响

将E3、DG-3、CCS3、M8、M26菌株单独扩大培养后,按25∶15∶30∶15∶15的比例混合,配成高温DXG复合菌剂。按4‰的接种量接入新鲜配制的堆肥中进行好氧堆肥发酵。结果表明,接种复合菌剂的DXG堆肥比对照(未接种复合菌剂DXG)堆肥提前7 d达到高温期;与对照相比,全碳含量降低4.63%,腐殖酸总量提高25.2%,胡敏酸含量提高30.4%。接种复合菌剂的DXG堆肥C/N和腐殖化系数比对照堆肥提前7 d达到腐熟标准;白菜种子发芽指数表明,接种复合菌剂的DXG堆肥第12天时已初步腐熟。     

紫云英与化肥配施对土壤微生物特征和作物产量的影响

为了探讨紫云英绿肥与化肥配施对稻田土壤培肥的微生物机制,本研究以7年肥料定位试验为材料,研究了不同施肥对安徽沿江双季稻区稻田土壤可培养微生物数量、微生物量碳氮、微生物熵及水稻产量的影响,探讨施用紫云英绿肥对稻田土壤的培肥效果。结果表明,1)与不施肥相比,长期施用紫云英可显著增加土壤微生物总数量(58.09%~86.86%),尤其是增加了细菌数量(77.93%~112.76%),土壤微生物总数量及细菌数量均于G₃F₁处理(70%化肥配施22500 kg/hm²紫云英)达最大值(288.26×10⁴和263.95×10⁴ CFU/g)。2)施用紫云英可有效增加土壤微生物量。其中,70%化肥配施中高量紫云英的处理与CK相比,土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)、微生物熵(qMB)分别增加了102.77%~113.94%、172.53%~185.17%、69.47%~84.65%;与100%化肥相比,SMBC、SMBN、qMB分别增加27.74%~34.77%、74.14%~82.22%、20.50%~31.29%。(3)施用紫云英处理的水稻产量与100%化肥处理相当或稍有提高,但明显高于70%化肥和CK处理。与CK相比,紫云英与化肥配施可提高产量46.22%~51.44%。 因此,化肥减量30%配施15000~30000 kg/hm²紫云英可以提高安徽沿江双季稻区水稻产量,本试验以施加22500 kg/hm²的紫云英产量最高(增产率达51.44%),同时,紫云英与化肥配施对提高土壤微生物量碳氮、微生物熵及调节土壤微生物群落组成,改善稻田土壤生物学性状产生显著影响。     

秸秆还田对设施土壤微生物种群数量的影响

对不同年限的秸秆还田土壤样品进行测试,采用培养计数法分析秸秆还田对土壤微生物种群数量的影响。结果表明：秸秆还田能明显增加设施土壤中固氮菌、钾细菌、有机磷细菌的数量,并随施用年限的增加而增加;亦能减少土壤中无机磷细菌的数量。