Nutrient availability and corn growth in a poultry litter biochar‐amended loam soil in a greenhouse experiment

Nutrient‐rich biochar produced from animal wastes, such as poultry litter, may increase plant growth and nutrient uptake although the role of direct and indirect mechanisms, such as stimulation of the activity of mycorrhizal fungi and plant infection, remains unclear. The effects of poultry litter biochar in combination with fertilizer on mycorrhizal infection, soil nutrient availability and corn (Zea mays L.) growth were investigated by growing corn in a loam soil in a greenhouse with biochar (0, 5 and 10 Mg/ha) and nitrogen (N) and phosphorus (P) fertilizer (0, half and full rates). Biochar did not affect microbial biomass C or N, mycorrhizal infection, or alkaline phosphomonoesterase activities, but acid phosphomonoesterase activities, water‐soluble P, Mehlich‐3 Mg, plant height, aboveground and root biomass, and root diameter were greater with 10 Mg/ha than with no biochar. Root length, volume, root tips and surface area were greatest in the fully fertilized soil receiving 10 Mg/ha biochar compared to all other treatments. The 10 Mg/ha biochar application may have improved plant access to soil nutrients by promoting plant growth and root structural features, rather than by enhancing mycorrhizal infection rates.     

白羊草根系形态特征对土壤水分阶段变化的响应

根系形态特征是评价植物适应胁迫环境的重要指标。以黄土丘陵半干旱区天然草地群落优势种白羊草为材料,研究了其根系生长和形态特征与水分供应条件的关系。采用盆栽控制试验,设置3个水分处理:高水(HW,80%田间持水量)、中水(MW,60%田间持水量)和低水(LW,40%田间持水量),分别在拔节期、开花期、结实期改善水分供应水平,在生育期末测定了白羊草根系生物量和各项形态指标。结果表明:白羊草根系生长与水分供应条件密切相关,持续高水处理有利于白羊草根系生长,其根系生物量、总根长和根表面积均显著提高(P<0.05);水分胁迫抑制了白羊草根系生长,但对白羊草根系平均直径影响不显著;根系生物量、总根长和根表面积间存在显著的正相关关系(P<0.01);不同生育期阶段胁迫后复水,白羊草根系表现出较强的可塑性,在拔节期复水且高的复水幅度能够显著提高白羊草根系生物量、总根长和根表面积(P<0.05)。这些说明白羊草根系对干旱胁迫有较强的耐受能力,其对阶段干旱胁迫后复水的响应与生育期及复水前干旱胁迫程度密切相关。     

匍匐翦股颖草坪根系对城市生活污水的净化效应

针对匍匐翦股颖草坪根系对生活污水的净化效应进行了初步的探索,结果表明,城市生活污水能显著促进匍匐翦股颖地上部分叶片的生长,其叶片生长量随着其处理的进程而逐渐增加,至第6周时叶片生长量比净水灌溉的对照增加了75.6%;根系生长在污水灌溉与净水灌溉之间未显示出明显的差异;匍匐翦股颖草坪根系对生活污水中总氮(TN)、总磷(TP)、化学耗氧量(CODCr)的去除率分别达到了71.0%、53.1%、82.8%,而无草坪的裸土对TN、TP、CODCr的去除率只有24.6%、13.0%、44.2%.结果显示了匍匐翦股颖草坪根系对生活污水有着较好的净化效果,有望在城市生活污水处理中应用.     

疯草内生真菌Undifilum oxytropis次级代谢产物分析

为阐明疯草内生真菌Undifilum oxytropis次级代谢产物的化学组成,为其生物活性研究和开发利用提供依据,以本实验室保存的疯草内生真菌Undifilum oxytropis为研究菌株,采用察氏液体培养基对该菌发酵培养30d,收集菌丝体和发酵液,按照植物化学成分传统预试方法进行预试。在此基础上用不同极性有机溶剂梯度萃取得到菌丝体和发酵液石油醚相、氯仿相、乙酸乙酯相和正丁醇相,经薄层色谱检测及气相检测方法对其次级代谢产物进行初步分析。系统预试表明,Undifilum oxytropis发酵产物中含有生物碱、蛋白质、酚类与鞣质、黄酮类、醌类、挥发油和油脂等物质;薄层色谱检测发现,Undifilum oxytropis发酵产物中至少含有5种化合物,且菌丝体和发酵液正丁醇相均有苦马豆素及其类似物存在;气相色谱分析Undifilum oxytropis发酵液中苦马豆素含量为5.17×10~(-3)g/L。疯草内生真菌Undifilum oxytropis发酵产物含有苦马豆素等多种次级代谢产物。     

油松试管苗培养中活性炭最适交替周期及浓度的研究

以活性炭的使用交替周期（3水平）和使用浓度（4水平）为因素,采用完全试验设计,以油松成熟胚为材料,对活性炭在不定芽诱导期、增殖壮苗期以及生根期3个生长阶段中对油松试管苗生长的影响进行了研究。同时还针对活性炭对油松试管苗培育过程中代谢到培养基中的有害物质酚类的吸附能力做了测定。结果表明,在油松试管苗生长的3个阶段,活性炭对油松试管苗的培养效果都具有明显的作用。油松试管苗培育全过程中活性炭的最佳使用浓度为1.00 g·L-1,最佳使用交替周期为先在不含活性炭的培养基中培养2周,再转接到含活性炭的培养基中培养4周。使用活性炭可以明显降低油松试管苗培育过程中代谢到培养基中的总酚类含量。     

阿魏酸降解放线菌的筛选及其降解与拮抗效果研究

【目的】筛选用于降解西瓜根泌自毒物质阿魏酸的放线菌,研究其降解与拮抗效果。【方法】以127株放线菌为供筛菌株,采用液体发酵培养法筛选阿魏酸降解放线菌,并研究放线菌对阿魏酸的降解率及对西甜瓜枯萎病菌等病原菌的拮抗性。【结果】①从127株供试放线菌中筛选出了编号为25,28及Z30的3株放线菌,在纯培养条件下,以阿魏酸为惟一碳源时,25、28、Z30 3株放线菌对阿魏酸均有较好的降解效果,降解率分别为94.3%,92.6%和90.1%。②在以阿魏酸、淀粉为混合碳源时,3株放线菌对阿魏酸均有较强的降解作用,降解率最高达100%。③纯细胞培养时,3株放线菌对阿魏酸仅有微弱的降解效果。④3株放线菌对西甜瓜枯萎病菌有较强的拮抗作用。【结论】筛选的3株放线菌具有降解西瓜自毒物质阿魏酸及拮抗西甜瓜枯萎病菌的双重功能。     

低分子量根系分泌物对土壤微生物活性及团聚体稳定性的影响

以黑土为供试土壤,采用化学试剂模拟根系分泌物进行室内培养试验,研究低分子量根系分泌物及主要组分对土壤微生物活性及团聚体稳定性的影响.结果显示,与对照相比,低分子量根系分泌物及主要组分短期内均显著提高了土壤微生物的活性,促进了>250μm大团聚体,尤其是>2 000μm团聚体的形成,显著增强了土壤团聚体的稳定性.低分子量根系分泌物中葡萄糖组分有利于土壤中细菌的生长,从而在细菌活动的驱动下,促进了微团聚体的形成;苹果酸和谷氨酸组分则有利于真菌的生长和繁殖,在真菌菌丝网络的缠绕和牯结作用下,促使微团聚体进一步胶结形成大团聚体.因此,低分子量根系分泌物中各主要组分共同参与并影响土壤的团聚化过程,改善根际微区土壤的结构,以利于植物根系的生长.     

Cd胁迫对5种植物体内Cd积累及根际土壤特性的影响

以大豆、棉花、曼陀罗、蓖麻和玉米为供试材料,采用土柱栽培试验,探讨Cd胁迫后,5种植物根系活力与各器官间cd含量的差异,以及5种植物根际土壤酶活性与根际土壤营养含量对Cd胁迫的反应.结果表明:(1)5种受污染的植物体Cd富集量超出对照不受污染的植物体达3～7倍之多,但都未达富集临界值100 mg/kg.(2)不同植物不同器官Cd运转积累部位不同,以根冠比衡量,蓖麻、玉米、棉花R/S大于1,称作根优势植物;大豆、曼陀罗R/S小于1,称作冠优势植物;棉花R/S近于1,称作冠根均衡植物.5种植物吸收富集最强的前3位植物(大豆、玉米、棉花)都是人工驯化的栽培植物,其吸肥能力强于野生植物的,这种吸肥能力与吸Cd能力是否呈正相关关系,吸肥能力的差异是否可以作为污染土壤利用改良的依据值得进一步研究.(3)大豆、曼陀罗茎秆中Cd含量均较根、叶、籽实中的高,考虑到大豆是粮食作物,同时其根部Cd含量仅次子茎的,而曼陀罗作为一种杂草,其地上部Cd转移系数大于1.0,因此,比较供试5种植物,应优先选择曼陀罗用于Cd污染区域的土壤净化.(4)Cd胁迫(5 mg/kg)提高了5种植物根系还原TTC强度,抑制了大豆和蓖麻根际土壤多种酶活性,而促进了曼陀罗和玉米根际土壤多种酶活性以及棉花根际土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性;比较5种酶活性,碱性磷酸酶活性对Cd反应较不敏感,脲酶和蔗糖酶活性对Cd反应较敏感,多酚氧化酶和过氩化氯酶活性对CA的敏感程度因不同植物而异.结果还表明Cd胁迫不同程度地提高了供试5种植物根际土壤营养含量.(5)研究为有效开展Cd污染土壤的植物修复资源提供理论依据.     

Inconspicuous restraint of rice seedling growth by root-infecting fungi in soil of a rice paddy field

 Rice seedling growth, estimated by plant height and root development and discoloration, was better in pasteurized soil than in unpasteurized soil obtained from a flooded rice field. Rice seedlings also grew better in sterilized soil modified by adding roots harvested from the pasteurized soil than in soil modified by adding roots harvested from the unpasteurized soil. The results demonstrate that seedling growth in the rice field soil was inhibited by soil microorganisms, even though no typical symptoms such as seedling blight or damping-off appeared. Pythium aristosporum is suggested to be involved in the inhibition. Thus, it appears that inconspicuous restraint of rice seedling growth could occur in soils of rice paddy fields. Received: May 20, 2002 / Accepted: October 16, 2002 Acknowledgments The authors thank Dr. T. Ichitani, former professor at Osaka Prefectural University, for providing an isolate of Pythium aristosporum for comparison, and Mr. Mitsuaki Sato of Akita Prefectural College of Agriculture for technical assistance.     

杉木根系对不同磷斑块浓度与异质分布的阶段性响应

【目的】对杉木根系在异质供磷(P)条件下的觅磷行为进行动态监测,探讨磷斑块的浓度与其异质分布对杉木根系觅磷行为的影响。【方法】以福建漳平五一国有林场的半同胞杉木家系为试验材料,利用垂直异质供磷装置,设置KH2PO4 0 mg/kg(缺磷,P0)、4 mg/kg(低磷,P4)、16 mg/kg(正常供磷,P16)和30 mg/kg(高磷,P30)4个磷浓度斑块,将其按照不同顺序垂直排列构建异质供磷处理。在生长50、100、150 d时,进行3次破坏性取样,测定不同阶段不同异质供磷处理下杉木根系形态、生物量及觅磷效率的变化,进行杉木根系生长及觅磷行为的动态观测。【结果】杉木根系表现出阶段性的觅磷策略: 1)当杉木根系处于表层缺磷或低磷斑块时,通过根系的增生向供磷量更高的斑块觅磷,根系增生促进了缺磷或低磷斑块根系的干物质积累,但其根系含磷量较低; 至处理中期,表层缺磷处理的根系从缺磷斑块生长至低磷斑块后,杉木根系受低磷胁迫持续大量增生; 而当表层低磷处理的根系从低磷斑块生长至高磷斑块后,根系在高磷斑块内大量增生,且促进了根系磷养分的吸收及干物质的积累; 处理末期,当高磷斑块置于最底层时,其斑块内的根系生长量、 干物质积累量及根系含磷量均明显较大。2)当杉木根系处在表层高磷斑块时,根系初期仅在供磷量较高的表层生长,其根系生长量与干物质积累量均低于表层供磷量较低的处理,但其根系含磷量却显著大于表层供磷量较低的处理; 处理中期及末期,表层的根系生长量、 干物质积累量及根系含磷量均显著大于其他层次,且表层充足供磷处理的根系向地生长速度最快。【结论】异质供磷条件下,当杉木根系处在缺磷或低磷斑块时,主要通过根系的大量增生来寻觅磷养分; 当杉木根系处在高磷斑块时,在初期致力于斑块磷养分的吸收之后,表层根系大量增生,且根系的磷养分吸收和干物质积累显著大于其他层次,同时提高根系向地生长速度。