不同浓度和表面修饰的聚苯乙烯微塑料对水稻种子萌发、生长和氧化应激的影响

为揭示微塑料对陆生植物的影响,本研究探究了不同表面修饰(原始、羧基化和氨基化)的聚苯乙烯微球(PS、PSC、PSN)暴露下水稻种子萌发、生长和氧化应激状况,暴露浓度分别为0.2、1、5 mg·L^(-1)和30 mg·L^(-1)。结果表明,3种微塑料对水稻种子发芽率和幼苗根质量的抑制程度表现为PSN>PSC>PS,对水稻根系形态(根长、根表面积和根投影面积)的抑制程度总体表现为两种经表面修饰的微球强于原始微球。PS在较低浓度(0.2、1 mg·L^(-1))下通过刺激水稻根部提高抗氧化系统的应激水平,避免了氧化损伤;随着浓度的升高,根部抗氧化防御能力逐渐减弱,在30 mg·L^(-1)时引发了脂质过氧化。两种经表面修饰的微塑料在较低浓度(0.2、1 mg·L^(-1))下即可抑制根部抗氧化系统。PSC仅在最高浓度(30 mg·L^(-1))下诱导了根部氧化损伤,而PSN在1 mg·L^(-1)时就引发了氧化损伤,且随着PSN浓度的升高,氧化损伤进一步加剧。随着微塑料浓度的升高,水稻根表洗脱物明显增多,可能与根部的抗氧化反应有关。最高浓度(30 mg·L^(-1))PSC和PSN的根表洗脱液中可观察到微塑料,根表吸附可能是导致氧化损伤和生长发育受阻的原因。水稻的芽对微塑料的敏感性远低于根部,芽质量和叶绿素含量受到了一定程度的抑制;3种微塑料均在最高浓度(30 mg·L^(-1))时引发了芽的氧化损伤,但各处理组间的差异不大。研究表明,与原始聚苯乙烯微塑料相比,经表面修饰的微塑料,尤其是氨基化微塑料对水稻种子萌发、根系生长和抗氧化系统的负面影响更强。

稻鳝种养模式对土壤氨氧化微生物群落多样性和结构的影响

为深入了解稻鳝种养模式对土壤氮循环关键微生物的影响,本研究采用Illumina MiSeq高通量测序系统,分析了稻鳝种养模式下氨氧化微生物[氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)和完全氨氧化微生物(Comammox)]的群落结构和多样性,以明确该模式对土壤氨氧化微生物群落的影响机制。试验设置两个处理(常规稻田处理和稻鳝种养处理),分别在处理小区的中心区域和沟渠边缘区域取样,即:常规稻田中心区域(CCS)、常规稻田沟渠边缘区域(CMS)、稻鳝种养处理中心区域(ICS)和稻鳝种养处理沟渠边缘区域(IMS)。结果表明:与常规稻田处理相比,稻鳝种养模式显著降低了土壤pH,减少了稻田中心区域和边缘区域间有机质和总氮的含量差异,增加了土壤硝化势;相较于常规稻田处理,稻鳝种养模式显著提高了AOA、Comammox Clade-A和Comammox Clade-B的丰富度,显著降低了AOB的丰富度;同时,IMS显著提高了AOA的群落多样性,但降低了AOB的群落多样性;土壤pH、有机质和速效氮是影响氨氧化微生物的关键环境因子(P<0.05);AOA和Comammox促进了土壤硝化速率,而AOB反之;稻鳝种养模式改变了氨氧化微生物群落的结构,并增强了氨氧化微生物之间的信息交流,使其内部连接更加紧密。研究表明,稻鳝种养模式通过改变土壤环境因子,特别是土壤pH、有机质和速效氮,显著影响了土壤氨氧化微生物群落的组成、结构和多样性,增强了氨氧化微生物之间的相互作用,对土壤氮循环关键微生物产生了重要影响。

崇明岛农林土壤养分分布特征及其影响因素研究

科学评价崇明岛农林土壤养分储存状况,阐述其空间分布特征,对于崇明岛农林生态可持续发展具有重要意义。针对上海崇明岛4种主要农林种植方式(粮田、菜田、果园和生态林)及3种代表性土壤类型(水稻土、潮土和滨海盐土),采集0~20 cm土壤样点100个,分析崇明岛农林土壤养分分布特征及其影响因素。结果表明:崇明岛农林土壤pH均值为7.99,电导率(EC)均值为0.56 mS/cm;有机质平均含量为17.29 g/kg,属于中下水平;全氮平均含量为1.91 g/kg,属于丰富水平;全磷平均含量为1.33g/kg,属于中上水平。崇明岛的农林土壤基本呈碱性,中部的EC较低;土壤有机质含量在南部和中部较高,在东部偏低;全氮含量整体处于较高水平,中部偏高,西部偏低;全磷含量呈现出中部偏高,从南部向东北、东南方向逐步降低的分布格局。不同种植方式下各土壤养分指标均有显著性差异,粮田有机质含量最高,为19.20 g/kg;粮田与菜田全氮含量均较高,分别为2.09、2.17g/kg;土壤EC与全磷含量表现为菜田>果园>粮田>生态林。不同类型土壤的全氮、全磷含量表现为水稻土>潮土>滨海盐土;潮土的有机质含量最高,为18.00 g/kg,EC最低。崇明岛农林土壤养分分布受种植方式的影响显著,选择粮田种植方式有助于崇明岛农林土壤养分提升。

含腐植酸水溶肥对空心菜生长及土壤养分性状的影响

为研究不同含腐植酸水溶肥施用量及施肥方式对空心菜品质、土壤含碳量、养分含量、土壤酶活性的影响,设置8个处理,分别为空白(CK)、常规化肥(CF)、根施腐植酸水溶肥全量替代(RT_(1))、根施腐植酸水溶肥50%替代(RT_(0.5))、根施腐植酸水溶肥25%替代(RT_(0.25))、叶施腐植酸水溶肥全量替代(LT_(1))、叶施腐植酸水溶肥50%替代(LT_(0.5))、叶施腐植酸水溶肥25%替代(LT_(0.25)),测定收获后土壤理化性质以及空心菜产量品质指标,采用主成分分析法对施肥效果进行综合评价。结果表明,RT_(1)较CF产量、土壤有机碳(SOC)含量和可溶性固形物含量分别提升了11.5%、8.7%和8.8%;LT_(1)较CF可溶性固形物、粗蛋白和维生素C含量分别提升了17.6%、15.5%和11.0%,但产量和土壤SOC含量分别下降了2.9%和11.3%。空心菜产量与土壤速效氮和SOC含量呈显著正相关(P<0.05),与pH和速效钾、速效磷含量呈显著负相关(P<0.05),表明速效氮养分和有机质的添加对于促进空心菜的生长和增加产量起重要作用。根据主成分分析结果,施加含腐植酸水溶肥有利于高品质蔬菜生产及提高土壤质量,根部施用全量含腐植酸水溶肥替代化肥(RT_(1))效果最佳。研究结果可为提高作物产量品质和土壤质量,实现化肥减施并增加土壤固碳能力提供参考。

γ-聚谷氨酸生物有机肥制备及其对土壤营养和青菜品质的影响

为提高农业资源利用价值,发展可持续农业,本研究基于产γ-聚谷氨酸的枯草芽孢杆菌A-5制备一种γ-聚谷氨酸生物有机肥。制备过程为:(1)将秸秆风干粉碎后与畜禽粪便、豆粕、味精废液混匀,得到发酵基质,所述畜禽粪便、秸秆、豆粕和味精废液的质量比为4~8∶4~8∶1~4∶0~1;(2)将枯草芽孢杆菌A-5种子接种液接入所述发酵基质中,混匀发酵,得到所述γ-聚谷氨酸生物有机肥。采用大田小区试验研究其对小青菜的促生作用及在降低作物热害中的应用。结果显示,本研究的γ-聚谷氨酸生物有机肥利用农业废弃物作为发酵基质,成本低廉,能够促进作物养分吸收、增产提质、改善土壤理化性质,并提高作物的对高温天气的抗逆性。

不同稻田冬茬绿肥对土壤养分、酶活性和微生物数量的影响

本研究通过分析上海青浦地区不同稻田冬茬绿肥翻压后的土壤养分性质、酶活性和微生物数量等指标,采用灰色关联度分析,综合筛选出最有利于土壤培肥的、适宜当地种植的稻田冬茬绿肥轮作模式。本试验设置3个稻田冬茬绿肥处理:紫云英处理(ZY)、蚕豆处理(CD)、油菜处理(YC)。结果表明:(1)不同绿肥轮作模式对于土壤pH、土壤全氮和全磷含量影响均未达到显著性水平,CD和ZY处理土壤全钾含量无显著差异,但均显著高于YC处理;土壤有机质含量顺序为CD>YC>ZY;ZY处理土壤有效磷含量比CD和YC分别高出12.60%和28.70%,YC处理则速效氮和有效钾含量均为最高水平。(2)各绿肥处理的过氧化氢酶和纤维素酶活性无显著性差异,CD处理和YC处理下土壤脲酶活性均显著高于ZY处理,CD处理土壤蔗糖酶活性分别比ZY和YC高出22.10%和55.17%。(3)CD处理土壤细菌、真菌和放线菌数量均处于最高水平,均显著高于ZY处理。(4)绿肥产量与土壤有机质含量、土壤脲酶活性、土壤真菌数量和放线菌数量均呈现显著正相关,其中与土壤脲酶活性的相关性较高(P<0.001);水稻产量与土壤有机质含量和土壤放线菌数量存在显著正相关(P<0.01)。(5)采用灰色关联度分析对16个指标进行综合评价,加权关联度顺序为CD>YC>ZY。综合比较,水稻蚕豆轮作是最适宜试验地区的稻田冬茬绿肥轮作模式。

菜鳝种养模式对作物产量和土壤肥力的影响

为探明菜鳝种养模式和肥料类型对作物产量、土壤养分含量的影响,分别设置菜鳝种养模式与传统种植模式,对比分析了不同时期(花菜收获期和芋艿收获期)的作物产量、不同区域(菜田中心表层、沟渠侧面、沟渠底部)的土壤养分含量。结果表明:在花菜、芋艿收获期,与普通菜田常规施肥处理相比,在菜鳝种养模式中施用有机肥或混施有机肥和无机肥有助于提高作物产量、土壤有机质和全磷含量;在花菜收获期,普通菜田常规施肥处理的中心表层、沟渠侧面土壤的速效磷含量较高,而在芋艿收获期,种养菜田有机肥-无机肥混施处理的中心表层、沟渠侧面土壤的速效磷含量较高;单独施用无机肥可能会增加土壤速效氮流失的风险。综上所述,在菜鳝种养模式中混施有机肥和无机肥更有助于作物增产和土壤养分储存。

环境友好型中药肥对水稻产量品质及病虫害防治效果的影响研究

为探寻环境友好型中药肥在水稻生产上的减施增效效果,采用大田试验,选择5个水稻品种为研究对象,研究了中药肥处理(相比常规化学农药减量20%)下水稻品种生育进程、产量及相关农艺性状、稻米品质性状和病虫防治表现。结果表明,与对照相比,中药肥可以显著缩短水稻的生育进程,增加颖花数、每穗总粒数和千粒重,提高水稻产量3.8%~6.7%;中药肥处理下各品种整精米率提升1.4%~7.3%,垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量分别降低13.2%~62.2%、11.6%~59.5%和1.0%~6.5%;中药肥处理下各品种稻瘟病发病率降低0.9%~17.7%,稻蓟马和稻纵卷叶螟防效则分别提高2.2%~15.8%和1.0%~8.2%。

γ-聚谷氨酸发酵液对小白菜生长及氮磷肥料利用率的影响

对比研究γ-聚谷氨酸(纯品)和发酵液作为微生物肥料,对蔬菜生长和养分利用的影响,为化肥减施和可持续农业的发展提供依据。以小白菜作为研究对象,利用筛选的γ-聚谷氨酸高产菌A-5及其发酵产物,开展盆栽试验。测定了γ-聚谷氨酸和γ-聚谷氨酸发酵液对小白菜品质、土壤理化性质和土壤酶活性的影响,并计算肥料表观利用效率和经济效益。结果显示,Bacillus subtilis sp.A-5所生产的γ-聚谷氨酸和γ-聚谷氨酸发酵液均具有较好的促生增效效果;与减30%氮肥处理相比,γ-聚谷氨酸和γ-聚谷氨酸发酵液处理分别使小白菜产量增加20.19%和37.63%,后者促生效果更佳。在含有大量活性生产菌株的γ-聚谷氨酸发酵液处理下,N/P当季肥料利用率显著高于其他处理,较γ-聚谷氨酸具有更高的经济效益。综上所述,Bacillus subtilis sp.A-5所产γ-聚谷氨酸发酵液对促进小白菜生长和提高肥料利用效率有显著效果,具有较好的应用前景,可为其在农业中的应用提供理论依据。

秸秆促腐菌剂对稻麦轮作土壤养分变化特征的影响

采用大田小区的试验方式,通过分析常规施肥+秸秆还田(CK)和常规施肥+秸秆还田+秸秆促腐菌剂(IT)两个处理土壤团聚体、理化性质和酶活性以及phoD微生物群落结构和多样性,研究稻麦轮作秸秆还田条件下秸秆促腐菌剂配施对土壤养分变化特征及解磷菌微生物多样性的影响。结果表明,促腐菌剂处理秸秆腐解率显著提升42.1%,土壤团聚体水稳定性显著增加,土壤平均重量直径(MWD)显著提升46.7%,大团聚体数量(R0.25)和几何平均直径(GMD)分别增加62.5%和22.2%,但无显著差异。促腐菌处理土壤有机质、速效氮和速效磷含量以及土壤碱性磷酸酶活性分别提高11.8%、59.8%、62.6%和33.8%,但土壤pH、EC以及腐殖酸、全量氮磷钾和速效钾含量等无显著差异。促腐菌处理小麦产量增加不显著,而籽粒全磷含量较CK显著提升28.1%。基于phoD基因的微生物群落对比分析,IT处理显著增加了phoD微生物群落物种数量,同时显著改变phoD微生物群落结构,但两个处理phoD微生物群落多样性指数无显著差异。冗余分析(RDA)结果显示,phoD微生物群落结构与pH、速效氮和MWD均呈显著相关。添加秸秆促腐菌剂有助于改善土壤结构,增加土壤有效磷含量和优化土壤phoD微生物群落结构,从而有效改善农田土壤磷养分的供应效率。

微纳米塑料对陆生植物的影响研究进展

当前有关微纳米塑料生物效应的研究主要集中在海洋和淡水水生生物中,其对陆生植物影响的研究在近几年才陆续展开。本文主要从微纳米塑料的植物吸收传输和分布、微纳米塑料对植物不同生物学水平的毒性效应,以及微纳米塑料与其他污染物共存时对植物的联合毒性效应进行综述,并对未来微纳米塑料对植物的毒性效应研究方向提出展望。

化感物质抑制连作黄瓜生长的作用机理

苯丙烯酸、对羟基苯甲酸为黄瓜根系分泌物中的主要化感物质组分。通过模拟根系分泌物中的化感物质进行土培和水培试验,证明苯丙烯酸、对羟基苯甲酸对连作黄瓜根系生长有明显的抑制作用。在50～250μmol/L浓度范围内,随处理浓度的加大,抑制根系对K+、NO3、H2PO4吸收的作用显著,养分外渗速率加快,组织外渗相对电导率逐渐提高。苯丙烯酸、对羟基苯甲酸强烈地抑制黄瓜根系脱氢酶、根系结合ATP酶、硝酸还原酶、超氧化物歧化酶的活性,随理浓度的增大抑制作用增强。

黄瓜连作对土壤理化性状及生物活性的影响研究

盆栽与田间试验研究黄瓜连作对土壤理化性状及生物活性的影响结果表明,黄瓜连作后土壤次生盐渍化加重,P过剩,K则消耗过多,造成养分不平衡;土壤微生物区系改变,微生物由“细菌型”土壤向“真菌型”土壤转化,土传病虫害加重,线虫密度高达4.38条/g土。

有机肥减轻连作黄瓜自毒作用的机制

黄瓜根系分泌物中的自毒化合物苯丙烯酸对连作黄瓜生长有明显的抑制作用 ,随处理浓度的增大抑制作用增强。有机肥能减轻苯丙烯酸对连作黄瓜生长的抑制 ,促进黄瓜的生长 ,提高黄瓜根系脱氢酶活性、根系ATP酶活性 ,促进黄瓜根系对养分的吸收 ,提高连作黄瓜土壤微生物活性 ,对减轻黄瓜由于自毒作用产生的连作障碍具有一定效果。

酚酸化合物对土壤酶活性和土壤养分的影响

研究了酚酸化合物对连作西瓜土壤酶活性和土壤养分的影响。结果表明,添加外源酚酸入土刺激了土壤酶活性,土壤过氧化氢酶活性、脲酶活性均比对照提高,土壤呼吸强度增加,施入酚酸化合物2周时,500 mg/kg浓度的苯丙烯酸和对羟基苯甲酸土壤呼吸强度分别比同期对照增加了22.5%和20.0%;处理4周时,750 mg/kg浓度的苯丙烯酸和对羟基苯甲酸脲酶活性分别比对照提高了34.4%和29.0%。苯丙烯酸和对羟基苯甲酸类酚酸化合物降低了土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量,有机质含量也降低,250 mg/kg苯丙烯酸处理2周时,碱解氮、速效钾、速效磷和有机质含量分别比对照降低了9.6%,18.4%,20.7%和11.0%。

嫁接减轻设施黄瓜连作障碍机制初探

本试验采用云南黑子南瓜做砧木与丰产型黄瓜做接穗进行嫁接 ,试验结果表明 ,嫁接植株能促进连作黄瓜的生长 ,减轻黄瓜根结线虫病害 ,促进连作黄瓜根系对土壤养分的吸收 ,使黄瓜根际土壤电导率降低 ,减轻了由于土壤次生盐渍化所造成的盐害 ,提高黄瓜根际土壤微生物活性 ,对减轻黄瓜连作障碍 ,提高连作黄瓜的产量 。

生物有机肥对连作西瓜土壤酶活性和呼吸强度的影响

研究了生物有机肥对连作西瓜土壤酶和呼吸强度的影响,结果表明:施用生物有机肥对土壤酶影响不同,施肥处理2周时土壤过氧化氢酶活性均比对照低,刺激了土壤脲酶活性,有机肥处理提高了土壤呼吸强度,但随处理时间的延长,并不能长期维持下去,土壤脲酶活性和呼吸强度都有下降趋势,有机肥V施用后连作西瓜枯萎病发病率有增加趋势,有机肥II防治效果较好。

有机肥对连作西瓜生长和土壤微生物区系的影响

在产生西瓜连作障碍土壤上增施有机肥,促进了连作西瓜生长,显著提高了西瓜根系活性,西瓜总根长、根表面积增大,改善了连作西瓜土壤中微生物的数量和区系,细菌和放线菌数量增加显著。4种有机肥料相比,3号、4号肥料优于1号、2号肥料。

外源苯丙烯酸抑制连作黄瓜生长的机制初探

模拟黄瓜根系分泌物苯丙烯酸 ,外加于已连续种植 5茬黄瓜的土壤中 ,种植黄瓜。结果表明 ,苯丙烯酸用量自 5 0mg·kg-1(土 )处理开始 ,黄瓜生长、根系脱氢酶活性、ATPase活性 ,土壤微生物活性和养分吸收均受到明显抑制 ,且随用量的增加而抑制作用增强。

设施西瓜连作障碍因子

对上海市设施西瓜连作障碍因子进行了分析研究,初步研究结果表明制约上海市西瓜连作的障碍因子为镰刀菌引起的枯萎病害,随西瓜连作年限的延长,土壤中病原菌尖孢镰刀菌数量随着增加,土壤中病原菌数量与发病率有明显的正相关;土壤次生盐渍化严重,养分失衡,磷偏低,钾丰富;西瓜残体根、茎、叶水浸提液对西瓜种子萌发及胚根生长有抑制作用,随浸提液浓度的增加抑制作用加强。