怀山药连作地土壤元素的变化和连作障碍解决方法研究

测定和分析温县怀山药栽培基地土壤元素随连作年限的变化,分离鉴定怀山药根际土中化感物质的种类和含量,探究引起怀山药连作障碍的主要因素,并考察施用杀线菌肥对山药产量和品质的影响。结果表明:怀山药连作1~4年土壤元素和有机质含量先增多后减少,以连作2年最高,连作使土壤氮、磷、钾比例失调,Cu、Cd、Cr、Ni、Pb在土壤表层富集,土壤pH减小。随着生长期的延长,土壤中全磷、重金属、Na含量降低,全钾、Ca增多,Mg和有机质变化不明显;应用GC-MS和HPLC在山药根际土中共鉴定出11种化感物质。施用杀线菌肥可有效缓解山药连作障碍,达到增产提质防病害的功效,以3000 kg/hm^(2)效果最优,比对照增产26.83%,根长增加35.26%,畸形率降低82.43%;3000、6000和9000 kg/hm^(2)施肥量使山药增粗10.00%~15.00%,根际线虫分别比对照减少了82.80%、73.12%和52.69%。

高邮市稻麦周年优质丰产绿色高效技术

近年来,江苏省高邮市实施了“稻麦周年优质丰产绿色高效技术集成创新与示范”项目,提高了稻麦周年生产的效益。为进一步促进稻麦周年优质丰产绿色高效技术在高邮市的推广应用,在介绍高邮市稻麦周年优质丰产绿色高效技术应用成效的基础上,在选择适宜的播种期和收获期、推广优质高产品种和机械化种植、选择合理的群体起点和茎蘖动态、实施科学的肥料运筹和绿色防治等方面,对稻麦周年优质丰产绿色高效技术进行了总结。

连作对北沙参根系土壤中细菌群落的影响

研究北沙参连作过程中根际土壤细菌群落组成成分、多样性和结构的差异,以探究北沙参连作障碍发生机制。基于IlluminaMiseq高通量测序平台,进行细菌16S rRNA序列V3~V4区的高通量测序,对北沙参栽培过程根际土壤细菌群落组成成分、结构差异等进行分析和表型预测。结果表明,门水平上优势菌门的细菌在不同茬口的根际土壤中相对丰度差异较大;不同茬口的根际土壤细菌群落相对丰度在属分类水平上优势菌株不同;细菌表型预测分析表明,革兰氏阴性、致病潜力等在重茬中的相对丰度要高于对照和初茬。北沙参连作过程中根际土壤细菌群落组成成分、结构相似性及多样性呈渐次变化趋势,根系土壤的细菌物种连续积累和消减,形成特定的细菌群落,是形成北沙参连作障碍的主要原因之一。

连作对植烟土壤微生物群落与环境因子的影响及相关性分析

为探究连作对植烟土壤微生物群落和土壤环境因子的影响及其相互作用,对连作和轮作植烟土壤进行16S rRNA高通量测序,并对土壤理化性质、酶活性、酚酸类物质等环境因子进行测定。结果表明,连作植烟土壤中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、水恒杆菌属(Mizugakiibacter)、橙色出芽单胞菌属(Gemmatimonas)、人参土黄菌属(Flavisolibacter)相对丰度增加,细菌生态网络复杂度降低;速效钾、有效磷含量增加,水解性氮、硝态氮含量降低,转化酶活性降低,酚酸物质积累。Pearson相关性分析表明,土壤速效钾、有效磷、水解性氮、硝态氮和转化酶以及酚酸等环境因子与鞘氨醇单胞菌属、水恒杆菌属、橙色出芽单胞菌属、人参土黄菌属呈显著相关。可见,连作导致植烟土壤养分失衡,影响土壤微生物群落结构,此结论可为烤烟连作障碍研究提供理论依据。

大豆谷胱甘肽还原酶基因的扩增及连作胁迫应答

利用数据库Phytozome获得大豆胱甘肽还原酶(Glutathione reductase,GR)基因4个成员的编码序列(Coding sequence,CDS)序列,以大豆叶片和根中RNA为模板,经RT-PCR扩增获得Glyma10g03740和Glyma02g16010基因,二者大小均为1638 bp,基因结构相似;获得Glyma16g27210和Glyma02g08180基因,二者结构相似,基因大小均为1506 bp。系统进化分析显示,Glyma10g03740/Glyma02g16010和Glyma16g27210/Glyma02g08180蛋白聚类于不同分支,但分别都与豇豆、尖叶菜豆和芸豆亲缘关系最近。4个成员的结构域相同,均含有FAD/NAD-binding_dom结构域和Pyr_nucl-dis_OxRdtase_dimer结构域。三级结构显示Glyma16g27210和Glyma02g08180构象相似,Glyma10g03740和Glyma02g16010构象相似,4个蛋白均以二聚体结构存在,互作蛋白完全相同,包括2个硫氧还蛋白还原酶和8个硫氧还蛋白。RT-qPCR方法分析GRs基因对连作逆境的响应,结果显示,在连作胁迫下,敏感品种HF55的GRs基因表达在根中启动较早(出苗后15 d内),而叶片中启动较晚,出苗后45 d时表达仍呈上升趋势;对于抗性品种KX8,根和叶片中GRs基因各成员均在出苗后15~45 d表达量达到最高,30 d时根中GRs基因总表达量增加达19.03倍,叶片中GRs基因总表达量增加2.50倍。

设施土壤连作障碍分阶段生态修复路径探讨

随着设施农业的迅速发展,集约化栽培引发的设施土壤养分失衡、板结酸化、次生盐渍化、重金属积累等一系列土壤质量退化问题已成为制约我国设施农业发展的重要因素。微生物在其中起到了重要的作用,一定程度上,设施农业集约化栽培引发的设施土壤退化问题也是土壤微生物退化问题。基于此,笔者充分考虑各项措施对微生物的影响,分情况和阶段提出快速治标、慢调治本和预防为主的土壤治理思路,并制定连作障碍治理技术集成路线,以更加系统的、全面的角度,试图从源头上长效解决连作障碍问题。

连作年限对植烟土壤养分和微生物量及胞外酶化学计量特征的影响

【目的】研究烤烟不同连作年限对云南典型砂质红壤微生物量和胞外酶活性化学计量特征的影响,结合土壤理化性状探究其相关机制,为缓解烟草连作障碍提供理论参考。【方法】以连作1、2、4、6和9 a的植烟砂质红壤为研究对象,测定其土壤理化性状、微生物量碳、微生物量氮和微生物量磷以及土壤碳、氮、磷营养元素循环相关的土壤胞外酶活性。运用生态化学计量学和冗余分析(redundancy analysis,RDA)对土壤肥力属性与土壤胞外酶活性的关系进行分析。【结果】(1)随着连作年限的增加,土壤有机碳、全氮、全磷、铵态氮和硝态氮含量均呈先降低后升高的变化趋势,且以连作4 a时最低。(2)连作土壤pH值为5.68~6.43;在连作1~6 a范围内,随着连作年限的增加土壤pH值呈下降趋势,连作9 a时土壤pH值升高。(3)RDA分析表明:土壤有机碳含量、全磷含量和pH值与土壤胞外酶活性显著相关。土壤胞外酶化学计量分析表明:连作1、2和6 a时,土壤中微生物受到较强的碳源限制;而所有连作年限的土壤中微生物都受到氮源限制。【结论】烤烟连作4 a后,土壤pH值以及碳、氮、磷元素发生显著变化,且与土壤氮循环相关的土壤胞外酶活性增强,将土壤中的有机氮转化为无机氮以保持土壤氮的平衡。

生物炭对连作障碍影响的研究进展

为改善连作土壤障碍,多种活性物质被应用于连作土壤中,其中生物炭因其孔隙结构丰富、含碳率高、理化性质稳定、比表面积大等特点在培肥改土、提高土壤生产力、改善土壤结构等方面取得了一系列研究成果。本文从生物炭的概念及特点、连作障碍发生的原因、生物炭对连作土壤理化性质及微生物的影响效果等方面展开综述,对生物炭施用缓解土壤连作障的效果做出总结,并对生物炭在今后的土壤理化性质改良等方面的研究进行展望。

设施农业生产中土壤连作障碍修复技术

近年来,在农业生产供给侧改革政策的推动下,交城县设施蔬菜产业发展迅速。文章介绍了交城县大棚蔬菜土壤连作障碍的发生原因,如土壤养分失衡、土壤盐碱化、自毒物质产生等,提出了合理运筹水肥、选择抗性好的品种、合理轮作换茬、土壤消毒等防治措施,以期为解决交城县大棚蔬菜土壤连作障碍提供参考。

连作花生田主要微生物类群与土壤酶活性变化及其交互作用

通过连续 5年盆栽试验 ,研究了花生不同连作年限对植株生育、土壤及根际微生物主要类群和主要土壤酶活性的影响及其相互关系。结果表明 :花生连作 ,主茎变矮 ,单株结果数减少 ,荚果变小 ,总生物产量和荚果产量降低。随着连作年限的增加 ,土壤和根际的真菌数量显著增加 ,细菌和放线菌数量显著减少。土壤中碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性逐年降低。土壤及花针期根际真菌显著抑制碱性磷酸酶活性 ;土壤细菌、土壤放线菌及成熟期根际细菌显著促进碱性磷酸酶活性 ;花针期根际真菌显著抑制蔗糖酶和脲酶活性 ,土壤细菌显著促进蔗糖酶活性 ,土壤细菌、成熟期根际放线菌显著促进脲酶活性。

连作对设施黄瓜产量和品质及土壤酶活性的影响

【目的】揭示黄瓜产生连作障碍的机理,为设施蔬菜的可持续发展和减轻连作障碍提供参考依据。【方法】在日光温室内进行田间试验,以露地玉米地土壤为对照,研究不同连作年限(4,5,8和12年)下黄瓜产量和品质及土壤酶活性的变化。【结果】随着黄瓜连作年限的增加,黄瓜产量、可溶性固形物和维生素C含量均下降,硝酸盐含量上升,土壤呼吸强度降低,土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性均呈先上升后降低的趋势;随着黄瓜生长季节的变化,土壤脲酶活性呈先上升后降低再升高的趋势,土壤蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性和土壤呼吸强度均呈先上升后降低的趋势。【结论】随着连作年限的延长,设施黄瓜的产量和品质均下降,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性均呈先升高后降低的趋势。

兰州百合连作土壤水浸液自毒作用研究

【目的】探讨兰州百合(Lilium davidii var.unicolor salisb)连作土壤水浸液对自身幼苗生长的障碍因素及其作用机制。【方法】设置蒸馏水(CK)及正茬、连作2年、连作4年兰州百合根际土壤水浸液各50,100,200,300 mg/mL,共13个处理,以兰州百合种球为受试对象,测定不同条件下兰州百合幼苗生长、抗氧化酶活性、渗透调节物质及细胞膜透性的变化,并利用GC-MS技术分析各处理土壤中存在的主要自毒物质。【结果】正茬、连作2年及连作4年兰州百合根际土壤水浸液对兰州百合幼苗的生长均存在“低促高抑”现象,且抑制作用随连作年限的延长而增强。随水浸液质量浓度的增加,兰州百合幼苗CAT和SOD活性逐渐升高,POD活性先上升后下降,MDA含量、相对电导率、脯氨酸及可溶性糖含量的变化呈不断上升趋势,当水浸液质量浓度上升至300 mg/mL时,3个处理中各指标的上升或下降程度与对照相比均达显著差异水平(P<0.05)。兰州百合正茬、连作2年及连作4年根际土壤中分别鉴定出9,15和17种化合物,主要包括2,3-丁二醇、1,2,3-三甲苯、邻苯二甲酸二丁酯、对苯二甲酸二辛酯、抗氧剂2246等化合物,其中大部分为自毒物质。【结论】兰州百合正茬、连作2年及连作4年根际土壤水浸液质量浓度达到300 mg/mL时,对其幼苗的生长会产生显著抑制作用。连作土壤中存在的自毒物质可以改变兰州百合植株体内的抗氧化酶活性,破坏细胞膜结构和功能,抑制兰州百合植株的生长,是导致兰州百合连作障碍发生的重要原因之一。

大豆连作土壤pH与土壤酶活性

本文对大豆连作条件下土壤ｐＨ变化对土壤酶活性的影响进行了初步研究，研究结果指出，大豆连作土壤ｐＨ变化与土壤脲酶、转化酶、过氧化氢酶、磷酸酶的酶活性之间存在着显著的正相关，表明大豆连作土壤ｐＨ的变化是影响土壤酶活性的主要因素。

基于TOPSIS-RSR法的三七连作障碍消减效应综合评价

为筛选能有效消减三七连作障碍的技术措施,本研究选择出苗率(反映出苗状况)、存苗率(反映存苗状况)、地上和地下鲜重、干重及总干重(反映生长状况)等8项指标,引入TOPSIS法和RSR法,综合评价了添加土壤改良剂、有机肥、有益微生物等措施及其组合,共67个处理对三七连作障碍的消减效应。评价结果表明:土壤消毒剂+有益微生物+有机肥(WY)及土壤消毒剂+土壤改良剂+有益微生物(WX)等措施均可在一定程度上增加连作三七的出苗率和存苗率,促进三七植株生长,提高干物质积累,较好地消减障碍效应;尤以WY7(4 500 kg·hm-2石灰+22 500 kg·hm-2猪粪)、WY8(4 500 kg·hm-2石灰+450 kg·hm-2金宝贝微生物菌肥)、WX7(4 500 kg·hm-2石灰+4 500 kg·hm-2膨润土)、WX9(4 500 kg·hm-2石灰+675 kg·hm-2肥士特生物菌肥+4 500 kg·hm-2活性炭粉)处理的效果更为理想;TOPSIS法和RSR法均适用于三七连作障碍消减效应评价,且表现出很好的一致性。可以看出,TOPSIS法结合RSR法准确地筛选出了WY7、WX9等能够有效消减三七连作障碍的处理;其他处理排序结果也与盆栽试验结果相吻合,表明TOPSIS法结合RSR法可增加对各处理评价的准确性,适用于三七连作障碍有效消减技术措施的筛选。

作物连作障碍的克服——难解的问题

作物连作是近代商品化生产不得已而为之的生产方式,它会劣化土壤而导致作物生长发育障碍。在土地复种指数高、作物连作严重条件下,作物连作障碍已成为农业可持续发展的重大问题之一。 作物连作障碍是指同一作物或近缘作物连作以后,即使在正常栽培管理的情况下,也会产生产量降低、品质变劣、生育状况变差的现象。

连作对设施栽培番茄生长发育及产量的影响

研究连作对设施番茄生长发育及产量的影响。利用设施番茄长期连作小区试验,研究连作1~7茬番茄植株生长发育、光合作用、果实叶片营养以及产量的变化。随着番茄连作茬数逐年增加,3个时期中设施番茄株高和茎粗,第七茬均显著低于第一茬,分别下降21.43%、11.90%、20.13%和21.30%、19.66%和13.65%;在设施栽培条件下番茄植株的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率没有出现明显的变化趋势;果实和叶片中全钾含量显著降低;番茄产量以第四茬最高,第七茬最低,较第四茬降低15%;随着连作茬数的增加,番茄株高、茎粗、产量以及对钾的吸收均受到显著影响,但番茄经过七茬连作后光合速率尚未受到显著影响。

连作对作物生长发育及品质和产量影响的研究进展

从连作对作物生长发育的影响、连作与作物病虫害发生的关系、连作对作物品质和产量的影响等方面综述了连作对作物的危害,进而提出了消除连作障碍的建议和策略。

根系分泌物的生态效应与作物连作障碍关系研究进展

从导致作物连作障碍的主要因素——土壤理化性质恶化、土壤生物学环境恶化和化感作用出发,简要综述了根系分泌物与这3大因素之间的关系,并对连作障碍的防控措施进行了简述和展望,以期为作物连作障碍研究提供参考。

花生连作障碍发生机理及其缓解对策研究进展

连作障碍严重影响花生的产量与品质,本文根据近年来相关研究,系统综述了花生连作障碍造成的危害、发生机理及其缓解对策。花生连作障碍产生机理的各因素关联研究,将是花生连作障碍研究的热点之一。

大豆连作土壤障碍因素研究——Ⅱ.连作土壤酶活性与肥力因素间的相关性分析

本文在几年试验研究分析的基础上,对大豆连作不同年限不同生育期中脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、转化酶的酶活性与土壤肥力因素之间的相关性进行了研究.分析结果表明,4种酶的酶活性与有机碳、土壤pH值以及4种酶活性之间都存在着显著的正相关.脲酶活性与速效钾呈显著的正相关;与速效磷呈负相关.酸性磷酸酶活性与速效钾呈正相关.过氧化氢酶活性与水解氮呈显著的正相关,与速效钾呈正相关,与速效磷呈显著的负相关.从大豆连作土壤中4种酶活性与土壤肥力因素之间的相关性分析可以看出,土壤的农化性状影响着土壤酶活性的高低,而土壤酶活性的变化也影响着土壤有效肥力的高低,它们之间的关系是相互影响、相互制约的.由此可见,用土壤酶活性来表征土壤生物学活性和土壤有效肥力状况,并根据酶活性评价土壤肥力水平指标是可行的.