接种土著和外源AM真菌对杜梨抗旱性的影响及其适应机制

【目的】丛枝菌根(AM)真菌可改善植物生长,提高抗环境胁迫能力。筛选对梨苗具有抵御干旱胁迫的AM真菌,为梨菌根化育苗提供理论依据与技术途径。【方法】采用盆栽试验及高通量测序技术,对杜梨苗分别接种梨土著AM真菌层状近明球囊霉(Claroideoglomus lamellosum,Cl)和外源菌株摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)及蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea,Am),探究干旱胁迫下单接种土著、外源菌株及混合接种(Mix)处理对杜梨幼苗生长的影响,分析干旱0、3和6周Mix处理下根系及根际土AM真菌群落变化。【结果】正常水分和干旱处理下,单接种梨土著菌株Cl、外源菌株Ri及Mix处理均显著提高株高、茎粗、叶面积、叶片相对含水量,干重增加35.26%—52.20%;地上部磷、钾、钙、镁等元素吸收增强,尤其增加磷的吸收,菌根磷吸收效应最高达1.0以上,而单接种外源菌株Am效果次之,正常供水条件下Fm抑制杜梨幼苗生长。回归性分析表明,菌根生长效应和元素吸收随侵染强度的增加而增加。干旱胁迫下,接种AM真菌显著降低杜梨幼苗叶片丙二醛含量,抗氧化酶活性和脯氨酸含量均有不同程度提高。测序结果显示,与正常水分相比,干旱胁迫下杜梨幼苗根系及根际土AM真菌群落结构发生显著改变,其中外源菌株Ri均占主导,Cl、Am丰度次之,Fm丰度最低,且随干旱胁迫程度增加,根内Ri的丰度显著上升。【结论】接种不同AM真菌对杜梨幼苗具有不同的生长效应,其中梨土著菌株Cl和外源菌株Ri表现出较强的促生和抗旱能力。AM真菌群落中Ri丰度的提高是杜梨幼苗适应干旱胁迫的重要途径。

磷肥施用对水稻生长和磷素吸收的影响

采用田间微区试验研究不同磷肥的施用位置和类型对姜堰、广德两地水稻生长、磷素吸收以及施肥后地表水磷浓度的影响,为水稻根区施磷提供科学依据。磷肥种类为磷酸二氢钙(MCP)和磷酸氢二铵(DAP),施用方式有:1表面撒施;2偏3 cm,深5 cm穴施;3偏12 cm,深5 cm穴施。结果显示施磷对两地水稻均无显著增产,姜堰地区水稻产量显著高于广德。不同施磷位置对水稻吸磷量有显著影响,姜堰、广德两地MCP偏3 cm处理的水稻总吸磷量较MCP偏12 cm处理分别高13%和12%,且DAP偏12 cm处理的水稻总吸磷量显著高于MCP偏12 cm处理,两地增幅分别达到12%和16%,磷肥撒施虽然在水稻分蘖期有较高的吸磷量,但在水稻成熟期不如磷肥偏3 cm穴施。施肥第10天的地表水总磷浓度以磷肥表面撒施处理较高,比磷肥穴施处理分别高245%(姜堰)和94%(广德)。以上结果表明:1适当位置的磷肥穴施不但能够促进水稻对磷的吸收,还能有效缓解径流排水造成的磷流失;2磷酸氢二铵的磷肥适宜施用距离范围较磷酸二氢钙远。

生物有机肥配施硅钾钙改良剂对酸性红壤梨园土壤肥力及产量的影响

[目的]为探究生物有机肥或配施硅钾钙改良剂对酸性红壤梨园土壤肥力和产量的影响,连续3季开展生物有机肥及其配施硅钾钙改良剂试验,研究梨园土壤养分含量、微生物量和土壤酶活性的变化,为酸性梨园土壤合理施用生物有机肥和改良剂提供理论依据。[方法]以当地习惯施肥为对照(CK),设置习惯施肥配施硅钾钙改良剂(CK+SOA)、仅施生物有机肥(BIO)、生物有机肥配施硅钾钙改良剂(BIO+SOA)4个处理,测定不同处理土壤pH值、养分含量、微生物活性和产量及经济效益的变化。[结果]BIO和BIO+SOA处理土壤pH值和土壤有机质(SOM)含量增加,而铵态氮、硝态氮和速效磷含量降低。BIO+SOA处理梨树根际土壤微生物量碳和微生物量氮较CK分别增加87.8%和110.1%(P<0.05)。与CK相比,BIO处理显著提高根际土壤纤维二糖水解酶(CBH)和N-乙酰基-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)活性,而BIO+SOA显著提高土体土中的L-亮氨酸氨基肽酶(LAP)和NAG活性(P<0.05)。BIO和BIO+SOA处理梨产量较CK和CK+SOA处理增加56%~85%(P<0.05)。RDA分析表明,不同施肥处理对土壤理化性质的影响可以解释约87%的土壤微生物活性和产量的变化,且SOM含量与LAP、CBH、NAG活性呈正相关,NO-3-N、NH+4-N与酸性磷酸酶(ACP)活性正相关。[结论]生物有机肥及其配施硅钾钙改良剂能够提高土壤pH值,增加有机质含量,活化土壤微生物活性,提高梨产量。

减施化肥配施有机肥对荔枝生长、产量品质及肥料利用率的影响

针对我国荔枝园化肥施用量过高而存在的土壤质量下降、酸碱失衡和产量下降等问题,综合考虑荔枝养分投入量与带走量,研究减施化肥配施有机肥对荔枝生长、产量品质及肥料利用率的影响,旨在为荔枝提质增效提供施肥指导。以妃子笑荔枝为研究对象,设置单施化肥(CF)、减施化肥30%分别配施普通商品有机肥5 kg/株(OF5)和10 kg/株(OF10)、减施化肥30%配施生物有机肥5 kg/株(BIO5)和10 kg/株(BIO10)5个处理,比较不同施肥处理对荔枝生长、养分供应、产量品质、肥料利用率及经济效益的影响。结果表明:化肥减施30%的情况下,配施有机肥未明显减缓荔枝梢期生长;总体来看,在梢期与果实成熟期,各处理间叶片养分含量无显著差异,在二蓬梢期及末次梢期,OF10与BIO5叶片N含量显著高于CF处理;各处理叶片养分含量与变化趋势均符合荔枝生长规律。与CF相比,BIO5、OF10、BIO10处理均显著提高荔枝单株产量;各有机肥处理一定程度提高果实内在品质,可固含量平均增加1.76%~3.22%,可溶性糖和可滴定酸含量平均增加11.96%~21.84%和降低15.38%~35.35%;产量品质综合评价BIO5>BIO10>CF>OF10>OF5。各有机肥处理氮素偏生产力均显著高于化肥处理,BIO5与OF10处理氮、磷、钾肥偏生产力与农学利用率均显著高于其他处理;OF10、BIO5、BIO10均能显著提高荔枝经济效益。综合考虑荔枝生长、果实产量及品质、肥料利用效率以及经济效益,该园区在减少30%化肥养分投入下株施5 kg(2700 kg/hm^(2))生物有机肥处理表现最佳,其次是株施10 kg(5400 kg/hm^(2))普通商品有机肥。

有机无机肥配施对芒果产量与品质及经济效益的影响

[目的]针对海南省中西部芒果园土壤砂性强、有机质含量低和芒果产量低的现状,研究不同用量生物有机肥与普通有机肥对芒果产量和品质及经济效益等的影响,旨在为芒果生产上合理施用有机肥提供理论依据。[方法]以18年生芒果树为研究对象,设置5个施肥处理:以常规施肥(只施化肥,CF)为对照,在此基础上减少33%的化学养分(氮、磷、钾)并配施每株5或15 kg普通羊粪有机肥(OF5、OF15)及促生生物有机肥(BIO5、BIO15),测定芒果产量品质并计算经济效益。[结果]与CF相比,OF15处理芒果产量呈增加趋势,BIO15处理产量显著增加,分别提高了11.63%和25.70%;有机肥处理下芒果果实综合品质高于CF处理,可溶性固形物含量平均增加11.46%~33.15%,维生素C含量平均增加12.53%~13.01%;各处理叶片及花序中营养元素含量均从大到小依次为氮、钾、磷,3个时期不同处理叶片氮、磷、钾含量变化趋势相似,叶片氮含量从梢期到果实成熟期呈增加趋势,花序氮含量略高于同期叶片,叶片磷、钾含量从梢期到果实成熟期呈下降趋势,花序中的磷、钾含量均高于叶片;整体来看,与CF处理相比,羊粪有机肥处理显著提高土壤pH值,各有机肥处理不同程度提高土壤有机质含量,且有机肥处理的土壤有效磷及有效钾含量均高于CF处理;OF15和BIO15处理的经济效益比CF处理分别提高8.39%和16.14%。[结论]综合考虑果实产量及品质、叶片养分、土壤肥力及经济效益,在减少33%化肥养分投入下单株施15 kg生物有机肥处理表现最佳,其次是单株施15 kg普通羊粪有机肥,因此在进行化肥减施时应提高有机肥的用量。

广西百色市芒果树根际土壤丛枝菌根真菌资源初探

为探明广西百色市芒果根际土壤丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌的分布情况,本研究对广西芒果主产区的芒果根际土壤及根系样本进行AM真菌分离,并比较不同施肥制度下芒果根际土壤的AM真菌种类和根系菌根侵染情况。采集5个主施有机肥的芒果园(OT)和5个主施化肥的芒果园(CT)根际土壤,采用湿筛倾析法分离土壤中的AM真菌孢子,通过富集和诱导培养纯化其中的AM真菌,进行分子和形态鉴定。采用墨水醋染色法对根系样本进行染色及内生真菌侵染率的测定。共分离出6种AM真菌,OT处理分离出无梗囊霉属(Acaulospora sp.)1种,近明球囊霉属(Claroideoglomus sp.)1种,类球囊霉属(Paraglomus sp.)1种;CT处理分离出无梗囊霉属2种,近明球囊霉属1种。2种施肥制度分离出的AM真菌种类较少,且分离出的AM真菌种类均较常见,并无特有种。根系染色发现,OT处理菌丝分布较多,AM真菌结构丰富,可明显观察到丛枝和泡囊结构,还发现有少量的深色有隔真菌(dark septate endophytes,DSE);CT处理的菌丝相对较少,泡囊结构和丛枝也较少,DSE相对较多。方差分析结果显示,施肥类型、芒果品种和树龄对AM真菌的根外菌丝、泡囊结构以及孢子密度均有不同程度的影响,其中施用有机肥较化肥对AM真菌的根外菌丝和泡囊结构均有显著的促进作用。综上,本研究筛选所得菌种丰富了我国AM真菌菌种库,并为筛选果树高效AM真菌菌剂奠定物质基础,也为果园管理提供了新方向。

不同裂解温度对梨树枝条生物炭理化性质的影响

[目的]本文旨在研究梨树枝条在不同温度下裂解所得生物炭的理化性质差异,确定适宜的制备生物炭温度范围,为梨树修剪枝条资源化利用提供新的途径。[方法]以粉碎梨树枝条为原料,在惰性气体包围下,在不同裂解温度(300~900℃)下制备生物炭,研究不同裂解温度对生物炭理化性质的影响。[结果]裂解温度由300℃上升到900℃,生物炭产率由61%显著降低到24%(P<0.05),pH值由7.3显著上升到11.7(P<0.05),生物炭中碳含量增加而氮含量显著降低,钾、钙、镁、硼、铁、铜等元素含量均先升高后保持稳定;阳离子交换量随温度的升高先显著下降后保持稳定。红外光谱分析表明随着裂解温度的升高,枝条内O—H和C—H键断裂,形成难降解的芳香烃类物质;扫描电镜分析表明生物炭孔隙度随着裂解温度升高而增加,温度越高,孔数量越多,比表面积越大,700℃下制备的生物炭比表面积相比300℃增加了50%;同时,比表面积及孔体积也随温度的升高而增加,吸附性增强。[结论]制备枝条生物炭时,将裂解温度设置为500~700℃时,元素含量相差不大,微孔和大孔数量基本达到最高水平,吸附性能达到最佳。

有机肥替代部分化肥对芒果丛枝菌根真菌群落的影响

农业生产施肥造成的养分富集会降低丛枝菌根真菌(AMF)的多样性。为了探究有机肥替代部分化肥对AMF的影响,本研究开展两年的芒果田间试验,以单施化肥为对照,设置两种有机肥(普通商品有机肥和生物有机肥)与12%(低)和38%(高)有机肥替代化肥处理,采用高通量测序技术比较不同施肥措施对芒果根内和根际土壤AMF群落特征的影响。结果表明:在总养分投入相当的情况下,有机肥替代部分化肥对芒果产量和品质有一定的改善作用。施用有机肥可以有效增加芒果AMF的物种丰富度,且AMF的多样性与部分果实品质指标呈显著正相关。与单施化肥相比,高有机肥替代比例能够显著改变芒果根内AMF群落,但对根际土壤AMF群落没有显著影响。生物有机肥处理较普通商品有机肥处理能够富集更多的AMF物种,并形成更复杂的AMF共发生网络。综上,高比例有机肥替代化肥能够在改善芒果产量和品质的同时维持AMF的物种多样性,并且有机肥对AMF群落的改变优先在根内发生。

磷肥施用方式及类型对冬小麦产量和磷素吸收的影响

采用田间微区试验研究不同磷肥施用方式和种类对冬小麦生长和当季磷素吸收的影响.磷肥种类为磷酸二氢钙(MCP)和磷酸氢二铵(DAP),施用方式包括表面撒施,种子正下方5 cm条施,种子下方5 cm、偏3 cm条施,种子下方5 cm、偏10 cm条施,种子正下方20%土体混施5种.结果表明:种子正下方5 cm条施对小麦的增产效果最高,其中磷酸二氢钙的产量达到7.63 t·hm^(-2),磷酸氢二铵的产量达到7.99 t·hm^(-2),分别较农民习惯撒施方式增产10.3%和10.7%.在5种施磷方式中,偏10 cm条施的小麦产量最低(6.60~6.77 t·hm^(-2)).种子正下方5 cm条施和20%土体混施处理的小麦总吸磷量均处于较高水平(34.4~35.6kg·hm^(-2)),偏10 cm条施在小麦各生长阶段的吸磷量均显著低于其他施磷方式,但磷酸氢二铵偏10 cm条施的小麦总吸磷量较磷酸二氢钙高11.9%.表明将磷肥近距离集中施用于种子附近为该地区较为合理的施磷方式,在偏远距离条施下磷酸氢二铵对小麦的磷素吸收利用效果优于磷酸二氢钙.

减施化肥配施有机肥对荔枝园土壤微生物区系的影响

有机肥替代部分化肥对荔枝生产有提质增效作用。为进一步探讨荔枝土壤微生物学机制,本试验以19年生“妃子笑”荔枝为对象,以化肥处理(CF)为对照,研究2018—2020连续两年减施化肥(平均减施化肥总养分21.5%)配施羊粪(OF)和配施生物有机肥处理(BIO)对土壤微生物多样性、群落组成及差异微生物等的影响,为荔枝科学施肥提供理论指导。结果表明:与CF相比,连续两年OF和BIO处理均可有效提高荔枝产量和品质,产量平均增幅分别为23.1%和39.0%。土壤有机质含量和pH值均明显提高,土壤有效磷、有效钾、有效钙、有效镁、有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量均有不同程度增加。施用两种有机肥均能提高根际土壤细菌和真菌多样性,对非根际土壤影响不明显,同时改变土壤微生物群落结构,增加拟杆菌门、变形菌门和芽单胞菌门等富营养型细菌类群,减少酸杆菌门、绿弯菌门等贫营养型细菌类群。与CF相比,OF处理下MND1属和BIO处理下TK10属、芽单胞菌属、黄色杆菌属、木霉属、毛匍孢霉属的相对丰度均显著提高,并与产量呈显著正相关关系。综上,在荔枝上连续两年采用有机肥替代部分化肥可有效提高土壤pH值和养分有效性,增加根际土壤微生物丰富度和多样性,改变土壤微生物群落结构,从而形成更有利于产量提高和品质提升的微生物区系。