不同轮作模式对稻田土壤肥力和微生物群落结构的影响

为了探索不同水稻轮作模式对稻田土壤微生物群落结构的影响,以及与土壤养分供给的关系,本研究采用高通量测序技术对3种不同轮作模式下(水稻-小麦轮作、水稻-紫云英轮作、水稻-休耕)土壤细菌和真菌的群落结构变化进行分析,并进一步探讨了微生物群落结构与土壤养分含量之间的相互关系。结果表明:水稻-紫云英轮作模式能够明显改善稻田土壤的综合肥力,紫云英连续翻压还田后显著提高了土壤中总氮(TN)和有效氮(AN)的含量。土壤微生物群落结构方面,不同种植模式对细菌群落结构的影响大于真菌。水稻-紫云英轮作模式中优势菌群如酸杆菌门(Acidobacteriota)和子囊菌门(Ascomycota)等的富集有助于促进土壤生态系统的养分循环与生态健康。不同种植模式条件下土壤养分的变化如TN、AN、总钾(TK)及速效钾(AK)等可能是导致土壤细菌和真菌群落结构发生变化的主要驱动因素。稻田土壤中细菌群落结构对于土壤养分变化的敏感性要高于真菌。综合来看,水稻-紫云英轮作模式是更加适合水稻生态可持续栽培的种植模式,能够明显改善稻田土壤的综合肥力和土壤微生态环境。

有机肥施用方式对柑橘园土壤肥力和柑橘养分、品质的影响

为提高上海崇明柑橘的品质和产量,研究了不同有机肥施肥量和施肥深度对柑橘园土壤肥力和柑橘养分、品质的影响。结果表明:与未施有机肥处理相比,施用有机肥可以不同程度地增加土壤中速效N、有效P和有效K的含量,最好的处理分别高出对照20.9%、24.9%和44.4%;并能提高土壤有机质的含量,最好的处理高出对照16.2%;同时减小土壤容重,降低土壤的pH,从而提高土壤肥力;施用有机肥可以增加土壤中微生物的数量,并且能提高柑橘叶片中全氮和全钾的含量,改善柑橘果实品质。

有机肥与微生物肥配施对柑橘土壤肥力及叶片养分的影响

为解决上海崇明柑橘黄化、树体弱和产量下降等问题,对其配施有机肥与微生物肥,研究不同有机肥施肥量和施肥深度对柑橘园土壤肥力和柑橘养分、品质的影响。结果表明:与对照处理相比,混施有机肥与微生物肥可以不同程度地增加土壤中速效N、有效P和有效K的含量,最好的处理分别高出对照6.4%、24.7%和24.9%;并能提高土壤有机质的含量,其中混施40kg有机肥与微生物肥的处理效果最好,高出对照15.6%,从而提高土壤肥力;混施有机肥与微生物肥料可以不同程度地增加土壤微生物的数量,并且能提高土壤中速效微量元素的含量及柑橘叶片中全氮和全钾及微量元素铜、锌、铁与镁的含量。

木霉T68对植物病原菌的拮抗作用及对绿豆插条不定根发生的影响

采用平板对峙培养及显微观察等方法,研究了木霉菌株T68对4种常见植物病原真菌的拮抗作用;此外通过绿豆插条不定根发生试验,探讨了木霉T68发酵液对植物的促生作用。结果表明,木霉菌株T68对西瓜蔓枯病菌(Didymella bryoniae)A、西瓜蔓枯病菌(D.bryoniae)B、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)S-S和番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)B+1都有明显的拮抗作用;同时,木霉发酵液T68对绿豆插条不定根的发生具有促进作用,与对照(CK)相比,经木霉发酵液处理的绿豆插条不定根提早2d出现,并且在根数、根长及根生物量等方面都优于CK,其中稀释100倍发酵液的根促效果最佳。

上海郊区不同种植区域桃园土壤养分特征研究

土壤养分状况是影响作物生长的关键因素,采用ASI土壤养分状况系统研究法,分析上海不同种植区域桃园土壤的养分特征和差异,以期为桃园中养分的科学管理提供参考。结果表明:不同种植区域桃园土壤中养分含量存在显著差异,其中,浦东区的土壤有效磷和速效钾含量均显著高于其他种植区。在土壤中微量元素和有机质含量方面,则是金山区普遍高于其他种植区。根据ASI法养分分级标准,上海各种植区桃园的土壤养分含量普遍处于高或极高水平,各桃园应根据当前养分状况适当降低施肥量、调整有机肥施用比例,从而实现土壤养分的平衡供给与高效利用。采用ASI法进行土壤营养诊断并进行按需施肥是实现桃园养分科学管理的有效手段。

一种利用农业废弃物发酵进行设施大棚CO_2施肥的新技术可行性分析

近年来,我国农业生产发展迅速,如何对农业生产过程中产生的农业废弃物进行循环综合利用是一个亟需解决的问题。为验证利用农业废弃物发酵进行设施大棚CO_2施肥是否是一条理想的农业废弃物利用途径,现对利用农业废弃物发酵进行设施大棚CO_2施肥的意义和优势进行阐述,对该技术的难点和研究进展进行介绍,并对此新技术在青海省果洛州日光温室生产中的应用情况进行总结。

水稻秸秆生物质炭输入对桃园土壤氮素淋失的抑制作用

添加不同质量比例的水稻秸秆生物质炭(0、1%、2%、4%、8%)于桃园土壤中,采用室内土柱模拟淋溶方法探讨生物质炭对桃园土壤淋溶液体积、pH、电导率以及NH+4-N和NO-3-N淋失量的影响。结果表明:水稻秸秆生物质炭能够减少桃园土壤淋溶液的体积,提高其保水能力,并且可以不同程度地提高桃园土壤淋溶液的pH和电导率。水稻秸秆生物质炭添加量2%(T2)的处理显著减少了土壤NH+4-N和NO-3-N的淋失量,比对照分别减少11.9%和24.6%;添加量4%(T3)处理的NH+4-N淋失量比对照高出96.3%;添加量8%(T4)处理的土壤NO-3-N淋失量比对照高出10.4%。总的来说,桃园土壤施入2%的水稻秸秆生物质炭能减少氮素淋失,而过量施用生物质炭将增加氮素淋失,不利于土壤氮素的保持。

种植年限对设施芦笋土壤理化性状、微生物及酶活性的影响

为探讨芦笋设施栽培对土壤养分和环境的影响,本文研究了不同种植年限大棚土壤速效养分、理化性状、微生物区系及土壤酶活性的差异变化,并对种植年限与土壤理化性状、养分因子、生物活性间的相关性进行了统计分析。结果显示,随种植年限增加,土壤速效氮、速效钾和有机质含量持续增加,其中速效钾含量增长迅速,种植3年后,速效钾由120 mg/kg迅速上升至500～600 mg/kg;土壤持续酸化,次生盐渍化逐渐加重;芦笋设施栽培后,细菌种群数量减少,真菌数量增加,细菌与真菌数量比降低,土壤由细菌型向真菌型转化;随种植年限增加,土壤微生物代谢类群多样性减少,呼吸强度和过氧化氢酶活性持续降低,二者降低趋势与种植年限呈显著负相关。这说明芦笋设施种植后,其大量施肥和密闭性管理措施使土壤养分快速累积,土壤在耕作3年时就出现了酸化和次生盐渍化状况,微生态平衡遭到破坏,存在一定的风险,应提倡合理施肥以保证设施栽培土壤的可持续性利用。

盐胁迫对蔬菜地土壤微生物及土壤酶活的毒害效应

采用外源投加盐分培养室模拟方法,研究了不同强度盐胁迫对蔬菜地土壤微生物和土壤酶的生态毒理效应。结果表明,在盐胁迫试验强度条件下,蔬菜地土壤细菌种群遭遇盐胁迫后,生长受抑、数量减少,放线菌种群抗逆性强、数量上升,土壤真菌种群数量因细菌种群数量的减少而出现暂时性增长现象,但随胁迫时间延长也呈现毒害效应,数量下降,且低于对照;盐胁迫造成土壤微生物优势种群演替和微生态失衡,细菌比例降低,真菌比例上升;盐胁迫明显抑制土壤脲酶和蛋白酶活性,抑制程度与外加盐量呈正比,即盐胁迫强度越大,土壤蛋白酶和脲酶活性越低;而土壤转化酶和过氧化氢酶的活性在低盐胁迫强度(外加盐量为1g·kg-1)时略高于对照组,但随盐胁迫强度的加重,转化酶和过氧化氢酶活性相应降低,盐含量越高,酶活性越低;土壤盐胁迫强度与土壤脲酶、蛋白酶、转化酶和过氧化氢酶活性均呈高度线性负相关,其中蛋白酶和转化酶与盐胁迫程度的相关性高且稳定,0.930≤r≤0.993。

养殖废水中异养硝化细菌的分离筛选和鉴定

为了获得脱氮功能强的异养硝化菌株用于养殖废水的脱氮处理,通过富集、分离和纯化等步骤,并结合格利斯试剂检验菌株硝化能力的方法,从某养猪场污水处理池污泥中分离筛选了4株具异养硝化功能的菌株,分别标号为79、84、L116、L117,通过16SrDNA序列分析和美国全自动微生物分析仪Biolog鉴定,4株菌均为粪产碱杆菌(Alcaligenesfaecalis),并验证了这4株菌的硝化能力。结果表明,当液体培养基初始氨氮浓度为90mg.L-1左右时,在振荡培养48h内,菌株79、84、L116、L117培养基中氨氮和总氮均快速下降,氨氮去除率分别达到44.4%、47.9%、61.3%和56.4%,总氮(除菌)去除率达到39.9%、38.5%、43.4%和40.7%。

基于DNDC模型的稻田氮素流失及其影响因素研究

稻田氮素流失是导致农业面源污染的主要原因之一。采用测坑定位实验获得的野外观测数据对DNDC模型模拟稻田氮素流失的可行性进行验证,同时重点采用模型的敏感性分析功能对影响稻田氮素流失的关键因素进行分析研究。结果表明:DNDC模型能够准确地模拟不同施肥条件下稻田的氮素流失和水稻产量,施肥和降雨是影响稻田氮素流失的主要因素,与稻田氮素流失呈正比。值得注意的是,在目前施肥水平下有机肥的施用对稻田氮素的渗漏流失无明显贡献。此外,稻田氮素的渗漏流失还与土壤硝态氮的含量呈正比,而与土壤有机碳含量和黏土比例呈反比。根据敏感性分析结果可知,在我国稻田目前的施肥水平下,降低施肥量、采用节水灌溉以及增施有机肥等措施均是减少稻田氮素流失的有效手段。

重金属汞、镉和铬对明亮发光杆菌的生物毒性

以明亮发光杆菌(Photobacterium phosphoreum)T3变种作为毒性测试物种,测定了重金属Hg2+、Cd2+和Cr6+的单一毒性;采用二次二因子回归通用旋转组合实验设计,研究了Hg2++Cd2+、Hg2++Cr6+和Cd2++Cr6+3种二元重金属混合物的联合毒性作用和主因子作用,建立了3个相应的数学模型。结果表明,与单一重金属Hg2+、Cd2+与Cr6+相比,它们的二元混合物对明亮发光杆菌生物毒性的效应和强度完全不同;单一重金属Hg2+、Cd2+与Cr6+对明亮发光杆菌的毒性有显著的正效应,毒性从大至小依次为Hg2+、Cd2+、Cr6+,对明亮发光杆菌的EC50分别为0.044、6.05mg·L-1和30.65mg·L-1;3种二元重金属混合物对发光细菌的联合毒性作用也不同,总体上,Hg2+与Cd2+、Cd2+与Cr6+为加和作用,而Hg2+与Cr6+以拮抗作用为主。

不同微生物菌肥对桃园土壤微生物活性和果实品质的影响

为了选择肥效较好的微生物菌肥以促进桃树生长,在上海桃生产基地进行了4种常见微生物菌肥对桃果实品质及土壤微生物影响的肥效试验。结果表明:GEM 10 mL处理肥效最佳,提高了土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质含量和桃树叶片中氮磷钾含量;大幅度增加了可溶性固形物含量、单果重和固酸比,减少了可滴定酸含量。除了BIO 250 mL+K 250 mL+ZK 250 mL处理外,其他3个微生物菌肥处理均提高了土壤细菌和真菌数量。除了BIO 250 mL处理外,其他3个微生物菌肥处理均降低了土壤放线菌数量。

不同种植年限设施芦笋土壤微生物群落结构与功能研究

以上海某设施园艺场长期设施芦笋种植土壤为研究对象,采用常规梯度稀释混菌平板法和Biolog-Eco微平板反应系统,研究了芦笋设施种植1、3、5、8及11年棚土壤微生物群落结构及功能多样性。结果表明:设施栽培芦笋后,土壤细菌种群数量减少,真菌数量增加,细菌与真菌数量比(B/F值)降低;除11年棚表现特殊外,随种植年限增加,土壤微生物代谢活性逐渐下降,5年和8年棚AWCD值均仅为对照1年棚的15%左右;土壤微生物代谢类群多样性减少,5年和8年棚的土壤微生物丰富度指数(S)均仅为对照1年棚的72%左右,Shannon指数均为对照1年棚的82%左右,Mc Intosh指数则均为对照1年棚的90%;不同种植年限芦笋设施土壤中微生物群落的碳源代谢特征发生了明显的分异变化,主成分分析表明,这种变化主要体现在对6种碳水化合物和5种氨基酸碳源的代谢利用上;设施芦笋土壤微生物参数指标对土壤p H和EC值变化响应敏感,另外,土壤速效磷和速效钾含量也是影响土壤微生物代谢和区系分异的2个主要因素。

上海郊区不同树龄葡萄园土壤养分特征研究

【目的】探讨上海郊区不同树龄规模化葡萄园中土壤养分的特征,以期为葡萄园养分的科学管理和高效利用提供依据。【方法】采用土壤养分状况系统研究法(ASI法)对葡萄园土壤速效养分含量进行分析。【结果】种植年限的差异对葡萄园土壤中3大主要养分氮、磷、钾含量有显著影响,其中树龄为6~10 a(年)的葡萄园土壤速效氮含量最高,而树龄为>10 a的葡萄园土壤速效磷和速效钾含量最高;土壤微量元素含量则仅有Zn和B两种元素具有统计学意义上的显著性差异;不同种植年限对葡萄园土壤有机质含量和p H的影响不显著。【结论】不同种植年限对葡萄园土壤中可利用氮磷钾含量有显著影响,但对土壤微量元素含量、有机质含量和p H的影响不显著。目前上海郊区葡萄园中土壤养分含量普遍处于较高水平,栽培过程中应减少化肥、尤其是磷钾肥的施用,同时适当地增施有机肥来提高土壤有机质含量,以此实现葡萄园养分的高效利用。

不同施肥和秸秆还田措施对稻麦轮作系统碳氮流失的影响

过量施肥和秸秆的处理问题一直是制约我国农业生态可持续发展的阻碍,并因此产生了诸多环境问题。采用DNDC模型对减量化施肥和秸秆还田措施下稻麦轮作系统中碳氮的迁移转化过程进行模拟,从而筛选适用于上海地区稻麦轮作系统中的最佳农田管理措施。结果表明:减量化施肥与秸秆还田均能显著影响稻麦轮作系统的氮素流失、温室气体排放和土壤碳储量变化。75%CK+SR处理即减量25%施肥量同时采用秸秆还田是适用于上海地区稻麦轮作系统中的最佳农田管理措施,能够在获得最佳水稻产量的同时有效减少41.67%的氮素流失量和51.85%的N_2O排放量。虽然秸秆还田会增加稻麦轮作系统的CH_4排放量,但同时也能显著增加土壤的碳储量。减量化施肥50%的处理(50%CK和50%CK+SR)则会导致水稻减产3.06%~9.90%。与目前上海地区传统的田间管理措施CK相比,75%CK+SR能够有效改善稻麦轮作系统的生态环境效益。研究结果为我国稻麦轮作系统碳氮流失的控制提供了参考。

葡萄废果酵素肥对葡萄园土壤细菌多样性的影响

【目的】将葡萄废果进行厌氧发酵制成酵素液肥并在葡萄园中进行回田施用,探索葡萄废果酵素肥对土壤微生物多样性和土壤生态健康的潜在影响。【方法】采用Illumina MiSeq高通量测序技术,评价葡萄废果酵素肥的施用对土壤细菌多样性和群落结构特征的影响。【结果】施用葡萄废果酵素肥后土壤微生物多样性Chao1指数和ACE指数,以及OTU总数均出现了显著降低;与常规施肥处理相比,土壤细菌群落结构组成在门水平和属水平均产生了显著差异;施用葡萄废果酵素肥后,土壤微生物优势种群分布规律发生了显著变化,在某些与氮循环相关的菌属如硝化菌属Nitrobacter和中慢生根瘤菌属Mesorhizobium中具有明显丰度优势。【结论】施用葡萄废果酵素液肥会显著影响葡萄园土壤细菌多样性和群落结构特征,研究结果为葡萄废果酵素肥的推广应用和土壤风险评估提供了科学依据。

油菜绿肥还田对后茬水稻产量、稻田土壤理化性状及微生物的影响

为明确油菜在上海地区作绿肥种植的应用价值,研究了‘沪油17’不同压青还田量对后茬水稻(‘清香软粳’)产量、稻田土壤理化性状和微生物的影响。结果表明:‘沪油17’压青还田量在15.0-22.5 t∕hm^2时,后茬水稻‘清香软粳’产量略有增加;土壤速效N、P含量高于无绿肥还田处理(CK);可培养细菌数量增加,种群比例上升,波动范围为65.6%-70.8%,比CK高10.2%-15.3%。油菜还田量与后茬水稻产量、土壤细菌数量呈高度正相关(r分别为0.84和0.82),与土壤碱解N、速效P、有机质、pH、可培养微生物总数和B∕T值呈中度正相关(r分别为0.60、0.67、0.57、0.53、0.66和0.58)。油菜15.0 t∕hm^2压青还田处理土壤微生物碳源综合代谢活性最强,生物多样性较高,Shannon指数及均匀度指数均高于其他还田量处理,土壤可培养微生物的A∕F、B∕F值最高,F∕T值最低,更有利于土壤微生态系统稳定。研究表明,‘沪油17’作绿肥种植盛花期时在上海地区的压青还田量以15.0-22.5 t∕hm^2为宜,还田后可促进后茬水稻增产,发挥土壤培肥和生态保育效果。

上海'翠冠'梨园土壤和叶片养分状况调查分析

为了摸清上海'翠冠'梨园土壤养分状况,为合理施肥提供理论依据,对上海地区从北到南5个有代表性的'翠冠'梨园土壤养分状况及叶片矿质营养状况进行了调查,结合相关土壤、叶片养分适宜值,分析了'翠冠'梨园土壤、叶片养分存在的问题。结果表明:上海梨园土壤的有机质含量都在适宜标准上限左右,枫泾、仓桥的土壤有机质含量丰富,近3%。梨园土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量在适宜标准内。徐泾、仓桥梨园的土壤呈中性,枫泾的偏酸性,pH均值分别为7.16、7.05和6.72,庄行的偏碱性,庙镇的呈碱性,pH均值分别为7_46和8.04,显著高于标准上限值7.0。土壤呈碱性,其碱解氮和速效钾含量较低,利用率低,当土壤pH回落,土壤碱解氮和速效钾含量增加,利用率高。庙镇和枫泾'翠冠'梨叶片N含量波动大,N肥施用不合理,徐泾则叶片N含量施用均衡,仓桥、庄行施N肥较多。叶片P含量整个生长期都有超标的发生,有的高出标准上限值约50%。叶片K含量多为7 g/kg上下,明显低于标准的下限值13 g/kg。综上所述,上海'翠冠'梨园土壤以中性或偏酸性为佳,尽管土壤有机质和主要营养物质含量适宜;但是梨树叶片中N含量不稳,P含量过多,而K含量严重缺乏;因此生产上应合理施用N肥,控制P肥,多增施K肥。

无土栽培营养液废液循环利用研究进展

根据无土栽培营养液废液的几个处理阶段归纳了紫外线、臭氧、加热、沙滤和综合灭菌等多种营养液废液灭菌方法;活性炭和纳米TiO2催化2种植物自毒物质去除方法以去除植物自身所排出的有机酸等毒性物质;几种温度、养分等在线监测和调配装置;以及植物营养梯级吸收利用、鱼菜共生水产养殖的后续利用方法,最后对营养液废液利用的研究进行展望,旨在为今后有效利用无土栽培营养液废液研究提供参考,减少营养液废液对环境的污染。