根圈化学

根圈是指植物根系周围的那部分土壤,由于受到根系活动及其分泌物的影响,其物理、化学、生物学性质不同于原土体,由植物根表面—粘液层—根圈土壤—根圈微生物及其它物质组成,是一个既依赖于农田生态系统又相对独立的微生态系统。同时,它也是各种养分、水分和有益、有害物质进入根系参与生态循环的门户,其中有着非常活跃的化学和生物化学过程。

不同茬口大豆根圈土壤pH值和氮营养分布的变化

利用根箱系统,研究不同茬口条件下大豆根圈土壤pH值和氮营养分布,结果表明,前茬为麦茬和玉米茬的大豆根面区土壤偏碱,而前茬为休闲和豆茬的大豆根面区土壤偏酸。不同茬口土壤大豆根面区NO-3-N含量较距根面2mm区低,表现为亏缺效应。尽管处理间NH+4-N含3-N小,但NH+4-N含量分布受茬口影响较NO-量分布走向却因茬口而不同,休闲土、正茬土、迎茬土、重茬土和大豆长期连作处理条件下的大豆根圈土壤NH+4-N含量表现为一定的累积效应,而小麦长期连作茬口土壤的大豆根圈NH+4-N含量表现为亏缺效应。试验结果表明不同茬口的大豆根圈土壤pH值、NO-4-N含量分布变化不同,说明大豆连作障碍的原因可能更3-N和NH+主要的归结于大豆根圈土壤微生态环境的改变。

不同氮肥对大豆根圈土壤酶活性和氮营养分布的影响

氮是植物生长最重要的营养元素。本文报道了利用根箱系统 ,5种不同的氮肥 (硝酸钠、硫酸铵、尿素、LP - 40和LP - 70 )处理对典型黑土条件下生长的大豆根圈 3种土壤酶活性及NO- 3-N和NH+ 4-N含量分布的影响。结果表明 ,除了长效缓释氮肥LP - 70处理的亚硝酸还原酶活性表现为根圈亏缺外 ,其它氮肥处理的硝酸还原酶、亚硝酸还原酶和尿酶活性在根圈土壤中要大于非根圈土壤。对NO- 3-N含量在大豆根圈分布结果证明 ,当硫酸铵、尿素、LP - 40和LP - 70处理时 ,它在大豆根圈表现为亏缺效应 ,而当供给硝酸钠处理时 ,NO- 3-N含量在大豆根圈表现为强烈的累积效应。不同氮肥对NH+ 4-N含量分布的影响结果为 ;当供给硫酸铵处理时 ,NH+ 4-N在根面区少量累计 ,而当其它 4种氮肥处理时 ,NH+ 4-N表现为亏缺。本试验结果证明不同氮肥对大豆根圈土壤酶活性及氮营养状况影响很大。

不同茬口设施番茄栽培的根圈基质中酶活性与养分效应

研究了番茄设施有机基质栽培的正茬、迎茬、连茬根圈生物性状和理化性状的变化,分析了不同茬口对番茄栽培基质中酶活性、有机质含量和主要养分含量的影响。结果表明,番茄连茬栽培基质的蛋白酶、磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性下降,有机质、全氮、铵态氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾及速效钾等主要养分含量降低,而正茬栽培对基质酶活性、有机质和主要养分含量的影响较小。基质酶活性与理化性质的相关性分析表明,番茄有机基质栽培中,连茬、迎茬和正茬条件下基质的化学性质与生物学性质密切相关,从而导致了番茄连茬基质微生态环境的改变。所有指标的相关性中,脲酶与有机质和主要养分含量的相关系数最大,说明脲酶活性是影响基质有机质含量和主要养分的重要因子。各茬口中,速效钾、速效磷、全钾和过氧化氢酶活性的可塑性指数均最大,不同茬口基质各指标的可塑性指数表现为新基质的最大、正茬次之、连茬最小,说明连茬基质不适宜于番茄生长,而正茬基质的生物和理化性质与新基质差异不大,适宜于番茄生长发育。

不同氮肥对水稻根圈微生物生物量及硝化─反硝化细菌的影响

本文采用自行设计根箱,研究了不同形态N肥(硫铵、尿素)施用条件下,植稻模拟生态系统中水稻苗期根圈微生物生物量C、N和亚硝酸细菌及反硝化细菌的动态变化。结果表明:不同N肥处理的水稻根圈土壤中微生物生物量C和N均高于非根圈土壤,而尿素处理又高于硫铵。两组N肥处理的水稻根圈土壤中亚硝酸细菌和反硝化细菌数量也比非根圈土壤高。硫铵处理的根圈亚硝酸细菌数量在施肥后第7天达到高峰;反硝化细菌数量有随时间呈递增现象。而尿素处理的根圈亚硝酸细菌和反硝化细菌均在第11天出现数量高峰。说明水稻根圈有明显的根圈效应,亚硝酸细菌和反硝化细菌的存在,是引起土壤硝化、反硝化气态N损失的潜在动力;对N的生物有效性而言,施用尿素比硫铵具有明显滞后期,有利于土壤N素对植物生长的持续供应,减少N素损失和环境污染。

荧光假单胞菌Pf.X16L2与丛枝状小麦根圈内的相互关系

运用发光酶基因标记及其发光强度检测、ＳＤＨ酶活染色等技术，在根盒－土壤微宇宙及塑料盆栽系统中，研究了发光酶基因（ｌｕｘＡＢ）标记的荧光假单孢菌菌株Ｐｆ．Ｘ１６Ｌ２与丛枝状菌根真菌摩西球孢囊霉Ｇｌｏｍｕｓ ｍｏｓｓｅａｅ两者在小麦根圈的相互关系。 Ｇｌ．ｍｏｓｓｅａｅ对Ｐｆ．Ｘ１６Ｌ２的种群密度和生理活性都有着抑制作用，因而能降低小麦根圈对Ｐｆ．Ｘ１６Ｌ２的富集作用，而Ｐｆ．Ｘ１６Ｌ２在一定程度上能提高Ｇｌ．ｍｏｓｓｅａｅ的菌根感染率，但会降低菌丝中琥珀酸脱氢酶（ＳＤＨ）活性。两者可共同促进小麦中后期的生长。

发光酶基因标记的华癸根瘤菌JS5A16L在紫云英根圈的定殖动态

在土壤一盒栽、盆栽微宇宙系统（Ｍｉｃｒｏｃｏｓｍ）中和田间条件下，研究了发光酶基因（ｌｕｘＡＢ）标记的华癸根瘤菌ＪＳ５Ａ１６Ｌ在紫云英根圈的定殖动态、分布范围及结瘤情况。在盒栽系统中，ＪＳ５Ａ１６Ｌ的定殖密度在紫云英出苗２天后达到最高水平（７．８８ ｌｐｇ ｃｆｕ／克根）（ｃｆｕ为ｃｏｌｏｎｙ ｆｏｒｍｉｎｇ ｕｎｉｔ的缩写），然后开始下降，并保持在一个相对稳定的水平；５８天后又有所回升，且能散布至种子下方２２ｃｍ处的根段部位。盆栽条件下的定殖动态与盒栽系统中的相似，紫云英播种３天后，ＪＳ５Ａ１６Ｌ可达最高定殖水平（６．９２ ｌｏｇ ｃｆｕ／株根系），随后开始缓慢下降，直至３２天时仍维持在一个相对稳定水平。ＪＳ５Ａ１６Ｌ在田间条件的定殖动态则不同，播种后３０天时定殖密度达到最大值（７ ．０３ ｌｏｇ ｃｆｕ／克根），９０天后降到最低值（５． ２４ ｌｏｇ ｃｆｕ／克根），然后又开始上升，１６０天时为７．８７ ｌｏｇ ｃｆｕ／克根，甚至在地上部植株收割后２０天仍可维持在７．８９ ｌｏｇ ｃｆｕ／克根。接种该菌株可显著提高紫云英的生物学产量。

竹醋液对黄瓜育苗基质和苗期根圈微生物的影响

以黄瓜为试材,研究竹醋液处理黄瓜育苗基质对基质微生物和苗期根圈微生物的影响。结果表明,竹醋液处理育苗基质会增加基质中细菌的数量,减少真菌的数量,而放线菌数量以0.5%处理的最多。所以,0.5%竹醋液灌根,有利于黄瓜根圈细菌、放线菌和真菌的繁殖。

小麦内根圈中几类微生物群体数量比较的研究

报道了２种土壤和２种土壤里小麦内根圈中几类微生物群体数量的测定结果，提出了以“好气性细菌总数”为参考系的比较方法分析小麦内根圈的根圈效应。小麦内根圈对芽胞杆菌有强烈的抑制效应。相对于“好气性细菌总数”而言，２种土壤中的贫营养细菌数和固氮菌数的相对数量相差很大，而小麦内根圈的根圈效应起一定的“中和”作用。荧光假单胞菌群不论在总数上还是在与“好气性细菌总数”的相对数量上优势都很低，与前人的一些报道相距甚远。在南温带冬季作物生长期，耐寒细菌群的代谢作用不可忽视。

促进植物生长根圈细菌(PGPR)的研究现状

有机农业提倡与自然共存不破坏平衡,而自然界的土壤中存在许多可促进植物生长的植物根圈微生物(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR),此类微生物可分泌促进植物生长的物质,并可诱导植物产生抗性基因,增强植物抗病.PGPR可产生有机物质促进植物生长,改善土壤肥力,增加可溶性磷及铁,诱发植物抗病、克服逆境、增强营养吸收,固氮或防治病害等,在有机农业上有助于植物增产,改善农业对化学肥料的依赖,生产出健康的作物.参25.

费氏中华根瘤菌HN01DL在大豆根圈的定殖动态与结瘤研究

以发光酶基因luxAB为标记 ,在根盒缩影条件下研究了费氏中华根瘤菌HN0 1DL在大豆根圈的定殖动态、分布范围及其结瘤情况 .结果表明 ,HN0 1DL在根盒 灭菌土壤和非灭菌土壤缩影中的大豆全根系定殖动态与水平明显不同 ,前者在第 1 2d时达到最高定殖密度 (8.65logcfu·g- 1 ) ,而后者的早期定殖数量下降较快 ,且于第 1 5d时达到最高定殖密度 (6 .88logcfu·g- 1 ) .HN0 1DL在大豆播种 5d后在大豆根部的A(0～ 4cm)区根段上达到最高定殖密度 (7.0 5logcfu·g- 1 ) ,然后开始缓慢下降 ,至第 1 9d时仍维持相对稳定 ,在第 33d时又开始回升 .至播种后第 46d时HN0 1DL可散布至种子下方 1 6cm处的根段部位 .HN0 1DL在A区根段的定殖密度持续较高 ,所形成的发光根瘤总数 (1 6 .3个 )及发光比例 (68.8% )最高 ,且发光根瘤主要集中于该区段主根上 .发光根瘤比例沿A E区段逐渐下降 。

标记基因在根圈细菌定殖研究中的应用

今天,有关植物促长根圈细菌(plant growth-promoting rhizobactenia,简称PGPR)的应用基础研究正日益受到人们的重视。为揭示PGPR的作用机理、提高PGPR在农业生产中的应用效果,我们必须研究PGPR在植物根圈的活动规律,对其根圈适应性(rhizosphere competence)进行调查,亦即测量所引入PGPR在不同时期在植物根圈不同部位的定殖水平。但在测量引入细菌的根部定殖时,我们面临的一个主要问题是如何将接种菌株与土著性根圈细菌群落的成员区分开。标准的显微镜检查局限性很大,因为绝大多数细菌并不具有足以与土著细菌区分开的形态特征。某些对抑制剂具有抗性的细菌可通过在含有合适的毒性物质的选择性培养基上接种样品而定量测定其根部定殖。

植物根圈污染生态研究进展

阐述了植物根圈的概念 ,根圈三大结构主成份是 (1)植物根系 ,(2 )微生物 ,(3)土壤或水等 ,并从它们的相互关系出发讨论了国内外有关根圈污染生态的研究情况 ,同时提出了根圈污染生态的研究前景和意义。

2株重组根瘤菌在4个大豆品种根圈中定殖动态的比较研究

在灭菌和未灭菌土盆栽缩影条件下 ,比较研究了重组大豆根瘤菌HN0 1DL和TA113QD在 4个不同品种大豆根圈中的定殖动态与水平 ,并初步考察了其与共生效应的关系。结果表明 :HN0 1DL在渝豆 1号和宁镇 1号大豆根圈表现出较强的适应性和竞争性 ,而TA113QD则在Williams大豆根圈的适应性较强 ,在宁镇 1号大豆根圈的适应性较差 ,且供试菌在 4种大豆根圈定殖动态与水平的差异在共生效应上也有一定程度的反映 。

产碱假单胞菌在油菜根圈定殖的动态和分布研究

采用LacZ基因标记技术和常规方法跟踪产碱假单胞菌A9(LacZ)在缩影系统油菜根圈的定殖情况。A9(LacZ)在油菜不同根段部位的定殖密度,表现从上到下逐渐递减的现象,随着接种后时间的延长而逐渐下降。在根段8cm以外的根区几乎检测不到接种菌。在油菜播种后3d,定殖密度可达最高水平(7.6×105个/g),然后急速下降,30d后保持相对稳定的较低水平(1.1×102个/g)。

消除共生质粒的费氏中华根瘤菌HND29SR在大豆根圈的定殖动态

比较研究了费氏中华根瘤菌 (Sinorhizobium fredii) HN0 1 (出发菌 )、发光酶基因标记菌 HN0 1 L(参照菌 )、消除HN0 1共生质粒的菌株 HND2 9SR在无菌砂培条件下的大豆根圈定殖动态。供试菌单独接种时 :HN0 1、HN0 1 L和HND2 9SR的定殖动态基本一致 ,其早期定殖密度下降较快 ,播种后第 1 6天时 HN0 1和 HN0 1 L分别达到较高的定殖水平 6.49logcfu/ g鲜根和 6.78logcfu/ g鲜根 ,然后维持相对稳定的定殖水平。但 HND2 9SR的定殖密度持续下降到播种后第 1 6天时才开始上升 ,至第 3 5天时仍维持相对稳定的定殖密度 6.94logcfu/ g鲜根。等量混合接种时供试菌在根圈定殖群体中各自定殖密度在测定过程中基本相等。结果表明消除 HN0 1的共生质粒对其在大豆根圈中定殖能力无显著影响。

旱田除草剂对玉米内根圈土壤微生物的影响

研究了3种旱田除草剂(氟乐灵、乙草胺和阿特拉津)对玉米品种瓦试13(抗)和瓦试15(感)内根圈土壤微生物(真菌、细菌、放线菌等)种群和数量的影响。结果表明:随着玉米的生长,不同抗性品种内根圈土壤中的真菌、细菌呈增长趋势,而放线菌则在幼苗初期数量最多。从抗感玉米内根圈的分离获得的细菌数量远远高于真菌和放线菌的数量。经常规鉴定明确玉米内根圈土壤有真菌6个属,细菌6个菌落形态,放线菌3个菌落形态。通过对立枯丝核菌的拮抗试验表明,拮抗菌中细菌数量最多,真菌和放线菌对立枯丝核菌的拮抗作用不明显。

接种量对费氏中华根瘤菌HN01DL根圈定殖与结瘤的影响

在灭菌土和未灭菌土盆栽系统中 ,研究了大豆种子的表面初始接种量对费氏中华根瘤菌HN0 1DL在大豆根圈中的定殖动态与结瘤的影响。结果表明 ,与 3个接种量对应的早期根圈定殖动态和水平有明显差异 ,但随着宿主植物根系的生长其差异逐渐减小 ,整个定殖动态曲线的变化和定殖密度趋向一致 ,并且发现 3个不同的初始接种量对HN0 1DL在大豆黑农 33根系上的结瘤数量和占瘤率没有显著影响。

KLebsilla ASP-15根圈促生菌发酵工艺配方及复合菌株的性能研究

采用L9（34）正交设计筛选ASP-15菌发酵工艺培养基配方,结果表明,处理5效果最佳,活菌数达1.2×1010cfu/ml,高于其它处理64.4%～621.5%。所取的因素水平为饴糖2.0%,玉米浸汁0.5%,无机盐0.1%,接种量0.5%。氮源对ASP-15菌的生长影响最大,无机盐影响最小。由ASP-15菌、根瘤菌、细黄链霉菌等组成得复合菌剂能促进根瘤菌在大豆根部的定殖,与单独接种根瘤菌相比,根瘤数量增加了94.2%;复合菌剂的解磷能力较单独接种ASP-15菌明显增加,土壤速效磷含量较ASP-15菌处理组提高了28.6%、46.6%。

根圈微量元素肥料的移动——不同作物种与品种的差异

本文采用新研制开发的叫 Rhizobox 装置,研究了大豆、大麦不同品种根圈微量元素的分布,定量的范围.从土壤—植物营养化学角度,企图通过一系列植物基因型的根系特性和根圈养分变化,追踪国际研究趋向.