人工湿地植物根系分泌物与根际微环境相关性的研究进展

人工湿地中植物发挥着至关重要的作用。植物根系能向基质中释放糖类、酸类等分泌物,从而影响根际微生物种类及分布等微环境特征,因此植物根系分泌物与根际微环境的关系逐渐受到关注。综述了近10年来植物根系分泌物组成与分泌机理等方面的研究进展,分析了温度、pH值、光照等环境因子及养分含量、微生物等对根系分泌物的影响,探讨了根系分泌物在养分胁迫的改善、金属毒性的改善、对根际微生物的影响及化感作用等方面对微环境的影响。在此基础上提出明确植物根系分泌内在机制及其与植物抗逆性的关系等研究方向。

小麦/玉米间作作物根系与根际微环境的交互作用

通过根箱模拟试验和水培试验,测定小麦/玉米间作条件下根系的分布与根际养分的含量,初步探讨了间作对作物根系分泌有机酸的影响。结果表明,间作显著提高了各层土壤中小麦根的重量,同时提高了小麦、玉米的根系数量和地上部生物量,使生长前期根系大小发生较大变化,而对根系活力影响较小。间作使玉米根际土速效N含量增加,速效P、K含量降低;使小麦根际土N含量降低,P、K含量提高。小麦与玉米间作以后,根系分泌有机酸的种类明显增加;而植株体内和根系中有机酸的种类和数量却有所降低。

接种丛枝菌根真菌对不同绿化植物根际微环境的影响

为改善城市绿化土壤环境、提升绿化苗木的栽培效率,以常见绿化植物大叶女贞、法国冬青、桂花、三叶草、芍药为试验材料,采用盆栽试验研究丛枝菌根真菌(AM真菌)接种对不同绿化植物根际微环境的影响。结果表明,5种不同绿化植物接种后均会发生侵染,法国冬青侵染率最大,达到72.1%;接种AM真菌后,不同绿化植物p H值均显著下降;接种AM真菌的绿化植株根际土壤微生物数量较对照显著增加,法国冬青中细菌、真菌、放线菌增加幅度最大,分别为56.54%、70.83%、72.51%;接种AM真菌的植株根际土壤酶活性较对照显著增加,法国冬青磷酸酶、蛋白酶、脱氢酶、蔗糖酶增加幅度最大,分别为18.95%、43.64%、41.46%、17.17%;接种组植株根际土壤养分含量较对照组显著增加,法国冬青有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量增幅最大,分别为10.63%、11.51%、5.99%、9.87%;接种组植株生物量较对照组显著增加,法国冬青株高、地径、总干质量增幅最大,分别为23.29%、41.07%、26.73%。这说明丛枝菌根真菌可改善绿化植物的根际微环境,提高土壤肥力,从而促进绿化植物生长发育。

潜流人工湿地经济植物根际微环境相关指标的研究

通过对潜流人工湿地中经济植物根际土壤微环境一些相关指标的测定,探究了这些指标在湿地中水平方向和垂直方向的变化趋势与湿地NH+4-N,TN去除率之间的关系。研究结果表明,硝化作用强度、土壤脲酶活性在水平方向和垂直方向呈逐渐降低的趋势;反硝化作用强度呈中间高,两端低的趋势,垂直方向则沿程降低。湿地土壤硝化作用强度、反硝化作用强度、脲酶活性与湿地氮素去除能力相关性明显,且与栽种植物种类有关。

生物有机肥对金叶女贞根际微环境和枯萎病的影响

以金叶女贞为材料,研究生物有机肥对根际微环境和枯萎病的影响,共设置4个处理,即CK(不施肥)、A1(史丹利无机复合肥)、A2(传统有机肥)和A3(生物有机肥)。结果表明,与对照相比,施用生物有机肥可极显著降低土壤p H值;土壤细菌、放线菌数量分别提升382.35%、97.74%,真菌和尖孢镰刀菌数量分别降低48.79%、51.33%,土壤微生物生物量碳、氮含量分别提升323.11%、755.67%;土壤磷酸酶、蛋白酶、脱氢酶、蔗糖酶活性分别提升21.53%、53.76%、46.15%、19.02%;土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量分别提升62.31%、80.02%、43.15%、59.39%;金叶女贞株高、地径、总干质量分别提升19.87%、36.19%、30.09%;将对照枯萎病防效指定为0,施用生物有机肥防效可达到72.03%,较无机肥和传统有机肥分别提升28.77百分点、17.71百分点。表明施用生物有机肥可明显改善金叶女贞根际微环境和提升枯萎病防效,且效果显著优于史丹利无机复合肥和传统有机肥。

外源褪黑素对连作黄瓜幼苗生长及根际微生态环境的影响

以黄瓜幼苗为试验材料,采用营养钵试验法,研究不同外源褪黑素处理下连作黄瓜幼苗生长及根际土壤理化性质、微生物数量和酶活性,以期为探索外源褪黑素缓控大棚黄瓜连作障碍提供参考依据。试验结果表明,添加外源褪黑素处理黄瓜幼苗株高、茎粗、根长均高于不添加褪黑素处理,100μmol/L褪黑素处理株高、茎粗、根长比对照高13.30%、22.67%和13.29%。外源褪黑素处理黄瓜幼苗根际土壤pH值高,EC值低;根际土壤细菌和放线菌数量较高,但真菌和尖孢镰刀菌数量较低。外源褪黑素处理黄瓜幼苗根际土壤脲酶和碱性磷酸酶活性提高,且过氧化氢酶和多酚氧化酶活性较高。本试验条件下,100、150μmol/L外源褪黑素处理幼苗生长及土质指标较好,缓解大棚黄瓜连作障碍效果显著。

接种菌根对矿区植物根际微环境的改良效果研究

煤炭的大规模地下开采不仅破坏了地表植物,而且对矿区土壤造成了严重影响。微生物修复技术是矿区土壤修复的研究热点之一,通过在采煤沉陷区紫穗槐接种菌根真菌,系统地研究菌根对紫穗槐根系形态的发育,对土壤性状的改良以及根际微生物种群数量的影响。结果表明,间隔一年后,接菌紫穗槐根际土壤菌丝密度和微生物数量显著高于对照;菌根植物根际土壤有效磷含量比对照增加42%,速效钾含量比对照增加9%~11%;菌根植物的根系发育状况良好,接菌紫穗槐根长比对照高30%~40%,根尖数多10~20个,根际土壤总球囊霉素接菌植物比对照高0.2~0.6 mg/g。在采煤沉陷地上接种丛枝菌根真菌,可改善根际土壤的性状,有利于地表植被的恢复与稳定,为微生物修复技术的推广应用奠定了一定的理论基础。

黄河三角洲盐碱土根际微环境的微生物多样性及理化性质分析

土壤盐碱化是限制全世界农业发展的主要问题.在盐碱土壤上种植盐生植物和耐盐植物可以对盐碱土壤进行脱盐,而盐碱土壤中的微生物对盐生植物和耐盐植物的生长起着重要作用.本研究在盐碱地上选取玉米、棉花、盐地芦苇和盐地碱蓬这4种有代表性的植物,采集土壤样品,探究植物根系与非根系主要细菌群落与土壤理化性质和盐碱土壤微生物多样性的关系.结果表明,盐地碱蓬的根系微生物在一定程度上影响了土壤的pH,土壤中的盐度与土壤营养物质呈明显的负相关关系.所有土壤样品中相对丰度较高的前5个细菌门均为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门和酸杆菌门.其中,棉花、芦苇和盐地碱蓬中根系土壤与非根系土壤耐盐菌门存在较大差异,分析高通量测序结果可以得出3种植物根系与非根系土壤中差异较大的耐盐细菌属,如棉花土壤中差异较大的Actinophytocola和Lechevalieria,芦苇土壤中差异较大的Bacillus和Filobacillus,以及盐地碱蓬土壤中的Echinicola.本研究可为盐碱地中接种促进植物生长的微生物提供理论依据.

不同磷肥施用量对油橄榄根际土壤微环境及生长发育的影响

探究不同磷肥施用量对油橄榄苗根系形态、根际土壤理化性质、土壤肥力相关酶活性、微生物数量、根系生理及生长发育的影响,以期确定油橄榄苗期最优的磷肥施用量,为油橄榄植株培育提供科学合理的施肥依据。结果显示:(1)增施适量磷肥可降低根际土壤pH值,提高根际土壤有机质、有效磷含量,根际土壤碱解氮含量有所下降;增施适量磷肥还可增强根际土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,而脲酶活性降低;增加根际土壤细菌、放线菌、解磷菌数量及细菌与真菌比值(B/F),降低真菌数量,改善油橄榄根际土壤性质;(2)增施适量磷肥可提高油橄榄根系中脯氨酸、可溶性蛋白及可溶性糖含量,增强根系活力,增加根系含水量、油橄榄根长、根表面积和根尖数,促进根系生长,优化根系空间分布;(3)增施适量磷肥使油橄榄株高、茎粗、地上部干重、根干重和根冠比均有一定程度的提高,对植株生长发育起到促进作用。比较6种不同磷肥施用量,以每株施用45 g磷肥对油橄榄幼苗根系生长发育和根际土壤微环境改善效果最佳。综上所述,增施适量磷肥可改善根际土壤理化性质和生物学特性,从而促进油橄榄根系及地上部分的生长发育。

钾肥施用量对油橄榄根系发育及根际土壤微环境的影响

【目的】采用盆栽试验探究不同钾肥施用量对油橄榄幼苗根系生理、根系形态、生物量以及根际土壤微环境的影响,以期确定油橄榄苗期最优的钾肥施用量,为油橄榄植株良好的生长发育提供科学合理的施肥依据。【方法】选用我国油橄榄主栽品种‘鄂植8号’为试验材料,所用钾肥为硫酸钾(K2SO4),将施用量设为5个水平,折合成K2O用量分别为10、20、30、40和50 g/株,另设不施钾肥为对照(CK)。【结果】缺钾抑制了油橄榄根系和地上部的生长发育,导致油橄榄根系活力、含水量、渗透调节物质含量降低,根系相对电导率升高,根长、根表面积、根体积和根尖数下降,苗高、地径和地上及地下部干物质累积下降,根冠比降低。增施适量钾肥后,油橄榄根系活力和根系含水量增加,相对电导率下降,根系渗透调节物质含量增加,根系形态得到优化,苗高、地径、根干质量、地上部干质量和根冠比均有显著提高。施用钾肥后,油橄榄根际土壤pH和含水量降低,土壤碱解氮含量下降,速效磷、速效钾、全磷、全钾和有机质含量增加,全氮含量变化不显著;土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性显著增强,碱性磷酸酶活性略有下降;土壤细菌和放线菌数量升高,真菌数量显著降低,土壤细菌与真菌数量比值下降。【结论】每株增施20 g钾肥对油橄榄幼苗生长发育及根际土壤微环境的促进效果最佳。

不同覆盖物对油用牡丹根际土壤微生态环境的影响

为研究不同覆盖物对油用牡丹根际土壤微生态环境的影响,以油用牡丹品种‘凤丹’作为试验材料,设置黑色地布、黑色地膜、锯末3种不同的覆盖方式,以不覆盖种植为空白对照(CK),测定了油用牡丹根际土壤的理化性质(包括温度、含水率、有机质含量、速效氮磷钾含量、酸碱度等指标)及三大微生物类群(细菌、真菌、放线菌)数量。结果表明:覆盖种植与对照组相比较,微生物总量明显增加,土壤温度增加0.2~2.3℃;土壤含水率增加3.03%~9.42%,有机质含量增加0.15%~0.46%;速效氮磷钾含量也有不同程度的增加,根际土壤酸碱度变化不明显。覆盖对油用牡丹的生长起到一定的促进作用,综合考虑,选择地布覆盖为佳。

配施蚯蚓粪对辣椒生长·根际土壤微环境的影响以及产量效益分析

针对德州市露地辣椒主产区偏施化肥、土壤板结、肥力不高、辣椒产量偏低、种植效益偏少的问题,开展配施蚯蚓粪对辣椒生长和根际土壤微环境的影响以及产量效益的分析,以期为辣椒生产提供参考。结果表明,配施蚯蚓粪,辣椒农艺性状明显增加,根际土壤酶活性提高,根际微生物数量增加,B/F增大,根际微环境改善,辣椒产量显著提高,其中基施硫酸钾型复合肥1500 kg/hm^(2)+蚯蚓粪(200 g/穴,即13341 kg/hm^(2))表现最好,与对照相比,辣椒产量增加了86.38%,净收益增加了132.02%。

接种菌根真菌和氮添加处理对樟子松苗木根际微生态环境的影响

通过研究接种菌根真菌和N添加处理对植物根际土壤胞外酶及其计量特征,以及微生物养分限制的影响,从而探讨全球N沉降背景下菌根真菌对根际微生态环境的调控机制。以1年生樟子松的盆栽菌根苗(简称+M,混合接菌处理)和非菌根苗(简称-M,未接菌处理)为对象,设置4个N添加处理:不施N(0N,0 kg•hm^(-2)•a^(-1))、低氮(LN,15 kg•hm^(-2)•a^(-1))、中氮(MN,30 kg•hm^(-2)•a^(-1))、高氮(HN,60 kg•hm^(-2)•a^(-1))。对比分析接菌和N添加处理对樟子松苗木根际土壤速效养分和胞外酶活性及其计量特征的影响,探究菌根真菌对微生物养分限制调控规律。结果表明:1)不同接菌处理下,随N添加量增加,土壤中碱解N均呈增加的趋势。HN处理下,菌根苗根际土壤有效磷达到最大。2)LN、MN处理下,菌根苗根际土LAP、NAG和ALP酶活性均显著高于非菌根苗。3)MN、HN处理下,菌根苗根际土壤中微生物碳限制和磷限制较非菌根苗均显著降低。4)通过PLS-PM路径模型分析发现,接菌处理正效应作用于根际土壤微生物养分限制。综上,N添加改变了根际土壤N平衡,菌根真菌有效调控N添加下根际微生态环境的稳定性,降低苗木根际微生物的碳和磷限制。

根际微生态调节对杨树根系活力及土壤有效P转化的效应

以盆栽毛白杨、北京杨为试验材料,采用均匀设计,将外生菌根真菌(美味牛肝菌、褐疣柄牛肝菌)、植物生长调节剂(NAA)和植物抗病诱导剂(水杨酸)以不同配比混合形成根际微生态调节物,并施于苗木根部,研究其对苗木生长、生物量、根系活力、土壤酸性磷酸酶活性及土壤有效P的影响效应。结果表明:根际微生态调节物改善了苗木根际微生态环境,使毛白杨、北京杨盆栽苗的苗高、地径、总干质量均有较大幅度的提高,分别比对照增加16.0%～35.0%,19.4%～38.9%,15.5%～86.4%和12.5%～26.2%,1.6%～20.3%,33.6%～72.7%,幼苗生长更为健壮和迅速;使毛白杨根系活力比对照提高6.71%～33.64%,北京杨根系活力比对照提高1.49%～49.46%,根系活力与苗木的生长、生物量有较大相关性;使毛白杨和北京杨根际土壤酸性磷酸酶活性增强,分别增加20.91%～36.35%和13.39%～54.98%,对根际区域的土壤有效P具有明显的富集效应,富集率分别为7.49%～25.67%和17.85%～53.50%。

大豆重迎茬减产的原因及农艺对策研究—重迎茬大豆根与根际环境的生物调控与综合调控

通过生物措施以及综合调节根际微生态环境、促进根的生长、增强根的各种功能,可以减轻重迎茬种植的不利影响,提高重迎茬大豆的产量。

植物间作体系根际修复土壤多氯联苯的效应

以大豆、黑麦草和南瓜为材料,运用盆栽实验,通过3种植物的单作和间作对多氯联苯污染土壤的根际修复效应进行了研究。结果表明,植物不同种植方式均对根际土壤中PCB浓度的降解有促进作用,其中植物单作的去除率比CK提高了10.4%～17.0%,植物间作的去除率比CK提高18.4%～23.9%。南瓜-大豆体系中的大豆根的蓄积浓度显著差异高于其他处理,而与大豆南瓜间作方式下黑麦草根蓄积浓度均比其单作显著提高,大豆-南瓜和南瓜-黑麦草间作系统中的大豆和黑麦草根中PCB蓄积浓度也显著提高(P<0.05)。各处理间根际土壤的pH、Eh、电导率的差异性规律性不大。相关分析结果表明,根际土壤PCB去除率与植物吸收量呈显著正相关,而与pH、Eh和电导率没有达到显著相关。

根际微生态调节对杨树根系活力及土壤有效P转化的效应

以盆栽毛白杨、北京杨为试验材料,采用均匀设计,将外生菌根真菌（美味牛肝菌、褐疣柄牛肝菌）、植物生长调节剂（NAA）和植物抗病诱导剂（水杨酸）以不同配比混合形成根际微生态调节物,并施于苗木根部,研究其对苗木生长、生物量、根系活力、土壤酸性磷酸酶活性及土壤有效P的影响效应。结果表明,根际微生态调节物改善了苗木根际微生态环境,使毛白杨、北京杨盆栽苗的苗高、地径、总干质量均有较大幅度的提高,分别比对照增加16.0%~35.0%,19.4%~38.9%,15.5%~86.4%和12.5%~26.2%,1.6%~20.3%,33.6%~72.7%,幼苗生长更为健壮和迅速;使毛白杨根系活力比对照提高6.71%~33.64%,北京杨根系活力比对照提高1.49%~49.46%,根系活力与苗木的生长、生物量有较大相关性;使毛白杨和北京杨根际土壤酸性磷酸酶活性增强,分别增加20.91%~36.35%和13.39%~54.98%,对根际区域的土壤有效P具有明显的富集效应,富集率分别为7.49%~25.67%和17.85%~53.50%。

2种有机调理剂复配中微量元素对大豆生长及根际土壤微环境的影响

为了探究2种有机调理剂复配中微量元素对大豆生长及根际土壤微环境的影响,本研究以传统施肥为对照(CK),分别设置了4个“优化配方肥+有机调理剂+中微量元素”的减肥增效试验处理。通过田间小区试验,研究了不同处理对大豆株高、根长、分根数等相关农艺学指标和根际土壤微环境(理化指标、微生物学指标)的影响。结果表明:(1)大豆生长及产量方面,以T1处理的“优化配方肥+黄腐酸0.5%+钼酸铵0.04%”整体效果最好,与CK相比,根长、分根数、豆秸生物量、单株结荚数等生长指标分别提升了7.92%、14.89%、2.99%、20.14%,百粒重增加了9.39%,增产了28.50%,空壳数下降了25.82%,均达到了显著差异水平(P<0.05)。(2)根际土壤微环境方面,以T2处理的“优化配方肥+腐植酸2.0%+钼酸铵0.04%”效果最佳,与CK相比,土壤有效磷、速效钾、有机质、细菌/真菌比均有了明显提高,增幅分别达到了60.44%、24.47%、11.88%和10.18%,电导率、真菌数量分别下降了11.93%、9.66%,均达到了显著差异水平(P<0.05)。综合来看,以T1处理对刺激大豆生长发育和产量关键因素形成的综合效果最为突出,而T2处理对根际土壤的理化性质和生物学指标综合改善效果最为稳定,可以根据不同需求在大豆农业生产中推广应用。

腐植酸肥料对作物根际土壤微环境的作用效应

腐植酸肥料是传统化肥实现减施增效中的一类高效肥料产品,在改善作物品质、提高作物产量、调控土壤环境等方面发挥着重要作用。本文主要从物理、化学、生物学方面系统阐述了腐植酸肥料在作物根际土壤微环境中的作用效应,并就农田土壤中普遍存在的质量退化问题提出了腐植酸肥料发展方向。

大豆重迎茬减产的原因及农艺对策研究——重迎茬大豆的根

通过本项试验研究发现,大豆重迎茬种植,根的生长、活力对于营养和水分的吸收能力以及对病虫害的抵抗能力都降低,通过调节根际微生态环境,可以促进根的生长,增强根的各种功能,从而提高产量。这一切都说明根的活力变化以及根对养分吸收能力与对不良环境抵抗能力的减弱是大豆重迎茬减产的重要原因。