接种丛枝菌根真菌配合氮肥减施对辣椒–大豆间作体系氮素吸收的影响

【目的】叶菜及经济效益较高的茄果类如辣椒、番茄等占云南省设施蔬菜栽培面积的62.19%,蔬菜连作以及氮肥的大量施用制约了设施蔬菜高产优质,降低了土壤质量。研究接种丛枝菌根真菌(AMF)和氮水平对作物生长、土壤氮残留及生物相关特性的影响,为提高设施蔬菜产量,减少氮肥施用量,降低土壤氮残留提供理论依据。【方法】以大豆和辣椒间作为种植模式进行盆栽试验。设计了接种AMF、氮肥用量、种植模式三因素试验。在大豆、辣椒单作、大豆辣椒间作3个种植模式下,分别设3个施氮(N)水平:0、100、200 mg/kg土(N0、N1、N2);每个氮水平下,再设土壤不接种、接种AMF菌剂处理(NM、AMF),共组成18个处理。在蔬菜收获期,取样测定蔬菜生物量、根系长度、AMF侵染率,测定根际土壤硝态氮、铵态氮含量、氮代谢酶活性以及菌丝密度。【结果】接种AMF、施氮量、种植模式及三者的交互作用对辣椒和大豆根系AMF侵染率、植株生物量和根长的影响都达到显著水平(P<0.01)。N1处理显著增加了辣椒、大豆根系的菌根侵染率,且在间作条件下的增幅最高;N1处理下,接种AMF和间作均显著增加了辣椒、大豆植株生物量和氮吸收量,抑制了根系的伸长。N2处理显著增加了土壤铵态氮和硝态氮含量,接种AMF显著降低了辣椒、大豆植株根际土壤铵态氮和硝态氮含量,间作则显著降低了辣椒根际土壤硝态氮含量和大豆根际土壤铵态氮含量。接种AMF、间作均明显增加了植物根际土壤中蛋白酶、脲酶及硝酸还原酶活性。N1处理显著增加了土壤菌丝密度,间作条件下接种AMF显著增加了辣椒根际土壤菌丝密度。【结论】配合间作和接种AMF措施,氮肥减施可提高蔬菜根际菌根侵染率,增加土壤中菌丝密度,提高氮代谢酶活性,从而促进蔬菜生长和氮素吸收,减少土壤氮残留,因此,蔬菜间作种植下,接种AMF配合氮肥减施有望成为改善设施土壤肥力,提高氮肥利用效率,促进蔬菜健康生长,减少土壤氮素残留的配套技术。

氮磷添加对高寒草地土壤养分和相关酶活性的影响

土壤是陆地生态系统的重要组分,其养分条件决定了植物生长状况及生产力的大小。氮和磷是植物生长的必需营养元素和主要限制因子,氮磷增加会改变土壤性质,影响土壤中的氮、磷含量,从而对土壤地上植物生长造成影响。为评估氮磷添加对草地土壤养分的影响及为高寒草地如何应对氮磷沉降提供科学依据,在藏东南色季拉山高寒草地开展氮磷添加试验,共设置对照(CK,不添加)、氮添加(N,15 kg·hm^(-2)·a^(-1))、磷添加(P,75 kg·hm^(-2)·a^(-1))、氮磷混合添加(NP:15 kg·hm^(-2)·a^(-1)N;75 kg·hm^(-2)·a^(-1)P)等4个施肥处理,施肥1年后采集土壤样品在实验室进行相关指标测定。试验结果表明,N、P和NP处理均显著促进高寒草地土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮和有效磷含量(P<0.05)。其中,NP添加对有机碳影响最大,增加了50.86%;N添加下土壤全氮、铵态氮、硝态氮和有效磷含量达到最大增幅,分别增加了59.14%、47.58%、333.85%和59.68%;NP添加下显著促进全磷含量(P<0.05),增加了19.41%,表明NP添加对土壤养分含量有积极影响,且影响较大。不同处理均显著促进蔗糖酶、葡萄糖苷酶和脲酶活性(P<0.05),N和NP添加对蔗糖酶和葡萄糖苷酶影响较大,增幅在53.08%—92.63%之间,P添加下脲酶活性增幅最大,达到140.73%。相关性分析表明,土壤有效养分与土壤酶活性之间显著相关,pH与土壤养分和酶活性呈显著相关(P<0.05)。结果表明,NP添加对土壤碳氮相关养分和酶活性影响较大,均呈现显著促进作用,且养分和酶活性之间呈现交互影响。NP添加通过提高土壤酶活性,加快土壤中大分子有机物分解,从而使土壤养分含量增加。N添加对土壤氮相关养分影响较大,表明施氮可缓解青藏高原高寒草地氮限制。

秸秆与生物炭对棉田碱性土壤NH_(3)挥发与N_(2)O排放的影响

为探究秸秆和秸秆生物炭连续添加5 a后对土壤氨(NH_(3))挥发和氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,并确定合理的秸秆还田措施,以降低碱性棉田氮损失。本研究基于等碳量输入,设置秸秆翻埋、秸秆催腐+覆盖还田、秸秆生物炭翻埋和不还田对照共4个处理,氮磷钾肥统一施用。结果表明:秸秆生物炭翻埋下土壤NH_(3)挥发和N_(2)O排放分别较不还田对照显著降低27.3%和56.7%,主要归因于生物炭显著抑制土壤羟胺还原酶与硝酸还原酶活性,增加棉花氮吸收量,也与生物炭自身的强吸附能力有关。而秸秆翻埋、秸秆催腐+覆盖还田分别较对照增加NH3挥发37.2%和21.2%,但减少N2O排放17.1%和38.3%,这两种秸秆还田方式均显著促进土壤有机氮矿化和羟胺还原酶活性,抑制硝酸还原酶活性。冗余分析(RDA)结果表明羟胺还原酶和棉花氮吸收是土壤NH3挥发和N_(2)O排放的主要影响因子,解释率分别为64.8%和20.1%。研究表明,秸秆生物炭翻埋对NH_(3)和N_(2)O减排的综合效果优于秸秆,是碱性棉田土壤值得推荐的氮减排措施。

异养硝化-好氧反硝化菌Paracoccus pantotrophus ATCC 35512的研究进展

近年来发现了一类具有偶联异养硝化-好氧反硝化功能的细菌.Paracoccus pantotrophus ATCC 35512是其中最早发现的细菌.通过对该菌株16SrRNA序列和细胞色素c的氨基酸序列分析,确立其为一个新种Paracoccus pantotrophus,ATCC35512被确定为模式株.该菌株的异养硝化-好氧反硝化偶联途径假说被提出,其反应途径中涉及的一系列酶和电子传递体也陆续被纯化研究.本文综述了对该菌株系统分类、形态和生理生化特征、硝化–反硝化偶联假说及氮循环酶系等的研究进展,并提出了进一步揭示异养硝化–好氧反硝化现象的研究方向.