湿垃圾来源的蚯蚓粪肥对连作障碍土壤质量和黄瓜产量的影响

随着城市化的发展,湿垃圾产量与日俱增,湿垃圾资源化利用迫在眉睫。利用蚯蚓处理湿垃圾制作蚯蚓粪肥用于农田土壤改良,是一项有效的湿垃圾资源化利用途径以及有利于缓解蔬菜连作障碍方面问题。该文以常规有机肥为参照,选取以湿垃圾及其厌氧沼渣为原料制作的蚯蚓粪肥为研究对象,研究连续3年施加蚯蚓粪肥对黄瓜(Cucumis sativus)土壤综合质量和作物产量的影响。结果表明,经过3年的改良后,施加60.0 t/hm^(2)蚯蚓粪肥的黄瓜产量提高了5.60%,土壤有机质含量提高了50.0%,且蚯蚓粪肥的效果要高于常规有机肥;土壤全氮含量达到最高,高于背景值33.0%;土壤的养分含量(硝态氮、速效磷、速效钾)也得到了提高,其中速效钾含量升高了94.0%。经过3年的改良,土壤中的细菌数量在施加了有机肥后明显增加,其中以添加30.0t/hm^(2)蚯蚓粪肥的细菌数量最多;土壤细菌/真菌的比值有所提高,土壤生物性状得到改善。土壤的呼吸强度随着有机肥的施入而升高,以施加60.0t/hm^(2)蚯蚓粪肥的最大;土壤pH略有降低,盐度无明显变化。因此,湿垃圾来源的蚯蚓粪肥能改善土壤的理化和生物学性质,可在一定程度上缓解连作障碍的发生,可作为化肥替代品或与化肥相配合在农业生产中进行推广。

异源双根缓解咖啡连作障碍及其机制初探

为明确异源双根是否能缓解咖啡连作障碍及其可能机制,本研究以大粒种咖啡1号(Caffealiberica,No.1)和中粒种咖啡热研1号(Caffea canephora, Reyan No. 1)靠接形成大粒种-中粒种异源双根咖啡,通过咖啡连作障碍园土壤培养幼苗,评价植株苗木质量,明确异源双根对咖啡连作障碍的缓解作用。通过双根无分隔、尼龙网分隔、双盆分隔等不同分根方式试验,明确异源双根缓解咖啡连作障碍机制,并探讨双根间在缓解连作障碍上的差异及协同作用。结果表明:较连作障碍咖啡园非根际土,异源双根咖啡或同源双根咖啡经根际土培养后苗木质量指数、总的植株生物量均显著下降,连作逆境抑制咖啡生物量积累,使苗木质量变差;非根际土培养后,异源双根咖啡、同源双根咖啡的苗木质量指数和总的植株生物量差异均不显著;而根际土培养后,异源双根咖啡较同源双根咖啡的苗木质量指数、大粒种根系生物量、中粒种根系生物量及总的植株生物量均显著提高。因此,连作逆境虽抑制咖啡生长,但对同源双根咖啡影响更大,异源双根通过其大粒种根系缓解连作逆境咖啡生长障碍。为进一步明确异源双根尤其是大粒种根系缓解咖啡连作障碍的可能机制,以不同分根方式培养异源双根咖啡,发现较无分隔、双盆分隔处理,连作逆境下双根尼龙网分隔后植株苗木质量佳,并且尼龙网分隔后植株的中粒种根系长势最好,说明大粒种根系化感物质促进中粒种根系生长。双根无分隔、双盆分隔后植株的苗木质量差异不显著,无分隔较双盆分隔后植株的大粒种根系长势差,即双根系在能够彼此接触的自然生长状态下,中粒种根系抑制大粒种根系生长,但这种抑制作用与中粒种根际化感物质无关,尼龙网分隔、双盆分隔后大粒种根系长势差异不显著,说明大粒种根际有无中粒种根际化感物质,对大粒种根系生长均无影响。综上所述,异源双根通过其大粒种根系减少自身在连作逆境中的化感抑制,利用其根际化感物质促进中粒种根系生长,实现根壮苗壮,达到缓解咖啡连作障碍的目的。研究结论为异源双根靠接在大田的推广应用提供理论依据。

生物质炭调控药用植物连作障碍的研究进展

我国是中药材种植大国,但不合理的栽培方式和管理措施导致中药材连作障碍在种植区普遍存在,造成药材减产变质、道地产区转移、资源保护与利用不协调等,严重影响药用植物生长发育。因此对中药材连作土壤进行修复是解决中药材连作障碍的一个关键措施。生物质炭一般呈碱性,是一种良好的土壤改良剂,能够增加土壤养分、改良酸化土壤、提升植物品质,近年来得到广泛关注与应用,因此利用生物质炭作为调理剂来缓解中药材连作障碍具有一定潜力。本文针对我国中药材连作障碍的可能成因及潜在危害,分析生物质炭在解决药用植物连作造成的土壤理化性质改变、土壤微生物区系改变、化感自毒危害等问题上的作用,并对生物质炭在药用植物生产上的应用潜力进行展望。

紫花苜蓿连作障碍研究进展

作物连作障碍会造成土壤营养匮乏、含水量下降、自毒物质积累、有益微生物减少以及病虫害加剧等问题,严重影响作物产量。紫花苜蓿作为多年生优质牧草,在我国广泛种植,长期连作紫花苜蓿会出现土壤质量逐年下降、有害微生物比例升高、病虫害暴发、自毒作用等连作障碍。本文收集和梳理相关文献,提出紫花苜蓿连作障碍问题,分析其成因,并借鉴解决其他作物,提出轮作、间作套种、合理施肥、植物生长调节剂等可缓解紫花苜蓿人工草地连作障碍的措施,指出使用功能微生物改变土壤微生态环境是防控紫花苜蓿连作障碍的有效途径,以期为后期研究解决紫花苜蓿连作障碍提供理论基础。

酚酸降解菌的分离、鉴定及其减轻烟草连作障碍的效果研究

烟草根系分泌物中的酚酸类成分在土壤中过度积累是导致烟草连作障碍出现的重要原因.为减轻烟草连作障碍,以云南省昆明市连作烟田的土壤为材料,筛选出对烟草具有促生效果的酚酸降解菌N8.通过形态学和分子生物学方法确定该菌为短波单胞菌(Brevundimonas naejangsanensis).该菌株可降解烟草连作土壤中73.4%的阿魏酸和83%的苯甲酸.连作土盆栽烟草经该菌株处理后,其株高、茎围、叶长指标相比于对照组,分别增长了17.22%、16.86%、5.05%.在田间小区试验中,N8菌株处理组烟草的株高、干重指标均高于对照组,分别提高2.13%与23.33%.研究筛选出的菌株N8为消除烟草连作障碍提供了有益的菌株储备.

消减大豆连作障碍的养分调控技术研究进展

为明确不同养分调控技术对大豆连作障碍消减的作用,本文阐述了大豆连作障碍的发生与危害。从提高肥料养分供应能力、改善土壤理化性状和优化土壤微生物环境3个方面分别综述了针对大豆连作障碍中不同危害的解决方案。通过改变施肥方式、时间、数量等方式解决大豆长期连作导致土壤中养分偏耗和影响大豆生长发育的问题;通过使用不同改良剂针对性地解决土壤酸化、板结、保水保肥能力下降的问题;在大豆连作土壤中接入有益微生物,从而降低有害微生物及病原菌的活性,最终达到改善土壤微生物环境的效果。最后总结得出,消减大豆连作障碍过程中尚待解决的问题以及养分调控技术的研究方向,为大豆连作障碍的发生发展机理的研究、养分调控技术的优化改良提出建议和展望。

羊肚菌连作障碍土壤中病原微生物多样性分析

以羊肚菌连作障碍土壤为试验材料,采用高通量扩增子测序技术和生物信息学方法分析病害土壤中细菌和真菌的多样性,以期为羊肚菌栽培技术优化和连作病害防治提供参考依据。结果表明,病害羊肚菌土壤优势细菌类群有弧菌属(Vibrio)、疣微菌科UCG-005(Ruminococcaceaea UCG-005)等;优势真菌类群中的拟青霉属(Paecilomyces)、镰刀菌属(Fusarium)、木霉属(Trichoderma)等均为大型真菌病原菌的相关类群。病原细菌和病原真菌的共同作用是造成羊肚菌患白霉病、枯萎病、柄腐病等连作病害的原因。

蚯蚓粪与脱硫石膏配施对设施黄瓜连作障碍的效应研究

为研究不同土壤改良剂对设施黄瓜(Cucumis sativus L.Del 99)连作障碍的影响,本试验于2018—2020年在宁夏园艺产业园区内进行,设置对照组(CK)、蚯蚓粪(V)、脱硫石膏(G)及蚯蚓粪与脱硫石膏配施(G+V)处理,探究不同处理对土壤物理性质、土壤酶活性、土壤微生物群落分布、黄瓜品质及产量的影响,并将其纳入土壤质量指数(SQI),进行拟合分析。结果表明,与对照相比,蚯蚓粪与脱硫石膏配施(G+V)能降低北方地区连作土壤的pH值,增加土壤电导率(EC)、有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量。蚯蚓粪配施脱硫石膏的细菌门、属群落丰富度最高,且放线菌门(Actinobacteria)比例随种植年限增加而增加。连续种植四茬后,施加各改良剂均能显著增加黄瓜产量,相较于对照组以蚯蚓粪+脱硫石膏配施(G+V)处理增幅较高,各茬相比于对照组分别增加19.81%、31.47%、11.36%、14.98%。相关分析结果显示,土壤综合质量指数(SQI)与黄瓜产量呈显著正相关关系。综上,蚯蚓粪与脱硫石膏(G+V)配施能够协同改善设施连作土壤综合质量指数,提升设施黄瓜产量。本研究结果为我国北方地区设施蔬菜的可持续生产和设施连作障碍的改善提供了理论参考。

连作障碍产生机理及防控现状

由于我国人口迅速增长、耕地资源限制和粮食作物产区相对比较集中等各种因素的共同影响,在农业生产中作物长期连作已经形成了一个较为普遍的发展态势。随着连作年限的增加,作物生长受到不同程度的影响,因此连作障碍已成为制约绿色农业可持续发展的一个重要原因。许多作物在长期连作模式中都会发生连作障碍,这主要是由于植物的自毒作用、土壤中致病微生物的增殖、微生物区系失衡和土壤理化性质的劣变所引起,目前科研工作者们根据连作障碍重要因子研究出了多种绿色有效的生物防控方法,主要通过研制生物菌剂、有机肥、土壤强还原措施以及噬菌体疗法等来防控连作障碍,这些方法在防控连作障碍方面效果显著且绿色环保,符合我国绿色可持续发展理念。鉴于此,本综述针对目前连作障碍产生的主要因素,以及近年来提出的防控连作障碍的各种措施进行了阐述,并对该领域未来的研究方向进行了展望,为之后的连作障碍研究提供理论依据,以期克服作物连作障碍难题,促进现代农业的健康可持续发展。

地黄连作障碍研究进展

总结了连作障碍的危害、形成机制及消减策略,明确连作障碍形成的主要原因为土壤理化性质劣化、土传病虫害加剧和化感自毒作用,是由地黄-土壤-微生物3者共同作用的结果。针对连作障碍,综述了选用抗连作优质品种、强还原土壤灭菌、土壤淹水处理、添加食用菌菌渣、施加修复微生物菌剂等方法进行防控与缓解,以期为解决连作障碍问题提供理论指导。

辣椒连作障碍土壤中的真菌群落结构特征

连作障碍是目前制约我国辣椒产业可持续发展的重要因素。解析土传病害中健康土壤和发病土壤的微生物互作机制,可为缓解辣椒连作障碍提供理论支持。以连续种植多年的辣椒健康土壤和发病土壤为研究对象,利用ITS高通量测序技术解析辣椒健康土壤与发病土壤的真菌群落特征,并通过相关性分析及随机森林模型构建,进一步阐述健康土壤的核心关键物种。结果发现,发病土壤具有病原真菌物种多样性增多的特征,其中新赤壳属(Neocosmospora)和镰刀菌属(Fusarium)是导致辣椒病害的主要生物因素。通过健康土壤中的核心微生物与发病率和病原菌相关性随机森林分析发现,梭孢壳属(Thielavia)和丝葚霉属(Papulaspora)可能具有抑制病原菌种群丰度及降低辣椒发病率的作用。研究结果可为辣椒连作障碍的解析和解决提供理论及技术支撑。

甜瓜连作障碍及其调控措施研究进展

甜瓜长期连作引发土传病害严重制约甜瓜产业发展,甜瓜的连作障碍成因及其调控措施亟待研究。近年来,国内外研究者从土壤学、土壤微生物学、根系分泌物与根际微生物互作等方面进行连作障碍成因的研究。基于此,围绕连作障碍的危害、成因及相关调控措施进行文献综述,旨在为土壤提质增效、甜瓜的绿色健康发展和科学栽培提供理论支撑。

连作烤烟土壤特征及连作障碍防控技术研究进展

为深入阐明烤烟连作障碍的发生机制和科学选择综合防控措施,以期最大限度消减烤烟连作障碍,实现我国烤烟种植业的绿色、高效和可持续发展。从连作烤烟土壤理化性状特征、连作烤烟土壤酶活性特征、连作烤烟土壤化感物质变化特征、连作烤烟土壤微生物群落结构和多样性变化特征等方面综述了连作烤烟土壤的特征。从培育耐连作烤烟抗性品种、优化种植制度、合理施用不同种类肥料制剂、连作土壤消毒和生物防治等方面,总结了当前我国烤烟连作障碍的防控措施,并对今后烤烟连作障碍的研究方向及防控技术最新发展方向进行了展望。

皂苷源土壤连作障碍的成因及生物炭修复缓解机制研究进展

以皂苷类化感物质为诱因引发的土壤连作障碍已成为制约药用植物产业和土地资源管理可持续发展的重要因素。目前修复皂苷源土壤连作障碍的手段主要有生物防治、轮作套作、土壤消毒等,但都无法从根本上高效、稳定地调控植物分泌和土壤中积累的皂苷,连作障碍仍会反复。生物炭作为一种低成本、高性能的优良土壤修复材料,在修复连作障碍土壤上有值得期待的良好前景。综述了皂苷类化感物质通过化感及自毒作用恶化土壤微生态环境等方式诱发连作障碍,分析了生物炭可通过吸附土壤中积累的皂苷、优化植物生存环境与土壤微生态环境、调控植物分泌皂苷总量、减少土传病病发率等途径修复缓解连作障碍的可能性。最后对还原剂改性生物炭防治皂苷源土壤连作障碍提出了合理展望,探究了改性生物炭的制备、应用及其可能产生的环境风险,为克服药用植物连作障碍提供理论支撑。

不同施肥处理的连作障碍辣椒成分特征分析及综合评价

为探明不同施肥处理对连作障碍辣椒果实矿质元素和品质指标的影响,以期寻求有效缓解辣椒连作障碍的最佳施肥处理,为辣椒产业高效高质发展提供理论依据。采用相关性分析和主成分分析对不同施肥处理辣椒中12种矿质元素及3个品质指标进行差异分析,并采用健康风险评估模型对辣椒中重金属Cr、Cu、Pb、Cd、As和Hg进行健康风险评价。结果表明,除了T2和T11处理重金属Cd含量分别为0.253、0.269 mg/kg,接近限量值0.3 mg/kg外,其余各处理中的各重金属含量均远远低于限量值,且各施肥处理的健康风险评估危害指数HI_(辣椒)均远远小于1.0,即不会产生明显的健康影响,但应对Cd引起重视;辣度与辣椒素含量、二氢辣椒素含量、Ca含量和Sr含量的相关系数分别为0.97、0.79、0.81、0.70,均呈极显著正相关关系(P<0.01);T6处理矿质元素Ca、Ni、Be、Sr的含量在各处理中均最高,分别为CK的1.64、1.36、1.36、2.75倍,且T6处理的辣椒素含量、二氢辣椒素含量及辣度分别较CK提高了24.52%、36.16%和26.80%,较其他施肥处理均明显增加(T5、T7处理的二氢辣椒素含量除外);T6处理的主成分分析(PCA)的综合得分为3.575,排名第一,评价最高。说明T6(复合肥+功能性有机肥+枯草芽孢杆菌菌剂)处理能够提高辣椒辣度,改善辣椒品质,可安全有效缓解辣椒的连作障碍现象,为最佳施肥方式。

怀山药连作地土壤元素的变化和连作障碍解决方法研究

测定和分析温县怀山药栽培基地土壤元素随连作年限的变化,分离鉴定怀山药根际土中化感物质的种类和含量,探究引起怀山药连作障碍的主要因素,并考察施用杀线菌肥对山药产量和品质的影响。结果表明:怀山药连作1~4年土壤元素和有机质含量先增多后减少,以连作2年最高,连作使土壤氮、磷、钾比例失调,Cu、Cd、Cr、Ni、Pb在土壤表层富集,土壤pH减小。随着生长期的延长,土壤中全磷、重金属、Na含量降低,全钾、Ca增多,Mg和有机质变化不明显;应用GC-MS和HPLC在山药根际土中共鉴定出11种化感物质。施用杀线菌肥可有效缓解山药连作障碍,达到增产提质防病害的功效,以3000 kg/hm^(2)效果最优,比对照增产26.83%,根长增加35.26%,畸形率降低82.43%;3000、6000和9000 kg/hm^(2)施肥量使山药增粗10.00%~15.00%,根际线虫分别比对照减少了82.80%、73.12%和52.69%。

连作障碍土壤改良措施研究进展

长期连作会引起连作障碍,造成土壤有效养分降低、土壤酶活性下降、土壤微生物多样性受破坏,导致连作病害加剧及作物减产甚至绝收。近年来,针对连作障碍的土壤改良措施研究成为热点,已逐步形成农业、理化和生物改良技术,在实际应用中取得较好的效果。文章通过整理查阅文献,总结了土壤改良种植制度的优化、土壤改良剂的选择、抗病品种选育的应用、土壤熏蒸消毒改良以及拮抗菌应用等生物防治措施,对作物连作障碍发病机理和防治措施相关研究中的问题进行了展望,以期为农业生产提供理论基础。

水杨酸和微生物菌剂对连作障碍烟田烤烟促生效果比较

为探索解决烤烟连作障碍的有效方法,选用水杨酸和3种微生物菌剂在连作障碍烟田开展田间区组试验.结果表明:施用水杨酸的株高、茎围、最大腰叶长、最大腰叶宽和最大腰叶面积均最高,施用壮观链霉菌69-1的叶片数最多,茎围、最大腰叶宽和最大腰叶面积仅次于水杨酸;施用水杨酸的百叶质量、单位面积产量和单位面积产值均为最高,施用壮观链霉菌69-1的中上等烟比例和均价均为最高;水杨酸与3种微生物菌剂联用,未出现促进生长和提高产质量的叠加效果.水杨酸和壮观链霉菌69-1均能显著促进烟株生长,提高烟叶产质量,建议在具有连作障碍的烟区进一步扩大面积推广应用.

羊肚菌栽培模式与连作障碍防控

羊肚菌为珍稀食用真菌,我国栽培面积和产量逐年提高,不同地区需要因地制宜选择羊肚菌种植方法。目前羊肚菌栽培模式主要有大田栽培、林下栽培、室内反季节栽培以及大棚层架式栽培,使用的栽培设施主要有大棚、小拱棚两类。论述了羊肚菌主要栽培模式,解析了羊肚菌栽培连作障碍的成因和预防措施,可为羊肚菌栽培研究和技术推广提供参考。

辣椒连作障碍治理技术研究进展

土壤连作障碍将造成土壤营养利用率下降,病虫害加剧,农产品产量与品质下降等诸多问题,严重制约农业产业的稳定发展。设施栽培中辣椒连作障碍表现越发严重,加上设施栽培在耕地方面的限制,连作情况很普遍,近年来辣椒产量和品质随着连作年限的增加而出现明显下降现象。笔者结合工作实践对辣椒目前主要的连作障碍因素及防治措施进行了总结,以期为缓解辣椒连作障碍,保障辣椒高产、稳产提供参考依据,促进辣椒产业的健康良性发展。