整合微生物组菌剂的提出、研发与应用

【目的】利用微生物发酵床作为发酵槽,猪粪氮素连续流加中温好氧发酵,将通过宏基因检测鉴定到的微生物组称为整合微生物组,生产高含菌量整合微生物组菌剂,作为植物病害生防菌剂。【方法】生产工艺:原料配制→发酵床发酵→猪粪氮素连续流加→好氧发酵控制→产品加工→产品包装等。生产技术:利用养猪使用1年以上的微生物发酵床,添加一层10 cm厚的30%豆饼粉+70%杏鲍菇菌糠垫料,每平方米1头猪作为猪粪氮素连续流加营养来源,每天翻耕1次,连续好氧发酵20 d后,取出上层20 cm的垫料,进入晾晒、粉碎、分筛、包装,加工成整合微生物组菌剂。【结果】整合微生物组菌剂产品技术指标:含水量29.74%,pH 7.56,有机质含量44.46%,全氮含量2.23%,腐殖酸含量11.20%,粗纤维含量14.06%,含菌量145×108 cfu/g。宏基因组测定结果表明,菌剂样品序列(reads)条数平均值为99 701.75,每克菌剂含有细菌39门、96纲、189目、383科、786属、1 281种;其中,芽孢杆菌46种,9种为中国新记录种,即:(1)嗜气芽孢杆菌(Bacillus aerophilus)、(2)蚯蚓芽孢杆菌(Bacillus eiseniae)、(3)丝状芽孢杆菌(Bacillus filamentosus)、(4)柯赫芽孢杆菌(Bacillus kochii)、(5)根际芽孢杆菌(Bacillus rhizosphaerae)、(6)长型赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus macroides)、(7)淤泥大洋芽孢杆菌(Oceanobacillus caeni)、(8)拾蛤鸟氨酸芽孢杆菌(Ornithinibacillus scapharcae)、(9)海洋枝芽孢杆菌(Virgibacillus oceani);未发现猪细菌病原。可培养法分离的芽孢杆菌活菌数2.062×108 cfu/g,宏基因组测定结果中,芽孢杆菌的总丰度为1.42%,以此推算菌剂有效细菌总含量145×108 cfu/g。整合微生物组菌剂浸出液处理组的绿豆发芽率为96.67%,与清水对照组无显著差异(P>0.05),但胚根长比对照增加了58.08%。用5%—10%的菌剂配制成育苗基质,番茄出苗率提高了3.0%,株高增加了25.1%,对番茄青枯病的校正防治效果可达79.41%。整合微生物组菌剂的产品质量标准参考农业农村部生物有机肥标准(NY884-2012),初步确定为:有机质≥40%,含水量≤30%,pH 5.5—7.5,粪大肠菌群数≤100个/g,蛔虫卵死亡率>95%,有效期>6个月;重金属含量满足标准要求:砷<15 mg·kg-1,镉≤15 mg·kg-1,铅≤15 mg·kg-1,铬≤15 mg·kg-1,汞≤15 mg·kg-1;有效活菌数调整为:总细菌数≥30×108 cfu/g,其中芽孢杆菌≥2×108 cfu/g。【结论】提出了整合微生物组菌剂的概念和产品技术标准。研发的整合微生物菌剂可促进种子根部生长,并对番茄青枯病有良好的防治效果。

整合微生物组菌剂对番茄种子萌发和幼苗生长的影响及其对青枯病的防治效果

整合微生物组菌剂是利用微生物发酵床作为发酵槽,通过二次好氧发酵生产含有多个功能微生物组的一种新型土壤连作障碍修复剂。本研究采用室内培养皿法,研究整合微生物组菌剂不同浸提液体浓度对番茄种子萌发的影响,结果表明,整合微生物组菌剂浸提液的100倍稀释液处理的番茄种子发芽指数(36.75)和种子活力指数(106.07)均显著高于无菌水对照(发芽指数33.98,种子活力指数65.26);整合微生物组菌剂浸提液的稀释倍数低于50倍会抑制番茄种子萌发,其发芽率、发芽指数和种子活力指数均显著低于无菌水对照。通过盆栽试验,研究不同添加量整合微生物组菌剂对番茄植株生长及青枯病害的防治效果,结果表明,低浓度整合微生物组菌剂(添加量为小于60%)会促进番茄植株生长,而高浓度整合生物组菌剂(添加量大于80%)抑制番茄植株生长;添加量为40%,其促长效果最好,植株的株高、茎粗和根长分别比对照增加13.77%、26.00%和79.51%,其根系活力31.15μg/(g·h),也显著高于对照组24.72μg/(g·h);整合微生物组菌剂对番茄青枯病的防治效果随添加量增大而增加,添加量大等于40%,其对番茄青枯病的防治效果均大于65%,添加量为100%的防治效果最好,为77.37%。综合促长效果、青枯病的防治效果及成本,建议整合微生物组菌剂使用剂量为添加量40%。

基于序贯博弈多智能体强化学习的综合模块化航空电子系统重构方法

动态重构是一种有效的综合模块化航空电子系统故障容错方法.重构蓝图定义了系统故障环境下的应用迁移与资源重配置方案,是以最小代价重构恢复系统功能的关键.在复杂多级关联故障模式下,如何快速自动生成有效重构蓝图是其难点.针对该问题,本文提出一种基于序贯博弈多智能体强化学习的综合模块化航空电子系统重构方法.该方法引入序贯博弈模型,将因受故障影响而需要迁移重构的应用软件定义为博弈中的智能体,根据应用软件优先级确定序贯博弈的顺序.针对序贯博弈过程中多智能体间竞争与合作的问题,算法使用强化学习中的策略梯度,通过控制与环境交互中的动作选择概率来优化重构效果.应用基于有偏估计的策略梯度蒙特卡洛树搜索算法更新博弈策略,解决了传统策略梯度算法震荡难收敛、计算耗时长问题.实验结果表明,与差分进化、Q学习等方法相比,所提算法的优化性能和稳定性均具有显著优势.

整合微生物组菌剂对西瓜种子萌发和幼苗生长的影响及其对枯萎病的防治效果

整合微生物组菌剂(简称整合菌剂)是以使用1年左右的微生物发酵床养猪垫料为基材生产的土壤修复剂,含有多个功能微生物组。通过采用滤纸萌发法,研究整合菌剂不同浸提液浓度对西瓜种子萌发的影响,结果表明:整合菌剂的浸提液对西瓜种子的萌发有明显抑制作用。添加量为5%,发芽率为53.33%,发芽指数(7.02)和种子活力指数(241.05)均显著低于两组对照(P<0.05);胚根的生长(34.54 mm)与两组对照(34.56 mm和30.20 mm)无显著差异(P<0.05)。随着添加量的增加,发芽率、胚根长、发芽指数、种子活力指数均呈下降趋势。通过盆栽试验,研究整合菌剂不同比例添加量对西瓜植株生长及枯萎病害的防治效果,结果表明:整合菌剂添加量10%,根长和株高较旧基质分别提高了40.82%和45.34%,促长效果最为显著(P<0.05),对西瓜枯萎病防治效果达66.67%;整合添加量大于20%,根长和株高较旧基质分别降低了10.21%和3.97%,抑制作用显著(P<0.05)。综合试验结果,建议整合菌剂可在西瓜定植时根部施用,添加量控制在10%以下,并结合防病药剂等其他措施才能达到对枯萎病的理想防效。