万寿菊秸秆微观形貌和化学组成的变异研究

【目的】研究万寿菊秸秆的微观形貌、化学元素组成和官能团的变异规律,可以在微观尺度和分子水平上为科学合理利用农作物秸秆提供技术依据。【方法】采用场发射扫描电镜(FE-SEM)和电子能谱(EDS)表征万寿菊秸秆横切面的微观结构变异和化学元素组成变异情况;采用彩色图像计算机分析系统,对万寿菊秸秆的上段、中段、下段进行胞壁率测量;采用傅里叶一维红外光谱(FTIR)、二阶导数光谱(SDIR)和二维相关红外光谱(2DIR)表征万寿菊秸秆沿高度方向上的官能团变异规律。【结果】万寿菊秸秆的径向尺寸在上段变异较小(极差为7.3),而在中段和下段的变异较大(极差分别是10.0和10.7);万寿菊秸秆的上段组织结构"粗疏",但在中段和下段的管孔直径及分布密度差异不大,导管类型主要是单管孔或复管孔,万寿菊秸秆的碳氧比在高度方向由上至下为0.73、0.79、0.83,呈现递增趋势,氮元素原子百分比也有同样趋势;万寿菊秸秆的胞壁率沿径向由内向外,高度方向由上向下均呈现出递增趋势;万寿菊秸秆不同高度对应的FTIR谱图在2 816~2 972 cm-1、1 651、1 461 cm-1、849~800 cm-1处,SDIR谱图在1 700、1 280 cm-1处,以及2DIR谱图在3 240~3 409 cm-1、2 921、2 850、1 619 cm-1处均存在较明显变化,表明对应官能团的种类与吸收峰强度和秸秆高度位置的变化有一定的相关性。【结论】通过对万寿菊秸秆微观形貌和官能团分析,揭示了万寿菊秸秆的径向尺寸、内部组织结构、碳氧原子百分比、细胞的胞壁率与秸秆生长高度方向的对应关系;推测出秸秆主要化学成分所含官能团的种类和数量在秸秆生长高度方向上的变异规律。

万寿菊秸秆熏蒸对烟株根际土壤原核微生物群落的影响

为缓解烟草连作障碍,通过大田试验分析了万寿菊秸秆熏蒸对烟株根际土壤原核微生物群落的影响。结果表明,万寿菊秸秆(750~3000 kg/hm^(2))熏蒸可提高烟株根际土壤细菌和放线菌数量,1500kg/hm^(2)用量时的效果最明显。1500 kg/hm^(2)万寿菊秸秆熏蒸可提高烟苗移栽后50 d时土壤原核微生物群落Shannon多样性指数和Sobs、Chao1丰富度指数,增幅分别为6.09%、11.81%和11.27%。同时,1500 kg/hm^(2)万寿菊秸秆熏蒸可改善土壤原核微生物群落结构,提高根际土壤中拮抗菌[鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、未确定属的芽单胞菌科(unidentified Gemmatimonadaceae)、溶杆菌属(Lysobacter)、伯克霍尔德菌属(Burkholderia)]、降解菌(Ramlibacter)、功能菌[Candidatus Solibacter、Bryobacter、根微菌属(Rhizomicrobium)]和根际促生菌[黄色土源菌属(Flavisolibacter)]的相对丰度。因此,万寿菊秸秆熏蒸在缓解烟草连作障碍方面具有潜在作用。