复合木霉制剂防治黄连根腐病及其机理研究

为评价复合木霉制剂对黄连根腐病的防治效果,并揭示其防病机理,为黄连根腐病专用微生物农药的研发奠定基础,本试验将深绿木霉Trichoderma atroviride、长枝木霉T.longibrachiatum、钩状木霉T.hamatum、拟康宁木霉T.koningiopsis等4种木霉配制的复合制剂和尖镰孢Fusarium oxysporum以不同的方式分别施用于黄连,统计根腐病发生情况,检测黄连根部防御酶活性,用高通量测序分析根际土壤真菌群落结构。结果表明,复合木霉制剂对尖镰孢导致的根腐病具有明显预防效果;复合木霉制剂和尖镰孢分别接种黄连可提高SOD、POD、CAT、PAL、PPO等防御性酶活性,产生诱导抗性;而它们先后接种黄连可产生强化效应,从另一个途径提高植株抗病性。复合木霉制剂和尖镰孢都会降低真菌的数量、多样性,和某些真菌的相对丰度,而复合木霉制剂的抑菌作用更强烈,尤其能明显抑制尖镰孢、Ilyonectria sp.等病原真菌的生长,且能改善土壤真菌群落结构。木霉和尖镰孢都能在土壤中较长期定殖。可见,复合木霉制剂可以预防尖镰孢导致的黄连根腐病,防病机理包括诱导黄连植株产生抗性,接种后再遭受病原菌侵染产生的强化效应,优化土壤真菌群落结构,抑制土壤中病原菌等,且有效期较长。因此复合木霉制剂具有开发为微生物农药防治黄连根腐病的潜力。

植物根系分布形态及含根复合土强度特性试验

根系空间分布形态对含根复合土体抗剪强度影响显著。近年来快速发展的透明土试验技术为非嵌入式可视化观测植物根系分布形态提供了技术支撑。基于Carbopol Ultrez10制配成透明黏土材料,开展高羊茅、香根草两种植物根系生长过程中的分布形态观测研究;并与植物在天然砂土与天然黏土中的根系生长长度进行对比分析。继而,开展高羊茅植物根系分别在水平、竖直、倾斜、相交及混合等分布形态下含根复合土体的十字板剪切试验,探讨最优含根量、根系增强效应系数以及表层加筋效应等问题。试验结果表明,透明黏土材料中最优含根量约为0.35%,混合分布形态下根系增强效应最明显,根系增强效应系数约为1.4~1.5。

接菌对紫花苜蓿根系抗拉性及根菌复合土体抗剪强度影响

废弃矿井生态修复既包含井工采煤沉陷造成的根系拉伤修复,也包含露天开采边坡地质灾害治理。废弃矿井受采矿影响致使生态脆弱,植株成活率低,生态修复成为矿山环境治理的主要目标。利用微生物修复技术恢复根系功能成为研究热点。为了深入揭示2类共生真菌丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)和深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)对根系抗拉强度及根土复合体抗剪强度的影响,以紫花苜蓿为研究对象,布设室内盆栽实验,设置不种植物不接菌为纯对照CK1、种植植物不接菌为对照CK2、单接菌AMF、单接菌DSE和双接菌AMF+DSE 5种处理,研究接菌对根系力学特性及菌根复合土的抗剪强度影响作用。结果表明:接菌与对照处理的土壤粒径组成大致相同:细砂粒>中砂粒>粗砂粒,接菌前后土壤构成中粗砂粒所占比重增高,细砂粒含量成倍降低。5种不同处理下的平均单根抗拉力及复合体抗剪强度由大至小依次为AMF+DSE,DSE,AMF,CK2,CK1;平均单根抗拉强度依次为AMF+DSE,CK2,AMF,DSE。5种处理下深度10~20,20~30 cm处菌根复合土黏聚力比30~40 cm深度处的显著增加,黏聚力与根系分布相关;不同处理的根土复合体黏聚力均存在最优根径,即根径约为0.6 mm时黏聚力达到最大。该研究成果为微生物复垦机理提供了一种新的力学方法,为采煤沉陷地和地质灾害生物减损修复提供了一种新的思路。

不同连作年限番茄根系淀积物的变化及其与根结线虫的关系

了解蔬菜连作与土传病虫害的关系有助于发展绿色农业。基于根系淀积物在植物-土壤之间功能反馈中的重要地位,选择野外定位试验中番茄第2、第6和第8茬的不同连作年限处理,研究根结线虫的变化及其与土壤性质特别是根系淀积物组成的关系。结果显示:与第2茬相比,连作茬数增加导致土壤pH显著降低(P<0.05),而土壤有机碳和硝态氮含量显著升高;同时,根系淀积物的组分类别及其相对含量也有显著变化,其主要组分中有机酸类物质的数量和相对含量随连作茬数的增加而增加。土壤化学性质、根系淀积物和根结指数三者的网络结构分析表明,根结指数与网络中其他节点之间的联系伴随连作年限而增强。在第8茬中,根结指数与月桂酸含量呈负相关,与土壤NO3^--N含量以及颠茄碱、麦角甾醇的含量呈正相关,说明连作番茄根结线虫病害加重与土壤化学性质尤其是根系淀积物的变化有密切联系。

复配多肽对强酸性土壤条件下“云烟87”的根系生长调控

以湖北利川市柏杨坝镇强酸性土壤为实验种植基地,以蛋白多肽(蛋白氮)为研究肥料,以烟草专用肥(铵态氮、硝态氮)为对照,利用“云烟87”为研究作物,研究蛋白多肽及其复配组合对烟草的根系发育、土壤pH、微生物种群的调控效应,探索蛋白废弃物转化多肽是否能代替含有铵态氮、硝态氮的专用肥,达到少用或不用硝态氮与铵态氮类肥料,结果表明:复配多肽较CK能显著提高烟草根系活力5.61%~30.84%,根系氮、磷、钾、钙含量分别提高12.54%、15.67%、6.64%、6.88%,根系长度和体积分别提高3.3%和12.21%,提高0.10个单位的土壤pH值并增加土壤微生物种群多样性.所有结果表明,多肽尤其是复配多肽具有在强酸性土壤中种植出合格烟叶的潜力,具有减少硝态氮、铵态氮使用的可能性.

不同复合肥施用量对大豆生长及土壤酶活性的影响

为探究施用复合肥对大豆生长和土壤酶活性的影响,选用大豆品种徐豆18为研究对象,以空白处理为对照,设置1、1.5、2和3g·kg^(-1)(复合肥·土壤^(-1))4个浓度的浇淋复合肥处理,观察盆栽大豆的生长发育情况,测定土壤酶活性。结果表明,不同复合肥施用量对大豆生长及土壤酶活性具有显著影响。施用复合肥有利于提高大豆株质量、根冠比和土壤酶活性,其中复合肥施用量为3g·kg^(-1)时,大豆的株质量、根冠比最高,土壤脲酶活性显著提高了62.1%;复合肥施用量为2g·kg^(-1)时,土壤磷酸酶活性显著提高了42.3%。由此可见,种植大豆过程中施用复合肥可提高土壤肥力和土壤酶活性,改善土壤环境,从而促进大豆植株生长。

中高型有髯鸢尾根腐病病原分离与鉴定

中高型有髯鸢尾易发生根腐病,在全国各地均有发生,为害严重。为对中高型有髯鸢尾根腐病精准防治提供科学依据,开展了中高型有髯鸢尾根腐病病原鉴定研究。以郑州绿城广场采集的Iris germanica ‘Edward of Windsor’、Iris germanica ‘Ola Kala’和Iris germanica ‘Alcazar’鸢尾根腐病标本为试验材料,采取植物组织分离和根际土壤提取的方法对病原菌进行培养、分离、纯化,依据柯赫氏法则进行鸢尾根际接种确定鸢尾根腐病主要致病病原菌的基本类型;通过形态学对比和分子生物学鉴定确定致病病原的种类。结果表明:从鸢尾病株和根际土壤中共获得6种形态特征不同的真菌,利用柯赫氏法则鉴定出了YW-1、YW-2两种鸢尾根腐病的致病病原真菌;通过对两种病原真菌的菌丝形态、颜色、孢子与孢子梗形态、发育规律进行形态学鉴定,以及对两种病原真菌的DNA提取、电泳、基因测序、ITS基因位点对比、NJ法构建生长发育树等进行分子生物学鉴定,检测出与两种病原真菌相对应的rDNA-ITS基因序列的同源性均在99%以上,确定此两种致病病原真菌分别为YW-1:腐皮镰刀菌(Fusarium solani),YW-2:葡萄座球腔菌(Boryosphaeria dothidea)。综上,本研究认为鸢尾根腐病是由腐皮镰刀菌(Fusarium solani)和葡萄座球腔菌(Boryosphaeria dothidea)两种病原的复合侵染所致。本研究为中高型有髯鸢尾根腐病的综合防治提供了科学依据。

黄芪根腐病复合生防放线菌筛选鉴定及防治作用

为了研制出有效的黄芪根腐病生物防治产品,本研究利用从疏勒河流域盐碱土壤中分离出对其致病菌有良好防治作用的放线菌进行多菌复配,以期提高生防菌对黄芪根腐病的防效。采用平板对峙法和生长速率法筛选高效生防菌,并对其进行形态特征、生理生化和16S rRNA基因序列鉴定,并采用盆栽试验对黄芪根腐病的防治效果进行测试。结果表明:从供试的244株放线菌中,经初筛有11株放线菌对黄芪根腐病菌的抑菌率均高于50%,复筛后对黄芪根腐病菌的抑菌率为7%～57%。结合筛选效果和菌株间亲和性试验,将菌株DA4-3-12、DA8-4-10和221作为复合菌的研究对象。经鉴定,菌株DA4-3-12和221为Streptomyces alboflavus,DA8-4-10为Streptomyces alanosinicus。单一菌株DA4-3-12、DA8-4-10和221及其不同组合混合菌株(DA4-3-12+DA8-4-10、DA4-3-12+221、DA8-4-10+221、DA4-3-12+DA8-4-10+221)对黄芪根腐病均有防治效果,其防效分别为60%、46%、70%、55%、70%、64%、72%,以混合菌株DA4-3-12+DA8-4-10+221的效果最为理想,混合菌株中各菌株间通过协同作用充分发挥其生防效果,且抑菌谱较广。