夏玉米根系密集区与行间N2O浓度及与氨氧化细菌和反硝化细菌数量的关系

采用硅胶管法和微生物分子生态学方法对华北平原典型旱地土壤夏玉米根系密集区与行间土壤产生的N2O及与氨氧化细菌和反硝化细菌数量的关系进行了研究。结果表明:夏玉米三叶期和十叶期的施肥灌水措施以及超过15 mm左右的降雨均显著促进了土壤N2O的产生。夏玉米行间产生的N2O略高于根系密集区,但二者未达显著差异水平。相关分析表明,影响土壤N2O产生的主要环境因子为土壤空隙含水量(WFPS)及土壤NO-3-N含量,二者决定系数分别为0.79和0.51。N2O浓度与氨氧化细菌amoA基因拷贝数及反硝化细菌nirS基因拷贝数之间的显著正相关关系(决定系数分别达0.55和0.62)表明土壤中N2O的产生与氨氧化细菌和nirS基因反硝化细菌数量的增加有关。表明在该试验条件下,夏玉米根系生长对根系密集区土壤中氮和水的消耗以及氨氧化细菌和反硝化细菌数量的变化并未引起根系密集区和玉米行间N2O浓度的显著差异,即在田间布设N2O观测箱时,采样箱是否覆盖作物根系或采样箱覆盖作物根系的多少对N2O排放量的测定结果没有显著性影响。

我国北方农田土壤中AM真菌的多样性

AM真菌是农业生态系中一类重要的土壤微生物 ,它在农田土壤中的发生和分布受多种环境因素的影响。为深入了解我国北方农田土壤中AM真菌的多样性规律 ,于 2 0 0 0年在河北、山东的农田土壤中采集有代表性的土样 12 7个。通过进一步扩繁、纯化 ,从中分离出AM真菌 5属 2 2种 ,鉴定了 2 0个种 ,包括一个国内新记录种沾屑球囊霉 (Glomusspurcum)。分析AM真菌的多样性特点及其影响因素发现 ,农田土壤中以球囊霉属 (Glomus)的频度最高 ,其次为无梗囊霉属 (Acaulospora) ;优势种类为幼套球囊霉 (Glomusetunicatum )和摩西球囊霉 (Glomusmosseae)。土壤速效磷含量、pH状况主要对孢子密度产生影响 ,对种群分布影响不大。宿主植物类型对AM真菌的侵染状况和多样性影响较大 ;比较玉米 (Zeamays)、甘薯 (Ipomoeabatatas)根区AM真菌的种群组成后发现两者有所不同 ,但优势种一致。

接种丛枝菌根真菌对甘薯生长的影响研究

温室盆栽试验研究 3种丛枝菌根真菌 (AM )对甘薯生长的影响结果表明 ,灭菌土壤条件下接种 3种AM真菌 (GlomusmosseaeBEG16 7GlomusintraradicesBEG14 1和Glomussp .WUM2 6 )均不同程度促进甘薯对P的吸收和植株生长 ,其中BEG16 7和BEG14 1对甘薯效应显著高于WUM2 6 ;各接种处理菌丝长度差异及琥珀酸脱氢酶(SDH)活性与其对甘薯的生长效应基本一致 ;接种BEG16 7和BEG14 1的生长效应无显著差异 ,但接种BEG16 7菌丝长度显著大于BEG14 1,其原因可能是BEG16 7菌丝活性低于BEG14 1所致。未灭菌土壤条件下接种 3种AM真菌对甘薯的生长效应不显著 ,而土著AM真菌繁殖体数量较多可能是影响其接种效果的主要原因。

种间相互作用对作物生长及养分吸收的影响

田间试验采用裂区设计,研究了蚕豆、大豆和小麦在两个施氮水平下与玉米间作对作物生长和养分吸收的影响。结果表明,与单作相比,间作对蚕豆生长和养分吸收无明显影响;间作促进大豆前期生长,但在玉米旺盛生长期其生长和养分吸收受到抑制;间作对小麦生长和养分吸收有明显的促进作用。与蚕豆间作,玉米能够获得更高的产量和养分吸收量;与大豆间作,对玉米前期生长有抑制作用,但玉米旺盛生长后其生长和养分吸收有明显增加;与小麦间作,在共处期玉米生长受到强烈抑制,小麦收获后玉米生长开始逐渐恢复。蚕豆/玉米间作具有产量优势,大豆/玉米间作为产量劣势;小麦/玉米间作在低氮条件下为产量劣势,提高氮肥用量可恢复以至达到单作水平。分析认为,蚕豆和大豆生物固氮和根系分泌物活化土壤磷的特点促进了玉米的生长,小麦强的根系竞争能力抑制了玉米生长;在共处期玉米的遮荫作用会抑制大豆的生长,而小麦收获后受抑制的玉米产量有向单作水平恢复的能力。表明选择合理的作物配置能够充分利用各种资源,促进种间有益作用,提高作物产量。

外生菌根真菌对板栗生长及养分吸收的影响

利用三室隔网系统 ,在施磷水平为 0、 5 0和 10 0mg/kg条件下研究了接种美味牛肝菌 (Boletusedulis)和褐环乳牛肝菌 (Suillusluteus)对板栗生长及养分吸收的影响。两种真菌的根外菌丝对板栗体内总磷量的贡献分别为 39%～ 5 4%和 15 %～ 35 %,表明在土壤肥力贫瘠的板栗产区菌根真菌对板栗的正常生长具有极其重要的作用 ;两种外生菌丝扩大了根系吸磷范围 ,同时具有通过降低pH活化土壤难溶性磷的能力 ;增加适量无机养分能促进菌丝生长。

雾化状态对控释肥料膜结构和性能的影响

利用喷雾相转化法将聚乙烯和石蜡溶于四氯乙烯的溶液喷射到处于流化状态的大颗粒尿素上,制备控制肥料养分释放的控释膜,系统地研究了喷雾-相转化-成膜过程中雾化状态对控释肥料膜结构和养分释放性能的影响。结果表明,随着雾粒粒径由43μm增加到120μm,膜的平均孔径由25.1nm增大到149.2nm,包膜尿素释放期从360d递减到96d;说明了雾化状态可影响相转化过程中的成膜结构和性能,膜的微孔结构可影响控释尿素的养分释放速率,即雾粒大小对膜结构和控释性能有十分重要的影响。为了获得达标的控释肥,必须将雾化颗粒控制在40～120μm的范围内,将膜的平均孔径控制在50～150nm范围内,才能获得预期的控释性能。

4种菌根真菌对五氯酚耐受性及其生理基础研究

通过纯培养的方法,研究了4种外生菌根真菌——美味牛肝菌(Boletusedulis)、褐环乳牛肝菌(Suillusluteus)、丝膜菌、(Cortinarrusrussus)和厚环粘盖乳牛肝菌(Suillusgrevillei)的生长效应、对五氯酚的耐受性,并采用点试方法对真菌氧化还原酶的产生情况进行了检测。结果表明,4种外生菌根真菌在MM培养基上的生长速率显著高于MMN培养基。4种外生菌根真菌对五氯酚均有一定的耐受性,厚环粘盖乳牛肝菌(Suillusgrevillei)耐受性最高,其生长抑制率显著低于其它真菌。酶测试结果表明,厚环粘盖乳牛肝菌是4种真菌中氧化还原酶活性较强且酶种类多样的菌株,它表现出很高的过氧化物酶、多酚氧化酶和漆酶活性,是一种具有高效降解芳环结构污染物潜力的菌根真菌。4种真菌在生物量和“酸化效应”方面差异较大。厚环粘盖乳牛肝菌(Suillusgrevillei)对五氯酚的高耐受性可能与其产酶特性和“酸化效应”有关。

丛枝菌根真菌在田间的分布特征、代谢活性及其对甘薯生长的影响

研究了大田条件下丛枝菌根(AM)真菌的分布特征、代谢活性及其对甘薯的生长效应.结果表明,接种Glomusintraradices8周后,甘薯地上部干重,薯块鲜重和薯块个数均明显高于不接种对照;植株地上部和根系的吸磷量显著提高.与不接种对照相比,接种处理的甘薯菌根侵染率、甘薯根外菌丝密度以及甘薯根内菌丝的活性(根内菌丝碱性磷酸酶活性)显著提高.进一步分析甘薯根际不同方位上的菌丝分布,发现接种处理中平行于垄的方向的菌丝密度显著高于苗子下方的菌丝密度,而不接种处理的各个方向总菌丝密度无差异;活菌丝(具琥珀酸脱氢酶活性的菌丝)密度在各个方向的分布规律与总菌丝密度的分布规律一致.接种后根内菌丝活性的增强,根外活性菌丝密度的增加及其分布特征的改变,是甘薯产量增加的主要原因.

土壤中镉对丛枝菌根真菌Glomus mosseae生长的效应

采用分室培养法,在同一宿主植物生长的土壤中设含有0、5、25、50mg/kg4个不同浓度重金属镉的菌丝生长室(用30μm尼龙网与根系隔开)以期建立在宿主植物生长状况完全相同的条件下研究环境因素对AM真菌直接影响的新方法,并在此基础上探讨不同浓度的重金属镉对丛枝菌根真菌Glomus mosseae(BEG167)生长的直接影响。结果表明,与不施加镉的处理相比,土壤中施加低浓度镉(5mg/kg)刺激了G.mosseae的生长,其菌丝总长度最大;高浓度镉(大于25mg/kg)抑制了G.mosseae的生长,其菌丝总长度较小。AM真菌的代谢活性与土壤镉浓度的关系也表现出与菌丝生物量相同的规律。以上结果表明:G.mosseae在镉污染环境中有应激反应的特征,即:当G.mosseae受到轻微毒害时,为了适应其生存条件的改变而不断增加其代谢活性和生长量来降低镉的毒害。此外,本方法用于研究宿主植物生长状况相同的条件下,重金属毒害或其他环境因素对AM真菌生长代谢的直接影响是可行的。

硅胶管气样原位采集技术研究土壤N_2O浓度及通量变化

箱法被广泛用于监测土壤N2O排放通量,但在原位采集高浓度土壤N2O、全天候监测N2O通量变化、动态研究土壤剖面N2O的行为等方面存在弊端。本研究通过室内模拟硅胶管对N2O的通透性,探索硅胶管用于原位采集土壤气样的理论可行性。田间试验设施用铵态氮肥(NH4+)、施用硝态氮肥(NO3-)及施用硝态氮肥加葡萄糖(NO3-+C)等3个处理,同时安置硅胶管和采样箱,验证硅胶管法在原位采集高浓度土壤N2O气样、监测土壤N2O浓度以及排放通量的实际效果,并与箱法进行比较。结果表明,硅胶管内外的N2O气体经2.9 h达到95%的平衡,完全能满足大田采样要求;用硅胶管法原位采集高浓度土壤N2O气样的效果显著优于箱法采样。其浓度变化表现出明显的时间规律,浓度梯度法计算的N2O排放通量与箱法测定结果呈显著正相关,但数值偏低;偏低的程度取决于采样位置和土壤中N2O产生位置的匹配程度。建议采用埋于土壤表层的硅胶管计算地面N2O排放通量,或在不同土层埋入硅胶管研究土壤剖面N2O行为的时空变异。