广东省酸性硫酸盐水稻土作物产量的主要限制因子分析

【目的】酸性硫酸盐水稻土(ASPS,简称反酸田)因强酸严重限制水稻生长,其产量远低于全国平均水平,是我国南方典型中低产田。为了进一步提高反酸田的水稻产量,需要对反酸田土壤的主要限制因子进行分析,以更好地"对症下药",有效合理地改良土壤。本研究调查了不同产量水平下酸性硫酸盐水稻田的理化性状,探讨限制水稻生长的关键土壤化学因子,为反酸田的改良提供理论依据。【方法】根据前期调查结果,选择3种产量水平(4500、3000、1500 kg/hm2)的代表性反酸田为研究对象,并以因强酸而撂荒的水稻田作为对照,于2013年6月28日在不同采样点各采集8个耕作层土壤样品,测定其有机质,酸度,氮、磷、钾养分以及微量元素含量等化学性状指标,比较不同田块间各种化学性状的差异,并通过相关分析、主成分分析探讨影响反酸田水稻生长的关键土壤化学因子。【结果】反酸田的酸度水平极高,其p H值在3.0 4.0之间,水溶性酸、交换性酸和吸持性酸含量分别达到0.6 5.6、2.7 6.3和1.3 14.1 cmol/kg;不同调查田块的酸度水平差异显著,高产田块的各种形态酸含量均显著低于低产田块,尤以水溶性酸和吸持性酸的差异更明显。随产量水平的降低,反酸田的有效磷、速效钾含量显著降低,而水溶性硫、交换性硫、交换性锰、交换性铝含量显著提高,交换性钙、交换性锌、交换性铜含量差异不显著,反映出缺磷、缺钾、硫酸盐含量过高、铝毒、锰毒显著限制了反酸田的水稻产量。相关分析表明,土壤有效磷、速效钾与各种形态酸含量和硫酸盐含量显著负相关,而交换性钙、锰、铜、锌、铝与各种形态酸含量和硫酸盐含量显著正相关,表明反酸田水稻产量的主要限制化学因子受土壤酸含量及硫酸盐含量的水平影响。主成分分析表明,水溶性硫、交换性硫、交换性铝、交换性酸、交换性锰、水溶性酸、吸持性酸、p H值、有效磷、速效钾等组成一个相对均质的变量群组,概括了64.99%的不同产量水平下反酸田理化性状的总变异度,为影响反酸田产量的主要土壤化学因子。其中水溶性硫、交换性硫、交换性铝、交换性酸、交换性锰、水溶性酸、吸持性酸为影响反酸田产量水平的负效应变量,而p H值、有效磷、速效钾为影响反酸田产量水平的正效应变量。【结论】硫酸根含量过高、铝毒、锰毒、酸毒、缺磷、缺钾是限制反酸田产量的主要土壤化学因子。酸、硫酸盐是反酸田的发育产物,是影响广东省反酸田水稻生长的原生及根本性障碍因素,而铝毒、锰毒、缺磷、缺钾等是因土壤中酸、硫酸盐含量较高时引起的次生障碍因素。因此,在反酸田的改良过程中需以减缓黄铁矿氧化、促进黄钾铁矾水解,降低耕层土壤酸、硫酸盐含量为主要目标。

土壤矿物和胡敏酸对阿特拉津的吸附-解吸作用研究

选取了6种土壤矿物(蒙脱石、高岭石、钙饱和处理蒙脱石、钙饱和处理高岭石、无定型氧化铁和无定型氧化铝),以及从土壤中提取纯化的3种胡敏酸为材料,采用批量吸附平衡法,研究土壤矿物和胡敏酸对阿特拉津的吸附特性。结果表明,各吸附剂对阿特拉津的吸附均能采用Frundlich方程进行较好地拟合(r≥0.982,p<0.01)。胡敏酸对阿特拉津具有最大的吸附性能,其固-液分配系数(Kd值)随平衡浓度(Ce值)的变化基本恒定,吸附等温线呈线性(Frundlich方程常数N≈1),吸附以分配溶解作用为主,吸附可逆性较高。黏土矿物(特别是蒙脱石)对阿特拉津也具有较强的吸附能力,Kd值随Ce值增加而增加,吸附等温线呈S型(N>1),吸附主要是通过表面亲水作用。无定型氧化铁铝的Kd值随Ce值增加而降低,当Ce达到一定水平后,Kd趋于恒定,吸附等温线呈L形(N<1),吸附主要是通过无定型氧化物表面的羟基与阿特拉津分子间的化学键合作用,吸附可逆性最差。

1株四环素降解菌的分离鉴定及降解特性研究

应用微生物降解四环素具有经济有效和环境友好特点,已成为当前研究的热点。采用选择性培养基,从鸡粪中分离出1株能以四环素作为唯一碳源生长的菌株TC-1,培养7 d降解率为56.2%,初步鉴定为蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)。从碳氮源组合、培养基初始pH、Na Cl浓度和装液量四方面研究了TC-1降解四环素的特性。结果表明,TC-1在以葡萄糖和酵母粉为碳、氮源生长时效果最优,培养7 d时OD600达2.17;但最优降解率出现在蔗糖和大豆蛋白胨的碳氮源组合中,为46.8%。当培养基初始pH为7时,菌株TC-1生长最好,OD600为0.44,四环素降解率为92.3%。当培养基中Na Cl浓度达15 g/L时,TC-1生长受到抑制,降解率仅为28.6%;培养基装液量为40%时降解率最高,为56.2%。

酸性硫酸盐土壤水稻氮磷钾肥推荐用量指标研究

针对酸性硫酸盐土壤（ASS）养分障碍性因素多、水稻产量较低的状况，通过开展田间肥效试验，采用肥料效应函数法及养分平衡法模拟水稻推荐施肥指标。结果表明。采用养分平衡法获得的氮磷钾推荐用量更适宜ASS水稻生产，推荐ASS早稻依目标产量从4500—7500kg／hm2分别施用N67—112kg／hm2、P20，59-98kg／hm2、K2084~140kg／hm2，氮磷钾配比为1：0．87：1．25；晚稻依目标产量从4500～7500kg／hm2分别施用N53～88kg／hm2、P20555～92kg／hm2、K2071～118kg／hm2，氮磷钾配比为1：1．04：1．33。

石墨消化炉加热法测定土壤有机质含量研究

应用石墨消化炉加热法测定土壤有机质含量,结果表明:该方法精密度高、温度均匀、工作效率高,适合大批量土壤样品的测定,值得大力推广。

两种硝化抑制剂对土壤氮转化的影响

为比较硝化抑制剂双氰胺、硫代硫酸钾对土壤氮的硝化抑制效果,明确其对土壤氮转化作用效应,采用室内培养试验方法,研究了双氰胺、硫代硫酸钾及其配施对土壤矿质氮动态变化、硝化作用及氮回收率的影响。结果表明,单施氮肥土壤硝化作用活跃,77.7%的化肥氮以铵态氮形式从矿质氮库消失,其中56.6%的氮形成硝态氮。氮肥配施双氰胺、硫代硫酸钾分别显著降低矿质氮库铵态氮消失量74.1%（P〈0.01）和16.6%（P〈0.05）,同时配施双氰胺和硫代硫酸钾处理铵态氮出现增加现象。氮肥配施双氰胺及同时配施2种抑制剂均不同程度地抑制氮的硝化作用,抑制率分别为35.5%-98.7%和82.2%-103.5%,硝化作用延滞时间均在20 d以上。氮肥配施硫代硫酸钾的硝化抑制率为1.6%-62.6%,硝化作用延滞时间为10 d。双氰胺硝化抑制效应优于硫代硫酸钾,且2种抑制剂同时配施作用效果优于其单独施用。施用硫代硫酸钾可促进土壤NO2--N积累,双氰胺可抑制NO2--N生成。氮肥配施双氰胺及同时配施两种抑制剂处理显著增加土壤矿质氮含量、降低其他去向氮含量同时显著提高土壤矿质氮回收率14.7%（P〈0.05）和12.0%（P〈0.05）。总体上,抑制剂双氰胺在铵态氮转化、硝化作用抑制及提高矿质氮回收率等方面作用效果均优于硫代硫酸钾,硫代硫酸钾与双氰胺配施在硝化抑制作用方面具有协同效应。该研究结果可为双氰胺、硫代硫酸钾在农田氮素面源污染控制中的应用提供科学依据,但对2种抑制剂硝化抑制特性的全面了解,尚需在田间试验条件下进行进一步的研究和验证。

连续解吸中离子强度对可变电荷土壤和高岭石体系pH的影响

研究了两种可变电荷土壤中在去离子水中和0.1 mol L-1 Na NO3溶液中吸附铜离子和钙离子后依次被浓度从低到高的Na NO3溶液连续解吸时,离子强度变化对每次解吸前后体系p H变化(Δp H)的影响,为了进一步了解其相关机理,作为对照,也研究了各种条件下,离子强度变化对高岭石Δp H的影响。结果表明,无论是否有吸附性二价阳离子的存在,或者吸附性阳离子属性(专性吸附型离子或电性吸附型离子)如何,当样品依次被去离子水、0.01 mol L-1 Na NO3、0.1 mol L-1 Na NO3以及1 mol L-1 Na NO3解吸时,在去离子水中和Na NO3溶液中的解吸过程对Δp H的影响截然不同。总体而言,如果解吸时体系离子强度趋于降低,Δp H将为正值,反之则为负值,且Δp H变幅开始增大时的起始点所对应的p H吸附基本相同,该起始点应该与高岭石ZPC(电荷零点)紧密相关。对上述结果的分析表明,解吸过程中,引起上述Δp H变化规律的根本原因之一是连续解吸过程中的离子强度变化导致的可变电荷表面的表面电位变化。

酸性土壤改良剂与生防制剂协同防控香蕉枯萎病的效果

将酸性土壤改良剂分别与生防制剂结合,通过温室盆栽试验研究其防控香蕉枯萎病的效果。酸性土壤改良剂分别与放线菌菌剂处理(Act A)和生物有机肥处理(BIOA)的协同防效(61.1%和58.3%)均高于单独施用酸性土壤改良剂(ASA)(49.7%)、放线菌菌剂(Act)(55.6%)和生物有机肥(BIO)的处理(52.8%)。至试验结束时,各处理土壤的p H值显著高于对照(CK)(p<0.05);Act和BIO处理显著降低了香蕉根际尖孢镰刀菌数量(p<0.05);Act A和BIOA处理能显著提高香蕉根际细菌和放线菌数量并降低真菌数量。各处理显著促进香蕉生长,且能提高土壤有机质、有机碳、全氮、速效钾含量和电导率。结果表明,酸性土壤改良剂和生防制剂可有效协同防控香蕉枯萎病。

离子强度对铁质砖红壤铜离子连续解吸的影响

研究了昆明铁质砖红壤中水吸附性铜离子依次在包括去离子水在内的浓度从低到高的NaNO3溶液中连续解吸时，电解质浓度和有机质去除对不同pH段铜离子解吸率的影响。结果表明，当铁质砖红壤中水吸附性铜离子依次在去离子水、0.01 mol L-1 NaNO3、0.1 mol L-1 NaNO3及1 mol L-1 NaNO3中连续解吸时，去离子水和NaNO3溶液对铁质砖红壤pH-铜离子解吸率曲线形状影响截然不同。在去离子水中解吸时，解吸率曲线表现为单调下降，当解吸平衡液pH达到5.3左右时，铜离子解吸率降至基本为零，且解吸次数不影响这一规律；在NaNO3溶液中解吸时，除1 mol L-1 者外，对于0.01 mol L-1和0.1 mol L-1者，铜离子解吸率曲线均在pH4.4~4.6之间出现解吸峰。部分去除有机质对解吸率的整体变化趋势并无根本影响。研究结果表明，土壤中吸附性铜离子可在去离子水中解吸的原因与双电层重叠以及离子强度降低导致土壤表面对铜离子解吸势增加有关，而解吸峰产生的可能原因与在不同pH段，体系pH对铁质砖红壤中吸持铜离子的羟基化比例和表面电荷性质的综合影响有关。

一株生防细菌GB58的鉴定与抑菌能力测定

对从广东水稻土中获得能高效抑制植物病原菌的细菌GB58进行鉴定、抑菌广谱性测定,明确其潜在应用价值。采用平板对峙法测定GB58抑菌广谱性,并参照细菌系统鉴定方法,通过形态、生理生化、分子生物学手段鉴定菌株。抗菌广谱性试验结果表明:GB58对多达12种的植物真菌性病害和1种细菌性病害具有较好的拮抗作用。细菌常规鉴定试验结果显示:GB58为芽孢杆菌属,碳源利用分析表明GB58能够利用46种碳源物质以及耐酸耐盐,通过16S r RNA、gyr A序列进行系统发育分析,确定GB58为解淀粉芽孢杆菌。GB58是一株抗菌范围广,营养竞争能力强的生防细菌,具备适应华南酸性土壤复杂环境的繁殖和代谢能力。

稻作对酸性硫酸盐土酸分布及迁移的影响

【目的】酸性硫酸盐土(ASS)酸含量极高,Fe、Al、Mn、As等有毒金属移动性强。许多开发利用方式不仅影响其成土母质黄铁矿的氧化程度并可能带来生态风险,稻作利用被认为是生态风险较低的方式。本研究开展水田和荒地两种利用条件下ASS中酸含量调查研究,探讨稻作利用方式对ASS酸含量的影响。【方法】于2013年8月,在广东省台山市发育于珠江三角洲滨海ASS的水稻田和严重酸化的长期撂荒地采集土壤样品,从土表向下0—300cm范围内采用宽45 mm的土钻每20 cm采集1个样品,每个剖面共采集15个样品。比较两种利用方式下ASS各土层土壤p H值、水溶性酸、交换性酸、吸持性酸含量,探讨稻作利用方式对ASS酸分布及运移的影响。【结果】珠江三角洲平原ASS的酸含量极高,在0—80 cm深度范围内,总存在酸含量随着土层深度加深而提高,土层深度每下降20 cm,总存在酸含量就平均提高61.62%;80 cm以下土层总存在酸含量随着土层深度下降逐渐降低,其中80—180 cm深度范围内的降幅较大,土层深度每下降20 cm,总存在酸含量就平均降低61.62%;当土层深度下降至220 cm时,p H值上升到6.0,酸含量非常低。稻作利用方式显著影响ASS的酸含量及其在土壤剖面的迁移情况。与荒地比较,稻田0—80 cm土层的总存在酸含量显著降低,其中水溶性酸、交换性酸和吸持性酸含量平均降幅分别为77.01%、36.75%、27.74%,水溶性酸和交换性酸的差异达到显著水平,吸持性酸仅在0—20 cm和60—80 cm土层的差异达到显著水平;100—120 cm深度范围内稻田的总存在酸含量显著高于荒地,其中水溶性酸、交换性酸和吸持性酸含量的增幅分别为128.19%、54.87%、154.96%,120—240 cm土层中,稻田的交换性酸和吸持性酸含量稍高于荒地,但差异不显著;240—300 cm土层中,稻田的酸含量与荒地基本相同。总体上,稻作方式改变了ASS中酸在土壤剖面的分布,其中0—80 cm土层中酸含量显著降低,而100—120 cm土层的酸含量显著提高,并以吸持性酸为主要形式固定累积下来。稻田在0—80 cm深度范围内的水溶性硫含量显著低于荒地;而稻田100—120 cm土层的水溶性硫含量则显著高于荒地,其他土层的差异不显著。水溶性硫与水溶性酸、交换性酸和吸持性酸均显著正相关,表明稻作利用方式可能通过影响硫酸盐矿物的转化过程而改变ASS的酸分布及迁移。【结论】稻作利用方式显著降低上层土壤酸含量,并加强了酸淋洗下移作用,使100—120 cm土层中的酸含量大幅提高,并以黄钾铁矾等羟基硫酸盐次生矿物暂时吸持固定下来。因此,稻作利用方式有效降低ASS酸含量水平,降低ASS对实地作物的危害作用,但因其强淋溶作用可能加大了对地下水体污染的风险。

黏土矿物混合生物炭包膜尿素的制备及其氮素污染减排潜力

为促进氮肥高效利用,实现氮素污染减排,选用膨润土和生物炭作为包膜材料,结合硝化抑制剂制备包膜尿素。设置包膜尿素淋溶模拟试验收集淋溶液,结合静态箱法收集N2O,通过分析NH+4-N,NO-3-N淋失量和N2O排放通量对包膜尿素氮素污染减排潜力进行了评估。结果表明:(1)膨润混合土生物炭包膜尿素(F4)NH+4-N淋溶损失率最低,较纯化肥尿素(F1)NH+4-N淋溶损失率降低19.76%。(2)硝化抑制剂型膨润土生物炭包膜尿素(F5)NO-3-N淋失率最低,较F1降低16.74%。(3) F5同时具有最优的N2O减排效果,N2O排放量较F1降低77.8%。F5氮素减排效果最优,其减排机制在于一方面硝化抑制剂可以从化学过程控制硝化和反硝化进程,延缓尿素酰胺态氮的水解和铵态氮的硝化,在降低NO-3-N淋失的同时可以实现N2O减排。另一方面F5的包膜材料膨润土和生物炭可以通过吸附作用将更多的NH+4-N富集在土壤表层,从而显著降低NH+4-N淋失。综上所述,硝化抑制剂型膨润土生物炭包膜尿素氮素污染减排潜力最优,可使NH+4-N,NO-3-N和N2O分别减排15.24%,16.74%和77.8%。

离子强度对可变电荷表面吸附性铜离子解吸的影响:高岭石

为了解连续性解吸对可变电荷表面吸附性铜离子解吸的影响,研究了高岭石在去离子水和0.1 mol L^(-1) NaNO_3溶液中吸附铜离子后,依次在去离子水以及浓度由低到高的NaNO_3溶液中连续解吸时,离子强度变化对不同pH段铜离子解吸的影响。结果表明:在去离子水中和不同浓度NaNO_3中解吸吸附性铜离子时,pH-解吸分值曲线的变化趋势完全不同。在去离子水中解吸时可出现重吸附现象,而在NaNO_3中解吸时出现解吸峰现象。高岭石pH-铜离子解吸分值曲线的拐点pH与pH吸附有着对应关系,且pH特征与高岭石pH0关系密切。离子强度变化导致的吸附表面电位变化、高岭石边面的诱导水解作用和土壤表面电荷性质随pH升高的变化被认为是导致这些现象的原因。

两株香蕉枯萎病拮抗细菌的筛选及抑菌机理

【目的】从发病蕉园中的健康香蕉根际筛选能有效抑制香蕉枯萎病病原菌生长的拮抗菌,进一步研究其抑菌机理。【方法】应用双层平板初筛和平板对峙实验复筛具有抑菌效果的拮抗菌;经生理生化试验、16S rRNA基因测序和特异引物扩增对拮抗菌进行鉴定;酸沉淀方法提取拮抗菌发酵液抑菌物质粗提液,基于比色法和HPLC测定粗提液对菌丝蛋白质含量、脂质过氧化、麦角甾醇和果胶酶活性的影响。【结果】筛选获得两株拮抗细菌H-2和H-7,初步鉴定为枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌,Gen Bank登录号分别为KX791428和KX791430;温室盆栽试验显示,两株拮抗菌对香蕉枯萎病的生防效率分别为59.1%和53.0%;H-2和H-7粗提液处理病原菌菌丝后,因脂质过氧化产生的丙二醛含量显著增加,分别达0.55μmol/L和0.48μmol/L;而蛋白含量、麦角甾醇含量和果胶酶活性均显著下降,其中H-2处理的抑制幅度更大,三项指标分别为0.15 mg/g、1.31 mg/g和0.008 7 U/m L,显著低于对照的0.25 mg/g、1.96 mg/g和0.035 U/m L。【结论】从健康香蕉根际筛选到两株拮抗细菌,两者可能通过增强病原菌菌丝的脂质过氧化和降低细胞代谢产物合成的方式抑制病原菌生长,可为两株拮抗菌的生防应用提供理论依据。

葡萄座腔菌科真菌的系统学和多样性探讨

葡萄座腔菌科的真菌是子囊菌中重要的代表性类群,是农林生态系统中重要的组成部分。该类真菌物种资源丰富、全型特征多样,包括许多具有重要经济价值和生态功能的类群,隶属子囊菌门(Ascomycota)果囊菌亚门(Pezizomycotina)座囊菌纲(Dothideomycetes)葡萄座腔菌目(Botryosphaeriales)。本文在概述葡萄座腔科真菌生态功能的基础上,回顾了一百年来该类真菌目、科、属和种各级分类单元的建立及其系统分类研究历史,重点评述以von Arx&Müller和Barr提出的两大分类系统,总结了基于全型形态特征和多基因序列分析的现代分子系统学研究现状。虽然该类群的分类系统日趋完善,但中国的相关研究存在资源挖掘不够深入、研究的系统性不足等问题。主要针对资源挖掘必要性、分类依据科学性、物种特征全息化等几个方面存在的问题进行了分析和讨论,并对未来研究方向进行展望,以期为该类真菌的深入研究与开发利用提供科学依据。