甘肃省中部沿黄灌区轮作和连作马铃薯根际土壤真菌群落的结构性差异评估

甘肃省中部沿黄灌区是西北地区乃至全国重要的加工型马铃薯生产基地,然而因集约化种植带来的连作障碍问题已经严重影响到当地马铃薯种植业的可持续发展。采用大田试验与PCR-DGGE(Polymerase Chain Reaction-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)技术相结合的方法,并通过真菌的18S r DNA序列分析,评估轮作(未连作)和连作条件下马铃薯根际土壤真菌群落在组成结构上的差异,以期为甘肃省中部沿黄灌区马铃薯连作的土壤障碍机理研究提供新证据。结果表明,同轮作相比,连作显著降低了马铃薯块茎产量和植株生物量,并且随着连作年限的延长,连作障碍也愈加严重。长期连作(6a)也导致马铃薯根冠比显著增加和植株收获指数的显著下降。在根际土壤真菌的种群数量和多样性上,连作和轮作间无显著差异,但在群落组成结构上差异明显。真菌18S r DNA测序分析进一步表明,马铃薯连作较轮作相比增加了Fusarium sp.和Fusarium solani以及Verticillium dahliae的种群或个体数量,而这些真菌是导致马铃薯土传病害的主要致病菌类型。根际土壤真菌群落组成结构的改变特别是与土传病害有关的致病菌滋生可能是导致当地马铃薯连作障碍的重要原因。

甘肃中部沿黄灌区马铃薯连作对土壤化学和生物学性质的影响

甘肃中部沿黄灌区是全国重要的加工型马铃薯和种薯生产基地,但集约化种植带来的连作障碍问题已严重影响到产业的健康发展。设置不同连作年限(0~5年)马铃薯种植处理,通过田间试验评估连作对土壤化学和生物学性质的影响,探讨马铃薯连作的土壤障碍因子。结果表明:土壤有机碳含量随连作年限延长逐渐降低,而碱解氮和速效钾含量以及电导率与之相反;连作显著增加土壤速效磷含量,但对全氮含量、碳氮比和p H无明显影响。长期连作(3~5年)较非连作(0年)土壤平均酶活性显著降低33.07%~61.78%,脲酶、蔗糖酶和脱氢酶活性亦随连作年限延长逐渐降低。长期连作降低土壤微生物生物量碳含量,土壤基础呼吸量和FDA水解活性与连作年限呈极显著负相关。Biolog ECO分析显示,长期连作显著降低土壤微生物总活性和功能多样性,Shannon多样性指数较非连作降低11.75%~13.65%。碳源利用图谱分析表明,连作明显改变土壤微生物群落结构,碳水化合物是区分不同连作年限土壤微生物群落结构差异的最敏感碳源类型;长期连作显著降低土壤微生物对碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类和胺类碳源的相对利用率,且土壤微生物对单一碳源的利用呈现集中化的趋势。线性逐步回归分析和通径分析表明,土壤微生物群落结构、微生物生物量碳、全氮和脱氢酶对块茎产量有显著影响,以微生物群落结构贡献最大,微生物生物量碳次之。土壤微生物因子变化可能是导致甘肃中部沿黄灌区马铃薯连作障碍发生的重要原因。

有机肥替代部分化肥对甘肃省中部沿黄灌区马铃薯产量、土壤矿质氮水平及氮肥效率的影响

【目的】为提高肥料的利用率,减少过量施用化肥的负面作用.【方法】通过田间试验研究了不同有机肥替代部分化肥对马铃薯块茎产量、氮肥利用效率和土壤矿质氮含量的影响.【结果】有机肥替代部分化肥的各处理产量均高于100%化肥的处理（T2）,以200kg/667m2普通有机肥替代10%化肥处理（T3）的增产幅度最大,为12.6%;单施有机肥在短期内不能提高马铃薯块茎产量.有机肥替代部分化肥可提高N肥利用效率,以200kg/667m2普通有机肥替代20%化肥处理（T5）最高,比T2提高了24.8%.与不施肥的对照（T1）和单施有机肥的处理（T9和T10）相比,施用化肥能明显提高0~40cm土层硝态氮的含量.不同处理未对土壤铵态氮含量造成显著影响.0~40cm土层矿质氮变化量与化肥施肥比例呈显著正相关.【结论】有机肥替代部分化肥能够保持（提高）产量,其中以200kg/667m2有机肥替代10%~30%化肥为宜.

连作对甘肃中部沿黄灌区马铃薯干物质积累和分配的影响

甘肃省中部沿黄灌区是全国重要的加工型马铃薯生产基地，因集约化种植带来连作障碍问题已严重影响到农业产业的健康发展，所以探索连作对马铃薯块茎产量形成的影响与机制十分必要。根据田间定位试验，以前茬为玉米的地块作对照，设连作1～5年处理，采用常规方法，调查连作对马铃薯产量、干物质积累和分配以及花后干物质积累和转运的影响。结果表明，与对照相比，短期（1～2年）连作未表现连作障碍现象，连作第3年，块茎产量显著下降，降幅达21．68％～75．67％，单薯重量变化是产量下降的直接原因；马铃薯整株和块茎的干物质积累均表现出明显的“S”型曲线特征，连作缩短干物质快速增长期时间和减少于物质平均积累速度；也影响马铃薯植株干物质在不同器官间的分配比例，特别是明显增加根系干物质分配比例。在块茎产量的形成过程中，长期连作导致营养器官花前贮藏干物质向块茎转运的贡献增加，而花后同化产物向块茎直接输入的贡献降低。长期连作条件下马铃薯植株库源关系的失衡是导致块茎产量降低的主要原因。

不同控释肥对甘肃中部覆膜马铃薯产量和土壤矿质氮水平的影响

为揭示控释肥对覆膜马铃薯产量、淀粉质量分数及耕层土壤矿质氮水平的影响。通过大田试验，以等氮量普通尿素为对照，研究3种不同控释肥在早作和灌溉条件下，对甘肃中部覆膜马铃薯的块茎产量、淀粉质量分数及马铃薯不同生育期内0～20cm耕层土壤中矿质氮（铵态氮和硝态氮）的影响。结果表明，旱作条件下，控释肥比等氮量尿素增产18．27％～34．32％，马铃薯淀粉质量分数增加7．54％～16．31％；在灌溉条件下，控释肥比等氮量尿素减产5．80％～11．88％，马铃薯淀粉质量分数增加-6．58％～4．88％。3种控释肥处理明显提高收获期耕层土壤中矿质氮质量分数。与等氮量普通尿素相比，控释肥可以持续释放氮素，解决覆膜马铃薯追肥困难的问题。

基于文献计量学的农业生态荟萃分析的研究进展

为了解荟萃分析在农业生态学科研中的发展和应用,提供相关研究参考,以“meta”作为关键词获取有效文献718篇,利用CiteSpace可视化软件和Web of Science(WOS)文献分析工具进行量化。结果表明,农业生态荟萃分析的国际发文总量呈显著增长;美国加州大学戴维斯分校、中国农业大学、中国科学院、中国农业科学院、荷兰瓦赫宁根大学在农业生态荟萃分析领域有较高的国际影响力。荟萃分析在农业生态的研究主题多样化,农田管理措施、土地利用方式变化、气候因子变化对生物多样性、温室气体等的生态环境效应评估和碳氮养分循环的动力学分析,以及不同生态系统之间的变化、互作差异比较等是现阶段的主要应用领域。荟萃分析作为农业生态学研究的重要工具,为大尺度综合性研究提供了验证假说和发展新理论的新途径,但目前简单荟萃研究仍难以完全满足实际工作需求,基于大数据融合、机器学习模型算法和专家知识评估等的综合荟萃分析将是未来研究的重点。

半干旱雨养条件下不同锌肥对马铃薯‘新大坪’干物质积累和产量的影响

为了探明施锌及不同锌肥在半干旱雨养条件下对马铃薯的生物效应及其对马铃薯产量形成的影响,在大田条件下研究了施用锌肥（种薯处理＋叶面喷施）和2种不同锌肥（无机锌肥（硫酸锌）和小分子螯合物有机锌（糖醇锌））对马铃薯‘新大坪’干物质累积和产量的影响.结果表明：硫酸锌（T2）和糖醇锌（T3）处理的马铃薯根、茎、叶干物质累积量在出苗后20~35 d开始高于对照（T1）.在生育期中进行的3次锌肥喷施显著提高了马铃薯各器官的干物质积累量,尤以叶片和根系干物质积累量的增幅最大,在出苗后85 d,T2和T3处理的叶片干物质积累量比T1增加了76.3%和195.9%,根系增加了52.5%和82.9%,T3处理的效果显著优于 T2处理.T2和 T3处理的马铃薯茎叶干物质积累量在干质量平衡期前明显大于T1处理,干质量平衡期后,T2和T3处理中由茎叶干质量和块茎干质量形成的剪刀差显著大于T1处理,T3处理大于T2处理,剪刀差的大小是判断块茎产量高低的重要标志,施用糖醇锌的增产幅度大于硫酸锌.

不同施氮量对半干旱区还田玉米秸秆腐解及养分释放特征的影响

为了揭示还田玉米秸秆在不同施氮水平下的腐解及养分释放特征,在马铃薯田间定位试验中,设置了6个不同施氮水平(T1:0 kg·hm^-2;T2:75 kg·hm^-2;T3:150 kg·hm^-2;T4:225 kg·hm^-2;T5:300 kg·hm^-2;T6:375 kg·hm^-2),研究其对还田玉米秸秆腐解及养分释放特征的影响。研究表明:还田玉米秸秆的腐解主要发生在前90 d,在此期间玉米秸秆腐解较快,T1~T6处理的玉米秸秆腐解率分别为37.3%、40.3%、44.8%、45.0%、50.8%、48.4%,以T5处理为最高,处理间差异显著(P<0.05);同时,T1~T6处理的玉米秸秆碳、氮释放率分别为48.2%~56.6%、33.8%~44.4%,T5处理下秸秆的碳、氮释放率均显著高于其他处理(P<0.05),而秸秆磷、钾的释放率分别为43.1%~49.2%、90.5%~93.0%,处理间无显著性差异。还田150 d后,玉米秸秆的腐解率为52.7%~55.8%,养分释放表现为K>C>P>N。综上所述,连续施氮可以显著促进还田玉米秸秆前期的腐解及碳氮的释放,但对磷钾的释放无明显影响,当施氮量为300 kg·hm^-2时还田玉米秸秆的腐解效果最好。

连续施用不同氮量对半干旱地区马铃薯根际真菌群落结构的影响

针对马铃薯生产中因氮肥过量施用导致的土壤微生物群落结构失衡和多样性下降等问题,在始于2013年的不同氮肥用量(N0:不施氮,对照;N75:施氮量75 kg·hm^-2;N150:施氮量150 kg·hm^-2;N225:施氮量225 kg·hm^-2;N300:施氮量300 kg·hm^-2;N375:施氮量375 kg·hm^-2)田间定位试验中,于2017年马铃薯成熟期采集根际土壤,应用Illumina PE250测序等分子生物学手段,研究连续5 a施用不同氮量对半干旱地区马铃薯根际真菌群落结构的影响。结果表明:不同施氮量对马铃薯根际真菌群落物种组成造成了显著影响,子囊菌门、Mucoromycota和担子菌门是3个优势门类真菌(相对丰度>1.0%),以子囊菌门的相对丰度最大,占总序列的75.48%~83.95%,其优势属是Plectosphaerella(29.92%)和镰刀菌属(13.54%);马铃薯干腐病和枯萎病的病原菌——镰刀菌属的相对丰度随施氮量增加呈增大的趋势。马铃薯根际真菌Alpha多样性随施氮量的增加而降低。连续5 a超量施氮导致了0~20 cm表层土壤中NO3^--N含量显著增加,N375处理的NO3^--N含量是N0处理的3.76倍。连续5 a超量施氮也显著降低了根际pH值和速效磷含量,N375处理比N0处理pH值和速效磷含量分别降低了0.17个单位和32.10%。RDA及相关性分析结果表明,土壤硝态氮含量是影响马铃薯根际真菌群落结构变化的主要因素(F=1.571,P=0.043*)。连续大量施用氮肥显著降低了马铃薯块茎产量,连续施氮5 a后,由于土壤剖面中NO3^--N的积累,最高产量施肥量由2013—2014年的N225减低为N75,其它施氮处理较N75分别减产了3.46%、22.81%、26.05%和25.32%。长期过量施用氮肥使马铃薯根际硝态氮大量累积,导致pH值降低,进而使根际真菌多样性降低;同时过量氮肥施用会使根际中土壤真菌病原菌相对丰度增加,不利于土壤的健康和马铃薯的高产。

土壤生物消毒对甘肃省中部沿黄灌区马铃薯连作障碍的防控效果

采用有机物料添加、土壤灌水和表土覆盖相结合的土壤生物消毒方法来防控甘肃省中部沿黄灌区马铃薯连作障碍,系统性地评估生物消毒对连作马铃薯块茎产量、植株生长发育及土传病害抑制、微生物区系和酶活性等土壤生化性质的影响.结果表明:生物消毒处理比对照块茎产量和植株生物量分别显著增加16.1%和30.8%,植株发病率和病薯率分别下降68.0%和46.7%.生物消毒处理显著提高了连作马铃薯叶绿素含量和主茎分枝数,改善了根系形态结构.在播前土壤生物消毒处理过程中,土壤p H值和细菌/真菌显著增加,真菌和镰刀菌数量大幅度下降,而细菌和放线菌数量则变化不明显.在马铃薯各生育时期,生物消毒处理土壤真菌数量均远低于对照,镰刀菌数量也低于对照,但随着生育进程的推进,镰刀菌数量呈现逐渐回升的趋势.无论是在生物消毒处理过程中还是马铃薯整个生育期,生物消毒处理的土壤相关酶活性与对照相比变化均不明显.总体上,土壤生物消毒的方法在克服马铃薯连作障碍上具有较大的应用潜力.

甘肃省徽县不同退耕还林模式下土壤纤毛虫群落特征

为了解土壤纤毛虫群落对退耕还林生态恢复的响应且将其作为评价生态恢复效果的重要参数,采用'非淹没培养皿法'、活体观察法和培养直接计数法对甘肃省陇南市徽县退耕还林区3个不同退还林型样点和1个撂荒地(对照)样点的土壤纤毛虫群落特征、植被群落特征和土壤理化指标进行了研究。结果显示:共鉴定土壤纤毛虫127种,隶属于9纲18目28科47属,恢复样点的土壤纤毛虫物种数、密度和物种多样性指数均显著高于对照样点;优势类群由对照样点的肾形目(Colpodida)演替为恢复样点的散毛目(Sporadotrichida),即随着退耕还林工程的进行,纤毛虫群落趋于复杂化。相关性分析显示,土壤纤毛虫群落与地上植被关系密切,且含水量、有机质、全氮和电导率为影响土壤纤毛虫群落组成的主导因子。该结果表明,退耕还林后,植被逐渐恢复,土壤理化因子发生变化,土壤纤毛虫群落对生态环境的恢复做出了积极的响应,因此土壤纤毛虫群落特征参数可以作为评价退耕还林效果的重要指标。

马铃薯根系分泌物及氨基酸对萎缩芽孢杆菌QHZ3趋化成膜的影响

通过土培收集、硅烷衍生化分离、气质联用鉴定马铃薯苗期、现蕾期及盛花期根系分泌物的主要成分,并采用半固体平板法、类毛细管法和结晶紫染色法比较观察马铃薯不同生育时期根系分泌物及氨基酸对萎缩芽孢杆菌QHZ3趋化成膜的影响,以揭示菌株QHZ3在马铃薯根际的定殖机制。马铃薯根系分泌物鉴定中发现了5种氨基酸:脯氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸。定性试验显示,马铃薯不同生育时期的根系分泌物和除脯氨酸之外的其他4种氨基酸均对菌株QHZ3具有显著的正趋化作用,并以甘氨酸的作用最强,其趋化圈直径(6.40 cm)是对照(3.48 cm)的1.84倍;定量试验结果表明,根系分泌物(120μg·mL^(-1)和240μg·mL^(-1))、甘氨酸(10~50μmol·L^(-1))、天冬氨酸(50~75μmol·L^(-1))和苯丙氨酸(25~50μmol·L^(-1))均对菌株QHZ3有显著正趋化作用,尤其以25μmol·L^(-1)的甘氨酸趋化性指数最大,其毛细管中细菌数量(5.13×10^(5) CFU·mL^(-1))达到对照组(1.53×10^(5) CFU·mL^(-1))的3.3倍;结晶紫染色法显示,现蕾期和盛花期根系分泌物以及甘氨酸(25~100μmol·L^(-1))、脯氨酸(75~100μmol·L^(-1))和苯丙氨酸(25~100μmol·L^(-1))均对菌株QHZ3生物膜的形成有显著促进作用。根系分泌物和氨基酸均对菌株QHZ3在马铃薯根际趋化成膜具有促进作用,但5种氨基酸的作用各不相同,其中天冬氨酸和酪氨酸显著影响菌株的趋化作用,脯氨酸显著影响了菌株生物膜的形成,而甘氨酸和苯丙氨酸则对菌株的趋化和成膜兼具显著效果。

不同畜禽粪便堆肥的微生物数量和养分含量的变化

【目的】比较以羊粪、牛粪、猪粪和鸡粪为主料,玉米秸秆为辅料,在堆肥过程中微生物区系和养分含量的变化.【方法】用平板培养计数法和国家有机肥行业标准规定的方法测定春季堆肥中可培养微生物数量和养分含量的变化,并比较冬季和春季不同季节堆肥过程的温度变化.【结果】春季堆肥较冬季堆肥升温速度快,高温(60~65℃)期持续时间长(9~12d),堆肥周期短,有利于提高生产效率;堆肥至第30天时,即可达到腐熟标准,冬季堆肥需要40d方可达到腐熟标准;不同畜禽粪便堆肥过程中以鸡粪为原料的堆肥中可培养微生物数量最多,在高温阶段下降的幅度最小,为91.1%;鸡粪堆肥的有机质含量亦最高,为48.6%;总养分(N+P_2O_5+K_2O)含量升高的幅度最大;达到42.4%;羊粪堆肥的放线菌数量在堆肥过程中的增加幅度最大,为74.8%,有利于堆肥后期木质素的分解.【结论】因此,当地企业在以牛粪和玉米秸秆为主要原料进行堆肥时,可加入适量鸡粪和羊粪,以提高堆肥的生产效率和产品品质.

不同氮水平对旱地覆膜马铃薯干物质积累与分配的影响

针对马铃薯生产中存在的氮肥施用过量问题,通过田间试验,研究了不同氮肥水平(0、50、100、150、200、250 kg·hm^(-2),分别对应T1、T2、T3、T4、T5、T6处理)对旱地覆膜马铃薯"陇薯3号"的生育进程及其干物质积累与分配的影响。结果表明:施用氮肥显著推迟了马铃薯的生育进程,随施氮量的增加,马铃薯的生育期延后,各施氮处理的干重平衡期比不施氮肥的对照处理(T1)推迟了2~16 d;施用氮肥显著增加了马铃薯全株和块茎干物质快速积累的持续时间(Δt),随施氮量的增加,与T1相比,全株Δt增加了2~14 d,块茎Δt增加2~10 d;马铃薯整株和块茎干物质积累均表现出明显的"S"曲线特征。不同氮水平对成熟期马铃薯干物质在不同器官中的分配比例也有显著影响,随施氮量的增加,成熟期茎和叶所占干物质比例明显增加,块茎所占干物质比例呈单峰趋势变化;不同氮水平也显著影响马铃薯块茎产量,与对照处理(T1)相比,T2处理增产17.86%,T3、T4、T5和T6分别减产6.88%、21.06%、27.05%和38.63%,说明过量施用氮肥会导致马铃薯减产,其本质是马铃薯库源关系的失调(施氮量超过50 kg·hm^(-2)时)。在本试验条件下,当目标产量为1.65 t·667m-2时,50 kg·hm^(-2)为经济最佳施肥量。

土壤熏蒸-微生物有机肥联用对连作马铃薯生长和土壤生化性质的影响

甘肃省中部沿黄灌区是全国重要的加工型马铃薯生产基地,但因集约化种植带来的连作障碍问题已严重影响到产业的健康发展,因而寻求能够缓解或克服马铃薯连作障碍的有效措施。本研究评估了土壤熏蒸和微生物有机肥联用的方法对马铃薯连作障碍的防控效果,特别是对植株生长发育、土传病害抑制以及微生物区系和酶活性等土壤生化性质的影响。田间试验共设置5个处理:对照(CK)、氨水熏蒸(SFA)、石灰+碳铵熏蒸(SFB)、氨水熏蒸与微生物有机肥联用(SFA+BOF)、石灰+碳铵熏蒸与微生物有机肥联用(SFB+BOF)。结果表明,SFA+BOF和SFB+BOF处理较CK均显著增加连作马铃薯的块茎产量,增幅分别达到13.62%和20.36%,也显著降低植株的发病率(54.92%和72.82%)和收获后的病薯率(66.15%和64.76%),并且提高叶绿素含量和改善根系形态结构。SFA+BOF和SFB+BOF处理显著影响土壤可培养微生物的数量,表现为增加马铃薯生育后期土壤细菌和放线菌的数量,降低真菌的数量,在土壤中维持一个更高的细菌/真菌。与CK、SFA和SFB处理相比,SFA+BOF和SFB+BOF处理大幅度降低了连作马铃薯生育期内主要土传致病菌——镰刀菌的数量,使植株发病率降低且块茎产量显著增加。SFA+BOF和SFB+BOF处理对连作土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶和过氧化氢酶的活性无显著影响,但显著提高磷酸酶的活性。因此,土壤熏蒸和微生物有机肥联用的方法在克服甘肃省中部沿黄灌区的马铃薯连作障碍上具有较大的应用潜力,且石灰+碳铵熏蒸与微生物有机肥联用的效果优于氨水熏蒸与微生物有机肥联用。

不同碳氮比对牛粪好氧堆肥腐熟过程的影响

【目的】探究有效处理畜禽粪便与秸秆废弃物的方法,建立以牛粪有机肥为原料的高效堆肥工艺.【方法】以牛粪和玉米秸秆为原料,设置C/N为15、20、25、30、35的5个处理组,研究不同碳氮比原料对好氧堆肥过程中堆温、pH、矿质态氮含量、总养分含量、种子发芽指数等指标的影响.【结果】C/N为30的处理组升温最快,且60℃以上高温维持时间最长;各处理组的铵态氮含量均随堆肥逐渐下降,硝态氮含量逐渐上升;至堆肥结束时,C/N为30的处理组铵态氮含量下降了24.26%,铵态氮损失最少;C/N_(15)～C/N_(35)各处理组总有机碳含量随堆肥的腐熟不断下降,至堆肥结束分别降解了25.93%、35.22%、43.22%、43.58%、47.88%.堆肥结束时,各处理的C/N值分别为13.4、13.4、13.2、15.0和15.3,总养分含量均有所增加,且C/N为25时增幅最大,为45.79%;种子发芽指数(GI)随C/N的增加而增高,堆肥结束时C/N为15和20的处理组基本腐熟,其余处理已完全腐熟.【结论】在实际生产中,牛粪与秸秆C/N在25～30之间有利于堆体腐熟和养分保持.

土壤灭菌-生物有机肥联用对连作马铃薯及土壤真菌群落结构的影响

甘肃省中部沿黄灌区是全国重要的加工型马铃薯生产基地,然而因集约化生产带来的连作障碍问题已经严重影响到当地马铃薯种植业的健康发展。结合田间试验和相关的室内分析,从马铃薯块茎产量和品质、植株生理特征和土壤真菌群落结构等角度,初步评估土壤灭菌和生物有机肥联用(Ammonia Disinfection plus Bio-organic Fertilizer Regulation,ABR)对马铃薯连作障碍的防控效果。同对照相比,ABR处理的块茎产量和商品薯率分别显著增加约71.1%—152.1%和39.2%—53.3%,但块茎化学品质变化不大。ABR处理叶绿素含量和根系活力较CK均显著增加,而叶片和根系丙二醛含量显著下降。PCR-DGGE分析发现,ABR处理显著影响了马铃薯连作土壤的真菌群落结构,表现为真菌群落的多样性指数较CK相比显著下降。ABR处理还有效抑制了土传病害的滋生,植株发病率和收获后的病薯率较CK分别显著下降约67.2%—82.2%和69.1%—70.5%。采用Real-time PCR评估连作土壤中3种优势致病真菌的数量变化,显示ABR处理下立枯丝核菌、茄病镰刀菌和接骨木镰刀菌的数量在生育期内较CK均有不同程度的下降。综合来看,土壤灭菌和生物有机肥联用技术在防控甘肃省中部沿黄灌区马铃薯连作障碍上具有较大的应用潜力,而对土传病害的抑制和微生物群落结构的改善是其主要的作用机理。

不同氮水平对旱地覆膜马铃薯‘青薯9号’干物质积累分配及产量的影响

【目的】为了明确马铃薯干物质积累、分配以及产量与施氮水平之间的关系,确定适宜的氮肥施用量.【方法】通过大田定位试验,设置了6个不同施氮水平,研究其对马铃薯‘青薯9号’干物质积累、分配及产量的影响.【结果】施氮水平影响马铃薯的产量,马铃薯产量随着施氮量先增后减,定位第3年产量最高的处理为T2(75kg/hm^2),施氮量过高时减产.施氮水平影响马铃薯的生育进程及干物质累积规律,马铃薯干质量平衡期随着施氮量的增加明显推迟,"剪刀差"随着施氮量的增加呈现先增后减的单峰变化趋势.马铃薯全株和块茎的干物质的积累过程均表现出"S"型增长曲线特征,施氮水平主要影响马铃薯干物质快速积累期的平均速率vmean和快速积累期持续时间Δt,Δt和vmean均随施氮量的增加先增后减,马铃薯植株及块茎Δt×v_(mean)值大小表现为T_2>T_3>T_4>T_5>T_6.马铃薯根茎叶中干物质分配比例随施氮量增加而增加.过量施氮后马铃薯生育期推迟,地上部旺长,库源关系不协调导致干物质累积量特别是块茎干物质累积及分配比例下降是过量施氮后马铃薯产量下降的主要原因.【结论】最适宜的氮肥施用量为T_2(75kg/hm^2)处理量,而生产上在保证马铃薯品质和高产前提下合适的施氮量应该在75~150kg/hm^2,但不超过150kg/hm^2.

黄瓜枯萎病拮抗菌的拮抗促生因子检测及生物效应研究

以黄瓜枯萎病病原菌,尖孢镰刀菌黄瓜专化型(FOC,Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum)为靶标筛选拮抗菌。通过初筛和复筛,获得2株对尖孢镰刀菌黄瓜专化型拮抗效果稳定、拮抗能力较强的细菌QHZ-Yb1和QHZ-Yb2(以下简称,Yb1和Yb2),采用平板对峙法测定其拮抗作用,抑菌带宽度达3.37 mm和3.42 mm,抑菌圈直径>2.7 cm,抑菌率分别达到61.9%和62.3%;通过形态学结合生理生化及菌株的16S rDNA序列分析,初步确定这两株菌均为萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus);潜在拮抗促生因子的测定结果表明:菌株Yb1和Yb2具有多种拮抗促生因子,其脂肽类粗提取物的抑菌率分别达到57.4%和58.0%,生长素IAA的分泌量可达1.56 mg·L^(-1)和3.69 mg·L^(-1),溶P量为0.77 mg·L^(-1)和1.19 mg·L^(-1),两个菌株均可产嗜铁素、分泌酪蛋白酶;种子萌发试验结果表明:Yb1和Yb2菌液均可促进黄瓜种子的萌发;菌株生物效应的盆栽试验结果表明:Yb1、Yb2以及Yb1+Yb2菌悬液的处理不仅对黄瓜枯萎病有明显的生防效果,而且可显著增加黄瓜植株的生物量,增加黄瓜植株根际土中细菌和放线菌的数量,减少真菌和尖孢镰刀菌的数量,尤其以Yb1+Yb2菌悬液的处理效果最显著,对黄瓜枯萎病的发病率降低11.11个百分点,植株生物量增加56.7%。结论:菌株Yb1和Yb2具有生防潜力,两菌株配合运用效果更好。

长期施氮对马铃薯田土壤剖面硝态氮积累及细菌群落结构的影响

【目的】揭示长期连续施氮对半干旱地区马铃薯田土壤剖面中硝态氮积累及细菌群落结构的影响.【方法】通过大田试验设置了6个不同的施氮水平:N_0(不施氮,对照)、N_(75)(施氮量75 kg/hm^2)、N_(150)(施氮量150 kg/hm^2)、N_(225)(施氮量225 kg/hm^2)、N_(300)(施氮量300 kg/hm^2)和N_(375)(施氮量375 kg/hm^2),研究连续4年施氮对旱地马铃薯田土壤剖面中硝态氮的积累以及细菌群落结构的影响.【结果】随着施氮量增加,0～100 cm土壤剖面内NO_3^--N含量显著增加(P<0.05),尤其0～20 cm土壤表层各施氮处理的NO_3^--N含量分别比对照N_0增加了55.8%,113.9%,162.8%,365.1%和988.4%.Miseq高通量测序结果显示,连续施氮显著改变了0～20 cm表层土壤的细菌群落结构,在门水平上的土壤优势细菌类群中,随着施氮量增加,各施氮处理土壤放线菌门和拟杆菌门的细菌的丰度分别比对照N0处理增加了6.1%～17.4%和16.4%～46.8%,酸杆菌门的丰度比对照降低了7.8%～26.4%;在纲水平上的土壤优势细菌类群中,与对照N_0相比,各施氮处理拟杆菌纲细菌的丰度增加了33.8%～173.3%,AcidobacterGp4和Anaerolineae的相对丰度分别降低16.3%～33.8%、8.1%～22.7%;在属水平上的土壤优势细菌类群中,各施氮处理的Ohtaekwangia和Streptomyces细菌的丰度分别比对照增加了33.6%～173.1%和3.4%～66.4%,而Gaiella和Solirubrobacter细菌的丰度分别比对照N_0降低了6.9%～30.8%和4.5%～27.6%.连续4 a过量施氮也显著降低了土壤细菌的群落多样性.RDA冗余分析及相关性分析结果表明,土壤NO_3^--N含量与放线菌门、拟杆菌门、拟杆菌纲、Ohtaekwangia、Streptomyces(链霉菌属)和Lysobacter(溶杆菌属)的细菌的丰度显著正相关,与酸杆菌门、Gaiella、Solirubrobacter(土壤红杆菌属)、Gemmatimonas(芽单胞菌属)的细菌的丰度显著负相关.【结论】连续4 a施氮,随着施氮量增加,显著地提高了土壤剖面中硝态氮的含量,与对照N_0相比,0～20 cm表层土壤细菌丰度随着施氮量增加显著增加,细菌群落结构发生改变,且过量施氮降低了土壤细菌的多样性.RDA分析及person相关性分析表明,长期施氮引起土壤硝态氮含量的变化是造成土壤细菌群落结构发生改变的主效土壤环境因子.