保护性施氮在缓解大豆重（迎）茬根际微生态障碍中的效应

通过保护性施氮技术的应用,改善重（迎）茬条件下大豆根际微生态环境,达到调节根际微生物相平衡,保护共生固氮体系的正常发育及其功能的发挥,协调大豆对根瘤氮和土壤（肥料）氮源的需求,从而有效地缓解了重迎茬大豆氮素同化过程中的生理性障碍,也就为大豆正常的生长发育及其经济性状的发挥创造了条件。     

大豆根茬腐解产物的鉴定及化感作用的初步研究

采用ＧＣ－ＭＳ分析法鉴定了培养试验获得的大豆茬腐解２周、４周产生的有机化合物的酸、碱性组分产物,并对腐解２周、４周、８周各组分产物进行了化感作用的研究。结果表明：大豆根茬腐解产物（含微生物菌源根际土中的有机化合物）十分丰富,有酸类、酯类、醇类、醛类、酚类、烃类等物质,其中有些有机化合物已被研究证明是化感物质,还有些未见报道;不同腐解时间产生的有机化合物有一定差异;对腐解决物进行生物检测试验,发现大     

大豆根茬木霉腐解产物的鉴定及其化感作用的研究

采用不同极性溶剂环己烷、乙酸乙酯、正丁醇连续提取及XAD 4树脂提取大豆根茬木霉腐解产物 ,并对各提取组分进行了化感作用研究 ,对化感作用明显的组分用GC MS进行了化学成分分析 .结果表明 ,大豆根茬木酶腐解产物的 2周、4周环己烷、乙酸乙酯、XAD 4树脂提取组分能显著抑制初期大豆种子萌发 (2 1h) ,随大豆种子萌发时间的延长 ,抑制作用减弱 .2周、4周根茬各提取组分对大豆种子萌发中的胚根生长 ,所表现出的化感抑制作用规律是 :0 .5 0、1.0 0gDW·ml-1乙酸乙酯、XAD 4树脂提取组分与 0 .10、0 .2 5 gDW·ml-1乙酸乙酯、XAD 4树脂组分及环己烷提取组分胚根长的RI值 (化感作用效应指数 )差异达显著或极显著水平 .乙酸乙酯、正丁醇、XAD 4树脂提取组分中的有机化合物种类有 :有机酸、酚、醛、酮、苯、胺、腈、酯等 ,其中大多为化感物质 .     

大豆地上部水浸液的化感作用及化感物质的鉴定

研究了重迎茬大豆花荚期植株地上部水浸液及其提取物对大豆种子萌发及幼苗生长的化感作用 ,并鉴定了有明显化感作用组分的物质。结果表明 :与对照组比 ,0 .1 0 g DW/ ml重茬大豆水浸液显著地抑制了大豆胚根生长 ;3 .75× 1 0 - 2g DW/ ml、7.5 0× 1 0 - 2 g DW/ ml正茬、重茬、迎茬大豆水浸液对砂培大豆苗的生长有显著的化感抑制作用 ;重茬、正茬大豆水浸液乙酸乙酯提取的酸性组分、XAD-4树脂提取组分 ,在 0 .6～ 1 .2 g DW/ ml浓度下 ,对大豆种子萌发初期的萌发率及萌发过程中的胚根生长亦表现出显著的化感抑制作用 ;重茬水浸液乙酸乙酯提取的中性、碱性组分在 1 .2 g DW/ ml浓度下 ,对大豆胚根生长有显著抑制作用。上述各组分化感作用大小随组分浓度增加而增加。在相同浓度处理下水浸液及其提取物的化感抑制作用有重茬大于正茬的趋势 ,统计检验差异均不显著。 GC-MS鉴定结果显示 ,正茬、重茬乙酸乙酯酸性组分、XAD-4树脂提取组分中的有机化合物主要是 :丁二酸、苯甲酸、邻羟基苯甲酸、4-羟基苯甲酸、对羟基肉桂酸、2 -甲基苯酚、2 -甲氧基 -4-乙烯基苯酚、间苯三酚、2 -甲基苯甲醛、3 -甲基苯甲醛、5 ,6,7,7a-四氢 -4,4,7a-三甲基 -2 (4 H) -苯并呋喃酮、2 ,4-戊二烯腈等。     

三七重茬根际土壤中化感物质的测定及其对 三七根腐菌的生长作用

目的研究三七重茬根际土壤中化感物质的组成及其对病原微生物的化感作用。方法采用乙酸乙酯提取三七重茬根际土壤中的化感物质,利用GC-MS对萃取液进行物质组成分析,并研究检测中出现的特征性化感物质对羟基苯甲酸、邻苯二甲酸二异丁酯对三七根腐病菌(F.oxysporum Schlecht)的化感作用。结果采集的三七重茬土壤中共检测到29种化感物质,其中2种特征性化感物质对羟基苯甲酸、邻苯二甲酸二异丁酯对三七病原菌的生长呈现低促高抑的现象,且当对羟基苯甲酸浓度为5mmol/L时能促进病菌小孢子的产生。结论检测到的化感物质组分为苯甲酸及其衍生物类、酚类、酯类、饱和烃类等物质。这些物质在低浓度时有利于病原菌的生长,对病害的发生具有促进作用。     

豚草的化感作用研究

本文研究了在我国东北地区广泛蔓延的菊科杂草－－豚草对大豆、玉米、小麦、水稻的化感作用,实验针对豚草的挥发物、茎叶和根的淋溶物、根区土壤水浸液等的化感活性进行了研究,研究发现豚草的挥发物对大豆和玉米的种子萌发有一定抑制作用,根区土壤对农作物无明显的作用;茎叶部分的水浸液对几种农作物的种子萌发和幼苗的幼根伸长有明显的抑制作用,同时使根系形态发生较大的变化,根系的水浸液对作物的幼芽伸长有一定的促进作用。     

大豆连作障碍研究Ⅲ.海洋放线菌MB-97促进连作大豆增产机理

海洋放线菌MB-97能在重荐大豆根际成功定殖,对克服重荐大豆连作障碍具有显著作用,抑制大豆根际致害微生物（DRMO）紫青霉菌的生长繁殖达80%,减轻了土壤毒素的危害;防治因大豆连作而加重的土传真菌性病害如镰刀菌等引起的根腐病达50%以上,调节优化大豆根际土壤微生物区系。B/F值显著上升,使土壤由低肥力的“真菌型”向高肥力的“细菌型”转化;MB-97对大豆有生长刺激作用,田间试验结果平均增产大豆15.2%,表明海洋放线菌MB-97是一株优良的植物根际促生菌（PGPR）。     

基于高通量测序分析大豆和油菜根际微生物群落结构的差异

根肿病是由芸薹根肿菌侵染引起的专性寄生性土传病害,严重制约着油菜等十字花科作物的可持续生产.前期研究发现,大豆作为前茬作物可以显著降低后茬油菜根肿病的发生和危害,"豆-油轮作"模式是一种值得探索和应用的根肿病防治新途径.为了解开大豆作为前茬防治根肿病发生的机理,本研究基于扩增子测序技术探究大豆与油菜根际土壤微生物的群落结构差异.结果表明:大豆和油菜根际土壤微生物类群在门水平的优势类群相同,包括变形菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、放线菌门、子囊菌门、接合菌门、担子菌门和壶菌门等丰度都较高.但相比于油菜根际土壤,大豆根际土壤富含具有生防作用和促进植物生长的微生物,如黄杆菌属、鞘脂单胞菌属、芽孢杆菌属、链霉菌属、假单胞菌属、木霉属和盾壳霉属等;而一些植物病原细菌(如肠杆菌、黄单胞菌)和真菌(炭疽菌和尾孢菌)含量则低于油菜根际土壤;另外,大豆根际土壤中还富含具有固氮功能的根瘤菌属、慢生根瘤菌属和丛枝菌根真菌(如球囊霉属).可见,大豆根际土壤利于有益微生物生长并可抑制病原菌繁殖.大豆和油菜根际微生物组差异为大豆-油菜轮作防治根肿病提供了理论依据,并为根肿病的防治提供了一些潜在的生物防治资源.     

连作大豆植株化感作用的模拟研究

使用组培技术在无菌条件下研究了大豆根系分泌物和大豆组织水浸液对大豆苗的化感作用。结果表明,大豆根系分泌物和大豆组织水浸液对“下茬”大豆苗的生长和某些生理活性均有显着影响。这种影响与大豆苗生长激素代谢紊乱有关。从根系分泌物和植株水浸液中均分离出了已知酚酸类化感物质香草酸、香草醛和对羟基苯甲酸。这类物质的影响对大豆连作障碍有直接关系.     

大豆连作对土体和根际微生物群落功能的影响

试验采用Biolog方法在大田试验条件下研究了不同连作年限大豆在结荚期和收获期根际和土体微生物群落功能多样性的变化.试验结果表明,在结荚期和收获期根际微生物群落功能多样性、均匀度指数和AWCD均显著高于土体.在结荚期迎茬和连作8a的土体微生物多样性、AWCD均高于正茬和连作4a土体;在收获期正茬和迎茬处理的土体微生物多样性、AWCD高于连作4a和8a.结荚期迎茬、连作4a和8a处理的根际微生物群落AWCD均显著高于收获期,说明在大豆植株生长旺盛的结荚期微生物群落的根际效应比收获期更明显.在这两个生长期降解氨基酸,糖类和羧酸类碳源的微生物可能是连作影响的主要土体微生物类群.     

重茬胁迫下硒对大豆叶绿体超微结构和叶片中微量元素含量的影响

采用盆栽试验和田间小区试验方法,研究了低浓度施Se对重茬胁迫下大豆叶绿体超微结构及大豆叶片中Mg、Fe、Mn含量的影响．结果表明,当盆栽试验施Se量小于0．50mg.kg^-1,田间小区试验施Se量小于300g.hm^-2时,施Se都不同程度地提高了大豆叶片的Mg、Fe和Mn含量．在盆栽试验中,施Se量与大豆叶片中Mg、Fe的含量呈正比,而施Se量与大豆叶片中Mn含量之间的关系很难确定．同时,透射电镜照片显示,盆栽试验中重茬胁迫下,施se可使大豆叶绿体膜结构保持完好,而不施se对照的叶绿体发生膨胀,基粒消失,甚至转化成了黄化体．可以认为,低浓度施Se能缓解大豆重茬胁迫所造成的过氧化损伤,使大豆生长较为正常．     

溴甲烷土壤灭菌对大豆苗期根系生长的影响

利用溴甲烷田间土壤灭菌,研究灭菌对正茬、重茬大豆苗期根系生长和产量的影响.试验结果表明,灭菌处理后重茬(连续种植3a)地大豆根系生长良好,根系形态明显改善,总根长、主根长、植株鲜重和根瘤数增加、孢囊线虫孢囊数为0.而灭菌处理后,正茬地大豆根系前期生长受到一定抑制,主根长、总根长、植株鲜重和侧根数有降低的趋势,但随时间推移,抑制幅度降低.溴甲烷处理促进大豆结瘤.灭菌后,重茬大豆与正茬大豆根系生长差异减少.溴甲烷灭菌处理可作为克服大豆连作障碍问题措施之一.     

连作大豆根分泌物对根腐病病原菌的化感作用

采用砂培,水培和室内培养等试验方法研究了连作大豆根分泌物对根腐病病原菌的化感作用。结果表明,与对照相比,连作和轮作大豆根分泌物对半镰孢菌,粉红粘帚功和尖镰孢菌尤其是对半裸镰孢菌的生长有明显的化感促进作用,差异达显著或极显著水平,低浓度时,连作大豆根分泌物对半裸镰孢菌和粉红粘帚菌生长的化感促进作用明显大于轮作大豆,差异达显著水平,同一茬口,高浓度根分泌物半裸镰孢菌生长的化感促进作用小于低浓度,而且在连作大豆中差异达显著水平。与对照相比,高浓度的邻苯二甲酸和丙二酸（L5和B5）对半裸镰孢菌,粉红粘帚菌和尖镰孢菌尤其是对半裸镰孢菌的生长有化感抑制作用,差异达显著或极显著水平,而低浓诬的邻苯二甲酸和丙二酸对半裸镰孢菌,粉红粘帚菌和尖镰孢菌的生长有化感促进,部分差异达显著水平。     

不同大豆连作年限对黑土细菌群落结构的影响

大豆连作导致作物产量下降、病原微生物富集和土壤退化等问题日趋严重。然而,目前关于大豆连作对土壤细菌群落结构组成及多样性分布的影响及发生机制尚不清楚。采用高通量测序技术,对大豆连作(不同年限)和大豆-玉米轮作下的黑土细菌16S rRNA基因进行测序分析。结果表明:轮作5年(CR5)和13年长期连作(CC13)处理显著增加了土壤pH、全氮(TN)、全磷(TP)和速效养分(AN、AP和AK)含量。与短期连作相比,CR5和CC13处理均提高了细菌群落的OTUs数量、PD值、Chao1指数和Shannon指数。聚类分析图谱结果显示细菌群落结构组成受到轮作和连作年限的双重影响,而土壤pH、TN、TP、AN、AP和AK是细菌群落结构发生变化的主要驱动因子(P0.05)。此外,VPA分析发现上述土壤因子中,土壤pH对细菌群落结构变化的贡献度最大。本研究证明大豆长期连作提高了土壤养分含量和细菌群落的丰富度和多样性指数,从分子生物学的角度证实大豆长期连作在一定程度上改善了土壤环境,为大豆连作障碍的研究提供了理论依据。     

连作障碍因素对大豆养分吸收和固氮作用的影响

采用分室装置,利用不同孔径的膜研究大豆连作条件下,化感物质、土壤有害生物和大豆胞囊线虫等因素不断累加对植株生长、生物固氮作用和矿质养分吸收和分配的影响。结果表明,随着各因素不断累加,植株的地上部、根系和根瘤干重逐渐降低;除Ca元素外,植株组织的P、K等矿质元素单位含量下降,吸收总量下降,地上部分配的养分比例下降。在化感物质和土壤有害生物因素的基础上接种线虫,对生物固氮和矿质养 分的吸收和分配影响明显。     

摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae对连作大豆分枝期根系AM真菌群落结构的影响

本文研究摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae对短期连作3个大豆品种分枝期根系AM真菌群落结构的影响,旨在探索不同大豆品种与AM真菌在连作土壤中的互作效应。通过向黑农44（HN44）、黑农48（HN48）和恳丰16（KF16）3个大豆品种盆栽土壤中接种F. mosseae,对接菌连作0年（未连作对照组）、连作1年、连作2年土壤中的大豆根系,采用Nested-Program Control Register-DGGE技术分析。结果表明,接种F. mosseae后,不同大豆品种根系AM真菌多样性指数和丰度值表现为连作2年的土壤>连作1年的土壤>未连作的土壤;其中,球囊霉属Glomus和F. mosseae为3个大豆品种根系中AM真菌的优势菌群。接种F. mosseae对连作1年、连作2年3个大豆品种根系AM真菌群落结构具有显著影响。     

马铃薯/大豆套作对3个大豆品种光合指标和产量的影响

以大豆品种中黄30(早熟)、冀豆17(中熟)和齐黄34(晚熟)单作为对照,在大田条件下,研究马铃薯/大豆套作模式中3个品种生育期叶面积指数的变化及干物质积累的特征,分析套作马铃薯收获前后对大豆光合指标、产量及其构成因素的影响.结果表明： 生育前期阴蔽导致套作大豆叶面积指数(LAI)降低,干物质积累变缓,营养生长期相对延长,不同品种套作大豆光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(g_s)均低于单作.生育后期套作大豆生长加快,尤其是马铃薯收获后晚熟品种增幅显著提高.此时,套作大豆受光条件得到较大改善,表现出较强的补偿效应,LAI、干物质积累、P_n和g_s相对于单作上升幅度加大,接近于单作大豆,但不同品种补偿能力不同.与单作相比,套作模式下不同大豆品种的有效荚数、单株粒数及每荚粒数均有所降低,其中早熟品种分别显著下降22.0%、36.0%、17.6%,中熟品种下降5.1%、13.1%、8.9%,晚熟品种下降5.7%、7.6%、2.1%.套作模式下,中、晚熟大豆品种的产量较早熟品种分别高92.4%和163.4%,总土地当量比(LER)分别达到1.81和1.84.表明中、晚熟大豆品种与马铃薯组合套作优势更强,有利于马铃薯收获后大豆的补偿生长,促进套作大豆产量提高,充分发挥了复合群体的产量优势.