田间条件下植物促生细菌缓解太子参连作障碍的效果评价

太子参是一种名贵中药材,存在连作障碍问题。本研究利用促生细菌(Bacillus subtilis和Burkholderia为主)研制的不同微生物菌肥,对太子参连作障碍进行消减处理。以未施肥(CK)、正茬(NP)、重茬(SP)、Bacillus subtilis菌肥(1号)、Burkholderia菌肥(2号)、Bacillus subtilis和Burkholderia混合菌肥(3号)等不同处理的太子参根围土壤为供试土样,分析不同菌肥对连作太子参根围土壤理化性质及真菌群落结构的影响,评价不同菌肥对太子参连作障碍消减效果。结果表明:3种外源微生物菌肥都能显著提高重茬太子参的产量,其中菌肥1号、2号和3号处理的产量比重茬地分别增产107%、112%和96%。另外,3种微生物菌肥显著提高连作太子参的土壤p H值,增加土壤速效氮含量及降低速效钾和速效磷含量,说明微生物菌肥中含有的大量功能菌能有效促进土壤养分的转化与利用。结合DGGE发现菌肥2号与3号处理的根围土壤真菌群落结构特征与正茬接近,其结果通过q PCR进一步验证。这表明微生物菌剂施加在重茬土壤中可以促进土壤微生物群落结构和功能多样性朝着正茬的根围微生态方向演变,即菌肥具备减少连作病害对太子参产量和品质的影响的潜力,同时可改善土壤质量,为优化太子参规范化栽培技术提供技术支持。     

苗期化感水稻对根际土壤微生物群落及其功能多样性的影响

水稻化感潜力的田间表现受根际微生物间接调控。以不种水稻的土壤为对照,通过平板计数法、氯仿熏蒸法和BIOLOG分析,探讨了水稻PI312777、IAC47Iguape Cateto和Lemont苗期根际土壤微生物的群落特征及其功能多样性。结果表明,水稻品种显著地影响其根际微生物生物量碳,不同品种水稻根际微生物生物量碳大小为:Iguape Cateto(441.0mg.kg-1)>IAC47(389.7mg.kg-1)>PI312777(333.2mg.kg-1)>Lemont(283.8mg.kg-1),对照土壤为129.3mg.kg-1;PI312777、IguapeCateto、IAC47、Lemont土壤的呼吸作用强度依次为1.404、1.019、0.671、0.488μgC.g-.1h-1,对照土壤仅为0.304μgC.g-.1h-1。不同品种水稻根际土壤微生物均以细菌占优势,占微生物总数的58.4%~65.6%,放线菌占32.2%~39.4%,占2.2%~2.8%。BIOLOG分析显示,不同水稻根际土壤的平均颜色变化率(AWCD)显著不同,总以强化感水稻PI312777最高,弱化感水稻Lemont最小,各土壤的AWCD值在培养144h时均达到最大值,此时PI312777、IAC47、Iguape Cateto和Lemont的AWCD值依次为对照土壤的1.89、1.79、1.60倍和1.43倍。主成分分析表明,从31个因素中提取的与碳源利用相关的主成分1、主成分2和主成分3依次能够解释变量方差的70.08%、11.33%和7.02%;与3个主成分显著正相关的碳源有19种,其中与主成分1显著相关的是酚酸、糖类、氨基酸和胺类,与主成分2显著相关的是酚酸、糖类和脂肪酸类,而与主成分3显著相关的是糖类和羟基酸,对各主成分起分异作用的主要碳源分别是胺类和氨基酸。相关分析表明,土壤微生物总量与细菌数量、莴苣根长抑制率IR、AWCD、MBC、MBR及Shannon指数间存在显著的正相关;土壤微生物总量与莴苣根长抑制率IR间的显著正相关与水稻品种有关。可见,水稻根际土壤微生物群落、活性和功能多样性与水稻品种密切相关,这些变化可能对水稻田间化感潜力起到重要的调节作用。     

水稻花药发育过程中腺苷三磷酸酶的分布

水稻花粉母细胞中的ATP酶反应颗粒很少,主要分布在细胞核中。组成花药药壁的4层细胞中只有绒毡层细胞核中有较多的ATP酶。减数分裂后,绒毡层细胞质中分化出许多内质网片层,但ATP酶反应颗粒仍很少,其它3层药壁细胞中质膜ATP酶明显增加。在花粉内、外壁中形成了大量的ATP酶反应颗粒,但花粉外壁在小孢子时期形成,ATP酶反应颗粒来自绒毡层细胞的鸟氏体。花粉内壁在二胞花粉时期形成,其中的ATP酶反应颗粒来自花粉营养细胞。二胞花粉的营养细胞比生殖细胞含有更多的ATP酶反应颗粒。     

水稻旱育稀植高产栽培的生理生态研究Ⅰ.早稻肥床旱育秧苗素质及其生态生理特性

本研究表明 ,旱育秧床中土壤好气微生物总量高于对照 ,其中好气性固氮菌、纤维分解菌、氨化细菌、有机磷分解菌、亚硝酸细菌增加了 1 .40、2 0 .67、8.0 4、74.0 0、0 .69倍 ,除脱氢酶外土壤蛋白酶、纤维素酶、磷酸酶、尿酶和蔗糖转化酶活性比对照增加77.5%、51 .1 5%、47.1 2 %、43.59%、6.88% ,这有利于土壤物能转化 ,提高土壤养分的有效性 ,使旱育秧床土壤硝态氮、速效N、P、K比对照增加 2 7.9、2 .0 8、0 .97、0 .7倍 .同时还表明 ,旱育秧白根率高 ,根系氧化能力强 ,低节位分蘖多 ,并表现出强大的生理生化优势 ,淀粉酶、硝酸还原酶、ATP酶以及过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧物歧化酶等保护酶含量增加 ,而丙二醛含量和膜透性比对照降低了 7.1 2 %和 43.42 % .     

水稻旰育稀植高产栽培的生理生态研究I.上稻肥床旱育秧苗素质…

本研究表明,旱育秧床中土壤好气微生物总量高于对照,其中好气性固氮菌、纤维分解菌、氨化细菌有机磷分解菌、亚硝酸细菌增加了１．４０、２０．６７、８．０４、７４．００、０．６９倍,除脱氢酶外土壤蛋白酶、纤维素酶、磷酸酶、尿酶和蔗糖论酶活性比对照增加７７．５％、５１．１５％、４７．１２％、４３．５９％、６．８８％,这有利于土壤物能转化,提高土壤养分的有效性,使旱育秧床土壤硝态氮、速效Ｎ、Ｐ、Ｋ比对照增中２     

水稻生育后期叶绿素含量的QTLs及其与环境的互作分析

利用Dular和Lemont杂交后代单粒传衍生的123个F12家系所组成的重组自交系（RILs）群体,研究水稻剑叶叶绿素含量的数量性状基因座（QTL）.分别在2005年和2006年考察该RIL群体齐穗期剑叶叶绿素含量,并进行QTL定位和上位性分析及其与环境的互作效应分析.结果表明：在4对染色体上共检测到10个控制叶绿素含量的加性QTLs,共解释了73.51%的遗传变异,单个QTL的表型贡献率为2.08%～20.14%,其中6个和环境存在显著互作;同时也检测到13对影响叶绿素含量的加性×加性上位性互作,其中6对具有显著的上位性环境互作效应.     

中国机收再生稻研究现状与展望

随着水稻育种方法的不断改善和栽培技术的持续创新,再生稻的种植面积及比重在中国水稻生产系统中逐渐增大,已发展成为生产成效显著的水稻种植模式之一。本文结合作者多年来的研究与实践,从作物生理生态学的视角,紧紧围绕再生稻适宜品种筛选及类型划分、机收再生稻的适宜留桩高度与水肥调控、再生稻干物质生产与分配特性及其与产量形成的关系、再生稻根系和再生活力及其与根际微生态特性的关系4个方面,综述了再生稻高产形成及其生理生态机制的研究现状与展望。在推广低留桩再生稻栽培技术时,应重视根际系统的合理调控,促进根际营养供给和腋芽适时萌发及分蘖再生协调发展,实现高再生系数、高再生穗数、高收获指数、高产优质、低碳安全可持续的“四高一低”目标,促进再生稻产业可持续发展。     

小麦根系活力变化与叶片衰老的研究

对小麦根系活力、叶片叶绿素含量和光合速率变化的田问实验结果表明,根系活力的衰退早且快于叶片叶绿素含量和光合速率的衰退;根系活力和叶片光合速率呈正相关关系(r=0．8006)．拔节期追施氮肥,改善根际营养条件后,叶片的光合速率、根系活力明显提高,叶片中ABA含量降低,ZRs升高,SOD活性增加,MDA的高峰期比对照推迟8～10d,说明根系活力变化与地上部叶片的衰老密切相关,改善根际营养,提高生育前期的根系活力有助于延缓地上部分的衰老．     

茶树连作障碍形成机制及调控措施研究进展

茶树多年宿根连作后茶园土壤退化严重, 茶叶产量和品质大幅下降, 严重制约了我国茶叶的可持续生产。面对如何维持茶树高产高质这一科学难题, 连作障碍机制及其调控措施成为当前茶树栽培中急待解决的科学问题。据此文章从土壤养分失衡、土壤酸化、自毒作用、土壤微生物群落结构失衡、根际微生态等方面概述了茶树连作障碍形成机制的研究进展, 同时从化学改良、增施有机肥、生物质材料、生物菌肥、茶园多样性栽培等方面介绍缓解茶树连作障碍的主要措施, 并对今后茶树连作障碍形成机制的进一步研究及防控技术的发展方向提出展望, 以期为解决茶树连作障碍问题提供一些科学依据。     

不同化感潜力水稻(Oryza sativa L.)苗期的氮素养分效率及相关基因的表达

为了阐明养分水平引起水稻(Oryza sativa L.)化感抑草潜力变化的生理生态机制,研究了不同N素营养处理下,不同化感潜力水稻苗期对N素营养逆境的响应特性及N素养分效率的差异,并运用实时荧光定量RT-PCR技术(FQ-PCR)检测与N素代谢和次生代谢关键酶的基因表达.结果表明:弱化感水稻品种Lemont对N素营养胁迫较敏感,强化感水稻品种PI312777对资源波动的适应性较强,N素养分效率较高.FQ-PCR分析结果显示,在低N条件下Lemont中的亚硝酸还原酶基因(nir),谷氨酰胺合成酶基因(gs)相对表达量均有不同幅度的下调, PI312777分别下调了1.2倍和1.4倍,而Lemont分别下调了3.0倍和1.8倍, Lemont下调的幅度分别是PI312777的2.5倍和1.3倍,但对于苯丙氨酸解氨酶基因(pal)与3-羟基-3甲基戊二酰辅酶A还原酶基因(hmgr)而言, PI312777叶组织中的pal和hmgr均上调表达,与对照相比上调了6.0倍和1.6倍,而Lemont中对应的基因均下调表达,分别下调了1.3倍和6.8倍,佐证了上述差异的分子生态学特性.