间作减轻蚕豆枯萎病的微生物和生理机制

通过田间小区试验,研究了小麦与蚕豆间作对蚕豆枯萎病发病率、病情指数、根际镰刀菌数量、蚕豆根系抗氧化酶活性和膜质过氧化的影响.采用Biolog ECO板分析了根际土壤微生物的代谢功能多样性,通过高效液相色谱(HPLC)测定了蚕豆根际土壤中酚酸含量.结果表明: 与单作蚕豆相比,小麦与蚕豆间作有降低蚕豆枯萎病发病率的趋势;发病盛期和发病末期,间作使蚕豆枯萎病的病情指数比单作显著降低15.8%和22.8%,明显提高了蚕豆根际微生物活性(AWCD值),根际微生物的Shannon多样性指数显著提高4.4%和5.3%,丰富度指数显著提高19.4%和37.1%.主成分分析表明,发病盛期和发病末期,间作明显改变了蚕豆根际微生物的群落结构,蚕豆根际镰刀菌数量分别降低53.8%和33.1%;并显著降低了蚕豆根际土壤中对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸的含量.发病盛期和发病末期,间作蚕豆根系的过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别显著提高了20.0%、31.3%和38.5%、66.7%,丙二醛(MDA)含量显著降低36.3%和46.3%;发病初期间作对蚕豆根系的POD、CAT酶活性和MDA含量无显著影响.小麦与蚕豆间作显著提高了蚕豆根际微生物的活性、多样性和根系抗氧化酶活性,降低了蚕豆根际土壤中酚酸含量和膜质过氧化程度,减少了土壤镰刀菌的数量,从而提高了蚕豆对枯萎病的抗性,降低了枯萎病的危害程度.     

间作缓解蚕豆连作障碍的根际微生态效应

通过田间小区试验,研究了3个品种蚕豆(92-24、云豆324、凤豆6号)与小麦间作对蚕豆产量、枯萎病病情指数、根际镰刀菌数量、根际真菌代谢功能多样性和土壤酶活性的影响。结果表明:与单作蚕豆相比,云豆324与小麦间作(YD324/W)和凤豆6号与小麦间作(FD6/W)处理均显著提高了蚕豆地上部干重、籽粒产量和百粒重。YD324/W和FD6/W处理使蚕豆枯萎病发病初期病情指数分别降低57.14%和41.67%,镰刀菌数量分别降低32.06%和29.88%,而92-24与小麦间作(92-24/W)处理蚕豆产量、枯萎病病情指数和镰刀菌数量与单作蚕豆均无显著差异。YD324/W和FD6/W处理显著提高了蚕豆根际真菌的多样性指数和丰富度指数,并使蚕豆根际真菌的AWCD值分别比单作蚕豆提高了61.75%和46.49%;YD324/W和FD6/W处理明显改变了蚕豆根际真菌的群落结构。而92-24/W处理对蚕豆根际真菌的多样性指数、丰富度指数和AWCD值均无显著影响,也未明显改变真菌的群落结构。不同发病时期,YD324/W和FD6/W处理均显著提高了蚕豆根际土壤的蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性;而92-24/W处理蚕豆根际蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性与单作蚕豆均无显著差异。总之,小麦与不同品种蚕豆间作改变了蚕豆根际的真菌群落结构,提高了蚕豆根际真菌的活性、多样性和丰富度,提高土壤酶活性并改善蚕豆生长,增加了蚕豆产量。表明小麦与蚕豆间作改善了根际土壤的微生态环境,降低了镰刀菌的数量,缓解了蚕豆连作障碍,但蚕豆品种的差异影响间作控病效果。     

木薯/花生间作对根际土壤微生态的影响

为了探明木薯/花生间作在增产增收的同时对土壤微生态的影响,研究木薯和花生以不同行距(30 cm,40 cm,50 cm)间作的根际土壤养分、微生物及相关酶活性的变化。结果表明:木薯/花生间作可增加根际土壤细菌、真菌、放线菌及总微生物数量和微生物多样性,30 cm间作行距的木薯、花生根际土壤微生物总数量分别比单作木薯、花生增加了129.6%和101.1%;间作根际土壤碱解氮、有效磷、有效钾和有机质含量相比单作增加,50 cm间作花生的根际土壤碱解氮、有效磷、有效钾量比单作花生增加了145.9%~195.9%,30 cm间作木薯的根际土壤有效钾、有效磷含量分别比单作木薯增加了161.8%和187.9%;木薯/花生间作的根际土壤过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性活性相比单作升高,间作土壤脲酶和蛋白酶活性相比单作降低,30 cm间作木薯的根际土壤过氧化氢酶活性比单作木薯增加了59.2%,50 cm间作花生的根际土壤蔗糖酶活性比单作花生增加了97.4%。可见,木薯/花生间作可改善根际土壤微生态坏境,且适宜的间作行距更利于土壤养分含量和微生物数量的增加。     

套作棉根际与非根际土壤酶活性和养分的变化

在棉麦两熟双高产条件下研究了棉花根际与非根际土壤酶活性和养分含量的变化.结果表明,套作棉土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶及过氧化氢酶活性随生育进程的变化趋势与单作棉表现一致,但整个生育期套作棉根际与非根际土壤各种酶活性均明显高于单作棉.套作棉根际与非根际土壤养分含量在麦棉共生期低于单作棉或差异较小,而在麦收后则显著高于单作棉.套作棉土壤养分含量随生育进程的变化趋势与单作棉大体相同,但一些养分的吸收高峰晚于单作棉.无论套作棉还是单作棉,根际土壤酶活性和养分含量高于非根际.土壤各养分含量与土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性呈显著(P=0.0,n=32)或极显著(P=0.01,n=32)相关,与土壤过氧化氢酶活性相关不显著.     

不同连作年限土壤对茄子土壤生物学活性的影响及其嫁接调节

探讨了不同连作年限土壤对茄子根际土壤微生物数量、土壤酶活性的影响及其相关性和嫁接对重要相关因子的调节作用。结果表明:随着连作年限的增加,茄子根际土壤细菌数量和放线菌数量呈下降趋势,真菌数量呈增加趋势;根际土壤中的过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、蛋白酶的活性呈降低趋势;土壤微生物数量和土壤酶活性之间有显著的相关性。其中过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、蛋白酶是影响根际土壤中细菌和放线菌数量的主要因子,蛋白酶是影响根际土壤中真菌数量的主要因子。嫁接能提高土壤酶活性,缓解连作土壤带来的胁迫。     

生物有机肥对连作当归根际土壤细菌群落结构和根腐病的影响

研究生物有机肥料DZF-363对当归生长、根腐病的发病情况及土壤微生物群落结构和功能的影响,可为其对连作当归根际土壤环境的调节和改善提供理论依据.本研究以连作2年的当归及其根际土壤为对象,设置对照(不施农药和微生物肥料,CK)、农药(15%的阿维毒死蜱乳油+50%多菌灵可湿性粉剂,N)和生物有机肥DZF-363(DZF)处理,利用高通量测序和比色的方法,研究施用DZF-363对当归根际土壤微生物群落结构和土壤脲酶、磷酸酶活性的影响.结果表明:施用DZF-363比对照和农药处理分别增产18.8%和6.8%.施用DZF-363使当归根腐病病情指数显著降低,对根腐病防效达52.0%;整个生育期当归根际土壤的脲酶、中性磷酸酶、碱性磷酸酶活性显著提高,苗期、生长中期及收获期脲酶活性分别提高52.4%、13.9%、10.3%,中性磷酸酶活性分别提高15.5%、10.2%、10.3%,碱性磷酸酶活性分别提高10.3%、4.4%、4.0%,酸性磷酸酶活性在当归生长中期及收获期分别提高15.6%、8.2%.放线菌门在CK、N和DZF处理中的占比分别为11.3%、10%和20%,未知的放线菌纲和芽孢杆菌纲在DZF处理中的占比显著高于CK和N处理.施用DZF-363能显著增加当归根际土壤Shannon指数,且Shannon指数和Simpson指数与当归产量呈正相关,与根腐病呈负相关.表明施用DZF-363能显著增加当归根际土壤细菌多样性,改变当归根际土壤细菌群落结构,提高根际土壤脲酶和磷酸酶活性,减轻当归根腐病的发生,显著提高当归产量.     

根结线虫对黄瓜叶片氮磷含量、土壤pH和酶活性的影响

通过盆栽试验,采用人工接种的方法研究了接种根结线虫对黄瓜植株根际和非根际土壤pH值、土壤酶活性及叶片N、P含量的影响.结果表明:根际土壤pH值在接种量达到每株6000个时才显著降低;随着接种量的增加,叶片N、P含量、根际土壤过氧化物酶、根际和非根际土壤多酚氧化酶活性逐渐降低,根际土壤过氧化氢酶活性却逐渐升高,非根际土壤pH值先升高后降低,非根际土壤过氧化氢酶活性没有明显的变化规律.接种根结线虫后,根际土壤脲酶活性显著降低,根际和非根际土壤磷酸酶活性、非根际土壤过氧化物酶活性仅在较高接种量时才显著降低.根际土壤pH值、酶活性及叶片N、P含量之间多数呈极显著相关,而非根际土壤pH值、酶活性及叶片N、P含量之间只有部分呈极显著相关.     

桑树根际土壤微生物对间作和施氮的响应

利用Biolog-Ecoplate^TM结合主成分与冗余分析法,研究与苜蓿间作和施氮对桑树根际土壤微生物功能多样性及其与环境因子的影响.结果表明: 与单作无氮相比,单作施氮和间作(无氮和施氮)明显降低桑树根际土壤pH值,显著提高有机质含量、有效氮、含水量和过氧化物酶、脲酶的活性.同时,单作施氮和间作(无氮和施氮)提高了桑树根际土壤微生物的AWCD值、多样性指数和利用碳源比例,且间作施氮增加其提高的程度.主成分分析表明,施氮和间作改变了根际土壤微生物利用碳源强度和种类,其中单作施氮和与间作无氮处理的碳源利用情况相似,但后者对衣康酸和D-葡糖胺酸的利用率(>4%)显著高于前者.冗余分析表明,单作无氮桑树根际土壤微生物多样性与土壤多酚氧化酶活性呈正相关,与土壤含水量呈负相关.单作施氮与间作无氮处理的桑树根际微生物多样性与土壤pH值和含水量呈显著正相关,与土壤氮素营养呈负相关.间作施氮处理的桑树根际微生物多样性与土壤氮素营养呈正相关,而与土壤pH值呈显著负相关.     

消毒、伴生和微生物菌对连作基质性质及黄瓜生长发育的影响

以连续种植2茬的连作基质为对象,采用室内盆栽试验,设置连作基质太阳能消毒、热水消毒、多菌灵消毒、大蒜伴生栽培和施入微生物菌处理以及新基质对照,在种植黄瓜后观测基质理化性质、养分含量、酚类物质含量、相关酶活性的变化以及黄瓜结果期生长发育、光合作用和果实产量的变化,探究不同处理对连作基质栽培黄瓜生长发育影响的机制,以期在生产上为废旧基质重复利用提供新的思路和方法。结果表明:在连作基质栽培黄瓜后,太阳能消毒和热水消毒处理均能显著提高连作基质的pH,同时降低电导率;施入微生物菌处理的基质EC值、速效氮、速效磷、速效钾和总酚含量均显著低于连作基质,而其基质磷酸酶活性和过氧化氢酶活性显著高于连作基质。热水消毒还显著降低连作基质的总酚含量和复合态酚含量。黄瓜生长至结果期,太阳能消毒、热水消毒、多菌灵消毒、大蒜伴生栽培和施入微生物菌均显著增强黄瓜的根系活力和株高;其中热水消毒和施入微生物菌处理的产量增加最为显著,分别比连作基质栽培提高了16.56%和18.40%。可见,连作基质进行热水消毒处理和施入微生物菌处理均能降低基质盐分积累,减少总酚含量,进而显著提高黄瓜的根系活力和光合作用,从而增加产量。     

白术连作根际土壤的理化性质及微生物区系变化

对不同种植年限白术(Atractylodes macrocephala Koidz.)根际土壤的部分理化指标、酶活性和微生物区系进行了测定和比较。结果表明:随白术种植年限的增加(0、1和2 a),根际土壤pH值显著下降(P<0.05),根际土壤中有机质和全氮含量呈先升高后降低趋势,速效钾含量则逐渐升高,而有效磷含量和C/N比小幅波动,总体上不同种植年限根际土壤的这些指标差异不显著;根际土壤中有效铁、有效铝和交换性锰含量显著或极显著(P<0.01)增加,且较对照(未种植白术的土壤)分别增加了127.51%、18.38%和106.83%,但有效铅含量变化幅度较小;2年生白术根际土壤中过氧化氢酶、脲酶和蛋白酶活性显著低于对照;2年生白术根际土壤中细菌和放线菌数量及微生物总量较1年生白术根际土壤显著下降,真菌数量则显著上升。结果显示:土壤酸化严重、金属离子大量积累、主要酶活性失调以及微生物区系改变可能是白术连作障碍的潜在原因。     

抗感枯萎病西瓜根际微生物比较研究

本文通过传统微生物培养方法,研究了在土培和基质培条件下,抗感枯萎病西瓜不同生育期根际和非根际微生物数量的变化.结果表明,微生物数量在根际显著高于在非根际微生物,且随西瓜生长发育的阶段不同而变化,苗期根际微生物数量最少,以后随西瓜生长发育,根际微生物数量不断增加,至生长旺盛的开花结果期,微生物数量达到最高,在西瓜生长发育后期,根际微生物数量又有所回落.西瓜抗枯萎病性与根际细菌的数量具有相关性,在生长发育各个阶段,无论是土培还是基质培,均表现为抗病材料的根际细菌数量高于感病材料的根际细菌数量.根际真菌与放线菌数量与西瓜的抗感枯萎病性没有相关性.非根际微生物数量在整个生育期变化辐度较小.非根际细菌数量在土培条件下几乎保持在同一水平,在基质培条件下迅速增加,至生长后期有所回落.非根际真菌与放线菌数量在土培和基质培条件下均于生长后期达到最高.     

烟蒜轮作与套作对烤烟产量及根际土壤磷组分的影响

通过大田小区试验,研究烟蒜轮作、套作对烤烟产量和土壤不同形态磷的影响.结果表明： 烟蒜轮作、套作下烤烟产量和上中等烟比例较烤烟单作显著提高,下部叶成熟期根际土壤有效磷含量分别是烤烟单作的1.3和1.7倍.不同种植方式根际和非根际土壤无机磷组分含量均以O-P和Fe-P含量最高,Ca₂-P和Al-P次之,Ca₈-P和Ca₁₀ -P含量最低.与烤烟单作和烟蒜套作处理相比,烟蒜轮作在上部叶成熟期根际土壤Ca₂-P含量最低,Ca₈-P在下部叶成熟期含量最低,Ca₁₀-P含量在中部叶成熟期最低.烟蒜轮作和套作在下部叶成熟期和中部叶成熟期根际土壤Al-P含量分别是烤烟单作的1.6和1.9倍、1.2和1.9倍.烟蒜轮作和套作根际土壤O-P含量均显著低于烤烟单作.烟蒜轮作较烟蒜套作更能活化土壤中难溶的O-P、Ca₁₀-P和高稳性有机磷,提高烤烟产量和中上等烟比例.     

Tree Species Composition Influences Enzyme Activities and Microbial Biomass in the Rhizosphere: A Rhizobox Approach

Monoculture causes nutrient losses and leads to declines in soil fertility and biomass production over successive cultivation. The rhizosphere, a zone of usually high microbial activities and clearly distinct from bulk soil, is defined as the volume of soil around living roots and influenced by root activities. Here we investigated enzyme activities and microbial biomass in the rhizosphere under different tree compositions. Six treatments with poplar, willow, and alder mono- or mixed seedlings were grown in rhizoboxes. Enzyme activities associated with nitrogen cycling and microbial biomass were measured in all rhizosphere and bulk soils. Both enzyme activities and microbial biomass in the rhizosphere differed significantly tree compositions. Microbial biomass contents were more sensitive to the changes of the rhizosphere environment than enzyme activities. Tree species coexistence did not consistently increase tested enzyme activities and microbial biomass, but varied depending on the complementarities of species traits. In general, impacts of tree species and coexistence were more pronounced on microbial composition than total biomass, evidenced by differences in microbial biomass C/N ratios stratified across the rhizosphere soils. Compared to poplar clone monoculture, other tree species addition obviously increased rhizosphere urease activity, but greatly reduced rhizosphere L-asparaginase activity. Poplar growth was enhanced only when coexisted with alder. Our results suggested that a highly productive or keystone plant species in a community had greater influence over soil functions than the contribution of diversity.     

施氮对间作蚕豆根际微生物区系和枯萎病发生的影响

通过田间小区试验,研究了小麦、蚕豆间作条件下4个施氮水平(0,56.25,112.5kg.hm-2和168.75kg.hm-2)对蚕豆根际微生物区系和蚕豆枯萎病发生的影响。结果表明,单作和间作条件下,施氮显著增加了蚕豆根际的微生物数量,在N2(112.5kg.hm-2)水平下达到最高值;施氮对土壤微生物多样性无显著影响,但减轻了单、间作蚕豆枯萎病的发生,且在N2水平下发病最轻。与单作相比,间作显著增加了蚕豆根际的细菌、真菌、放线菌数量、微生物总数和微生物多样性,尤其在N0、N1(56.25kg.hm-2)和N2(112.5kg.hm-2)水平下间作对蚕豆根际微生物的促进效应明显,且以真菌和放线菌的增幅较大.N0、N1和N2水平下间作显著降低了蚕豆枯萎病的发病率和病情指数。小麦蚕豆间作下适量施氮能有效调节蚕豆根际微生物区系,是抑制蚕豆枯萎病发生的有效措施。     

绿色木霉TV41对尖孢镰刀菌FW0在西瓜植株空间分布和枯萎病防控效果的影响

【目的】为进一步探究盆栽试验条件下绿色木霉TV41 (Trichoderma viride TV41)对尖孢镰刀菌FW0 (Fusarium oxysporum FW0)在西瓜植株空间分布的影响以及对西瓜枯萎病的防控效果。【方法】通过定期检测不同处理西瓜根际/根表尖孢镰刀菌的数量、西瓜植株根内/茎内尖孢镰刀菌的数量以及植株侧根被侵染比例和尖孢镰刀菌在植株内的侵染进程,进行多次盆栽试验并统计发病率。【结果】当绿色木霉和尖孢镰刀菌接种量均为5×105孢子/g基质时,绿色木霉TV41在西瓜根际/根表的定殖数量明显高于尖孢镰刀菌FW0的数量,接种了绿色木霉TV41的处理,根际/根表尖孢镰刀菌的数量(103/g基质)显著低于仅接种FW0的对照(104/g基质);绿色木霉TV41不仅能够有效减缓尖孢镰刀菌在西瓜植株内的侵染进程,而且能够有效降低西瓜植株根内、茎内尖孢镰刀菌的数量。与对照(只接种FW0)相比,接种绿色木霉后西瓜枯萎病的发病率从66%降低到27%。【结论】绿色木霉TV41能够通过影响尖孢镰刀菌FW0在西瓜植株的空间分布,从而有效防控西瓜枯萎病的发生,防控效果达到60%。     

对黄瓜枯萎病具防效的海洋源芽孢杆菌Y3F的鉴定

【目的】对一株从连云港海域海藻样品中获得的拮抗细菌Y3F进行鉴定并且研究菌株Y3F对黄瓜土传枯萎病害的控制效果。【方法】对Y3F进行形态、生理生化特征和16S r RNA基因序列分析,采用平板对峙法测定菌株Y3F的活菌液和无菌滤液的抑菌活性,利用盆栽试验测定Y3F对黄瓜枯萎病害的防治效果。【结果】初步鉴定该菌属于蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus),用2216E培养基振荡培养24 h的Y3F的无菌滤液对黄瓜尖孢镰刀菌有较强的抑菌活性,表明菌株能分泌抑制病原菌生长的活性物质。盆栽试验表明,种植30 d后,浸种和灌根同时处理(JG)的防治效果达到50.46%,对黄瓜枯萎病害有明显的控制效果,显著提高黄瓜植株生物量,显著降低黄瓜根际土的真菌和尖孢镰刀菌数量,增加根际的细菌和放线菌数量。【结论】菌株Y3F能有效防治黄瓜枯萎病害,改善根际微生物结构,具有进一步开发应用的前景。     

石灰碳铵熏蒸与施用生物有机肥对连作黄瓜和西瓜枯萎病及生物量的影响

采用稀释涂布平板计数法,研究了石灰碳铵及碳铵熏蒸对黄瓜和西瓜连作土壤尖孢镰刀菌数量的影响,以及熏蒸后施用生物有机肥对黄瓜和西瓜枯萎病的防控效果及植株生长的影响.结果表明:与对照相比,石灰碳铵及碳铵熏蒸后,连作土壤中黄瓜尖孢镰刀菌的数量分别下降95.4%及71.4%,西瓜尖孢镰刀菌的数量分别下降87.2%及64.2%;多因素方差分析表明,熏蒸、施用有机肥及作物种类均对土壤中尖孢菌数量、枯萎病发病率、防控率及生物量有显著影响;与未熏蒸施用普通有机肥对照相比,石灰碳铵熏蒸后施用生物有机肥能显著减少后茬黄瓜或西瓜土壤中尖孢镰刀菌的数量并显著降低枯萎病发病率,防控率高达91.9%及92.5%,同时显著增加了植株的株高、茎粗、SPAD值及干质量.表明石灰碳铵熏蒸及施用生物有机肥能够降低土壤中尖孢镰刀菌数量,有效防控黄瓜和西瓜枯萎病的发生并促进其植株生长.     

小麦蚕豆间作对蚕豆根际微生物群落功能多样性的影响及其与蚕豆枯萎病发生的关系

通过田间小区试验,研究了小麦与蚕豆间作对蚕豆枯萎病发生和根际微生物代谢功能多样性的影响。结果表明,小麦与蚕豆间作使蚕豆枯萎病的发病率和病情指数分别比单作显著降低20%和30.4%。与单作处理相比,间作显著增加了蚕豆和小麦根际微生物对31种碳源的平均利用率（AWCD）,其中间作蚕豆的AWCD值最高,比单作增加82.7%,单作蚕豆最低。间作蚕豆和间作小麦根际微生物的Shannon多样性指数与丰富度指数均显著高于单作,间作使蚕豆和小麦的丰富度指数分别增加29.2%和30.3%。根际微生物对六类碳源的利用强度百分比以糖类、羧酸类和氨基酸最高,分别为41.96%,19.80%和18.13%。主成分分析表明,小麦与蚕豆间作改变了根际微生物的群落组成;相关分析表明,糖类、羧酸类和氨基酸类碳源是区分单间作处理差异的主要碳源,其中氨基酸类碳源是最敏感的碳源。小麦与蚕豆间作增加了根际微生物活性,提高了Shannon多样性指数和丰富度指数,改变了微生物群落功能多样性,是抑制蚕豆枯萎病的有效措施。该研究为阐明根际微生物功能多样性变化在间作体系病害控制中的作用与机制奠定了理论基础。