我国植物根围促生细菌研究进展

根围(rhizosphere)和植物根围促生细菌(PGPR)是重要的生物学概念,已成为当今土壤微生物学和微生态学研究热点之一。我国已从粮食作物、经济作物和其他植物上分离到27属53种(株)PGPR,其中芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)和伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)是常见的PGPR的种群。研究表明,PGPR通过直接合成一些激素和抗生素等次生代谢物质、调控植物相关基因表达和调节根围土壤中其他生物的群落结构等作用机制,来活化土壤养分、改善土壤理化特性、增加土壤肥力、拮抗病原物、降低植物病害、提高抗病性、增强耐盐性、耐寒性、耐重金属毒性、促进作物生长发育、增加作物产量和改善品质。PGPR这些生理生态效应受到包括PGPR菌种在内的其他生物、土壤条件和农艺措施的影响。所研发的数个PGPR制剂已经商品化生产并且广泛用于促进植物生长及防控土传病害,效果明显。此外,我国已完成多个PGPR菌种(株)全基因组测序分析工作。这些均表明,我国PGPR应用基础研究取得了丰硕成果,为进一步实现PGPR的产业化及其应用奠定了坚实的基础;PGPR在解决作物生产中的一些难题和促进农林牧业可持续发展具有广阔的应用前景。     

根际促生菌提高水稻对非生物胁迫耐受性的研究进展

随着极端气候的不断出现和环境污染的日益严重,水稻在种植过程中受到了多种非生物胁迫(如干旱、重金属和高盐等),导致生长受到抑制,产量降低。近些年,减缓胁迫影响的技术受到越来越多的关注,根际促生菌(PGPR)作为从根际土壤中筛选出的微生物,可有效降低非生物胁迫对水稻生长的影响。它们不仅能够通过自身的生理特性阻碍重金属迁移,减轻重金属对水稻的毒害作用,还能通过产1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶、嗜铁素、植物激素或固氮解磷解钾作用,使水稻在形态或生理等方面发生改变,从而提高对重金属、干旱、高盐等非生物胁迫的耐性,促进其生长。该文介绍了PGPR及其种类,并对非生物胁迫下PGPR提高水稻耐受性的研究进展进行总结,为进一步研究和利用PGPR缓解非生物胁迫对水稻的影响提供参考。     

几种作物对六六六的吸收

本文研究的内容为作物对六六六的吸收及其运转。田间小区试验分别设在北京、山东和山西,每亩用0.5、1.5、2.5和3.5公斤6％的六六六,分别处理土壤。试验结果表明:作物对六六六的吸收量,取决于作物种类、土壤类型、农药的性质以及土壤中六六六的浓度。根据六六六的作物残留与土壤残留相关性分析,作物残留与土壤残留间呈正相关。在块根类作物中,胡萝卜吸收量最大,其次为马铃薯>花生>白薯,其它作物为大豆>谷子。胡萝卜对六六六的吸收量不仅比其他作物大,而且超出了土壤中六六六的残存量。因此,即使在六六六停用的情况下,六六六仍然有污染作物的可能。     

有机肥施用对土壤环境潜在风险研究进展

施用有机肥是培肥地力、改良土壤的重要方式, 有机肥在提高土壤供肥能力和作物产量、改良作物根际生态环境、改善作物的营养品质及抑制病虫害发生等方面具有重要作用, 但施用有机肥也会带来一定的土壤环境风险。对规模化养殖来源为主的有机肥施用带来的土壤环境的风险进行了综述。未腐熟的有机肥施入农田易出现烧苗、病虫害等问题, 对农田作物环境造成不利的影响; 规模化养殖场畜禽粪便生产的有机肥存在重金属、抗生素和激素残留的现象, 施入农田具有一定的重金属和有机污染物污染的风险; 此外, 有机肥的不合理的施用还存在农田氮磷流失, 可能会对水体造成富营养化的风险。通过分析有机肥对土壤肥力及环境风险的影响, 为农业生产中有机肥的合理施用提供借鉴, 在降低环境风险的同时达到培肥土壤与提高作物产量和品质的目的。     

农用化学品污染及预防建议

农用化学品是农业生产的重要组成部分,其安全问题也成为人们关注的焦点。农用化学品可分为化肥、农药、农膜3类。化肥主要用于提高土壤肥力,增加农作物产量,不合理使用则会改变土壤性质,降低土壤肥力,并且对生态环境以及人类健康造成不可忽视的危害。农药主要用于杀菌、杀虫、除草等,在促进和保障农作物健康生长中发挥重要作用,但农药的滥用造成农药事故频发,农药的毒性富集作用以及残留问题越发引起人们的关注。农膜主要用于农膜覆盖栽培技术,农膜的原料主要是聚乙烯树脂等高分子化学物质,在土壤中很难降解,造成的环境污染问题日益突出。各种农用化学品的不合理使用,可降低农产品的质量,使其在出口贸易中受到极大限制,造成巨大的经济损失。本文在肯定农用化学品在现代化农业生产中的巨大贡献的同时,深入分析了其污染状况及危害,总结了当前国际上对于化肥、农药、农膜的研究进展以及所取得的成果,最后提出了科学使用农用化学品的建议。     

环境介质中有机磷农药残留检测方法的研究与进展

在我国农业生产中,有机磷农药大量用于果蔬中,成为广谱、高效的病虫害防治手段.然而,由于有机磷农药长期不合理及过量使用,造成农作物、土壤和水等环境介质中出现有机磷农药或是其代谢物的残留,对消费者的健康产生极大威胁,农药残留问题已成为威胁食品安全的重大隐患.开发检测环境介质中有机磷农药残留的高灵敏和高准确性的方法具有极其重...     

我国生物农药产业现状分析及发展战略的思考

一、我国生物农药发展现状分析 我国已成为世界第一的农药生产和使用大国,作物单位面积平均化学农药用量比世界平均用量高2.5～5.0倍.我国每年遭受农药残留污染的作物面积达12亿亩,其中污染严重的比例达40%,特别是蔬菜、水稻、果树和茶叶等作物农药用量和农药残留问题居于首位.近年来,我国农药残留导致的食品安全问题非常突出,每年仅因蔬菜农药残留超标导致的中毒事故就达10万人次,造成的外贸损失高达70亿美元.     

森林生态系统中土壤微生物的作用与应用

土壤微生物作为森林生态系统的重要组成部分,在林业可持续发展中扮演重要角色．本文就土壤微生物在森林生态系统中的作用作了综述．内容包括：土壤微生物区系及生物量在林业可持续发展中的作用、菌根在林业可持续发展中的作用、植物病原微生物对林业可持续发展的影响、PGPR在林业可持续发展中的作用．并对其今后的发展趋势及应用前景等问题作了探讨,提出了今后应进一步开展的研究方向．     

不同夏季填闲作物种植对设施菜地土壤无机氮残留和淋洗的影响

通过模拟土柱试验方法,研究了设施蔬菜中4种夏季填闲作物种植对土壤无机氮残留和淋洗的影响,并分析了各填闲作物根系参数与土壤无机氮残留及淋洗的相关性,以期揭示填闲作物减少无机氮淋洗的作用机理,并获得设施蔬菜生产体系适宜种植的填闲作物种类及其筛选指标。结果表明,糯玉米和燕麦的地上生物量、根干重、根长密度显著高于豌豆和苋菜,糯玉米、燕麦和豌豆的氮素吸收量高于苋菜。收获时,各填闲作物的种植比土地休闲可以显著的降低土壤(0-60 cm)的无机氮含量;其中燕麦和苋菜对土壤无机氮降低最多,其次为豌豆,再次为糯玉米。四种填闲作物的种植均显著降低了设施菜地的无机氮淋洗量。与休闲处理相比,糯玉米、燕麦、豌豆和苋菜的种植将体系的氮素淋洗量分别降低了100%、96%、82%和58%。相关分析表明,比根长的增加有利于植株地上部氮素吸收量的积累。各土层填闲作物根系参数与土壤无机氮残留和淋洗相关性分析没有明显规律,表明了氮素淋洗可能受地上部和根系生长协同作用的影响,静态的根系参数测定较难反映根系生长与氮素淋洗的关系。总结认为,设施蔬菜生产体系中糯玉米和燕麦比豌豆和苋菜更适合作为夏季填闲作物。     

转Bt基因水稻对土壤微生态系统的潜在影响

随着转基因作物商品化应用的增多,对其进行生态风险性评价尤为重要.国内外对转基因作物中外源基因向野生亲缘物种漂移的可能性、昆虫对抗虫转基因作物的耐受性以及转基因作物对生物多样性的潜在影响等问题进行了广泛的研究.文中从Bt杀虫结晶蛋白在土壤中的残留特性、Bt杀虫晶体蛋白对土壤微生物可培养类群和土壤酶活性的影响等方面对转Bt基因抗虫水稻的潜在生态风险性进行了简要综述,以期为同类研究提供有益的信息.     

转基因植物防治真菌病害策略

自人类有栽培植物的历史以来,真菌病害就一直是作物减产的重要原因。目前控制真菌病害流行的途径有:(a)不同的作物耕作技术,如作物轮作,避免被感染土壤扩散和带菌植物材料流传,(b)作物抗病育种,(c)农药的应用。尽管育种家们已成功地培育出了许多抗真菌病作物新品种,但为获得稳定抗性所进行的杂交,回交及后代选择等过程相当费时,难以跟上新的有毒真菌小种的进化速度。因此,农民常常不得不借助于大量化学农药来防病治病,可是农药不但相当昂贵,且随着病原菌小种变迁常常失效,此外农药被施用后还将会在土壤中残留,构成对环境的威胁。     

丛枝菌根真菌与根围促生细菌相互作用的效应与机制

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌是植物活体营养专性共生菌,广泛存在于陆地各生态系统中.研究表明,AM真菌与根围促生细菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)之间的相互作用,尤其是它们之间的协同作用不仅影响植物养分吸收利用、病原物发生发展、土壤理化特性与生物修复等,而且对于可持续农、林、牧业生产、稳定生态系统都具有十分重要的意义.因此,近年来给予众多关注和研究.综述了AM真菌与PGPR之间的相互影响及其可能的作用机制,以及AM真菌与PGPR协同改善植物营养和生长、协同抑制病原菌、协同修复土壤方面的作用,旨在总结AM真菌与PGPR相互作用的效应与机制方面的最新研究进展,为今后研究发展提供依据.     

AMF和PGPR联合修复菲和芘污染土壤的效应

丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）与根围促生细菌（plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR）联合降解有毒有机物、修复污染土壤和促进植物生长的作用倍受关注。本试验旨在探究AMF与PGPR联合降解土壤中菲和芘的效应,以菲和芘1:1混合处理浓度各0、50mg/kg、100mg/kg和150mg/kg下对高羊茅Festuca elata接种AMF根内根孢囊霉Rhizophagus intraradices（Ri）、变形球囊霉Glomus versiforme（Gv）、PGPR荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens Ps2-6、芽孢杆菌Bacillus velezensis Ps3-2、Ri+Ps2-6、Ri+Ps3-2、Gv+Ps2-6、Gv+Ps3-2和不接种对照共36个处理。结果表明,供试AMF增加了PGPR的定殖数量;接种PGPR则显著提高AMF的侵染率。AMF、PGPR或AMF+PGPR处理均显著降低土壤中菲和芘含量,促进植物对土壤中菲和芘的吸收,显著提高高羊茅根系和叶片内的菲和芘含量。在土壤中菲和芘100mg/kg和150mg/kg水平下,Gv与Ps2-6及Ri与Ps2-6能相互促进对土壤中菲和芘的去除效应,其中接种Gv+Ps2-6组合处理的去除率最高,达到95%-98%,土壤中多酚氧化酶、脱氢酶和过氧化氢酶活性显著高于单接种处理和不接种对照,而酸性磷酸酶活性变化则表现为相反趋势。其中以Gv+Ps2-6组合处理的多酚氧化酶活性最高,为0.17mg/g,是不接种对照的1.9倍;脱氢酶和过氧化氢酶活性分别达到1.32µg/(g·h)和1.81mL/g;酸性磷酸酶活性则比不接种对照土壤降低27%-45%;易提取球囊霉素相关土壤蛋白含量和总球囊霉素相关土壤蛋白含量分别是不接种对照的1.6倍和1.5倍。     

根际促生菌提高植物抗盐碱性的研究进展

土壤盐碱化已成为限制作物生长及产量的主要因素之一,严重制约农业的发展。提高作物的抗盐碱性,为提高我国农业持续高效发展奠定基础。从根际促生菌研究现状入手,介绍耐盐碱根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)的多样性。综述根际促生菌诱导植物建立抵抗或忍耐盐碱胁迫的机制,主要是通过产生植物激素、1-氨基-环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶、抗氧化防御物质、渗透调节物质、胞外多糖及挥发性化合物等生理活性物质,改变植物生理及物质代谢水平;另外,一些PGPR通过调节植物盐碱抗性相关基因及蛋白的表达,增强植物抗盐碱能力。通过对耐盐碱根际促生菌及其与植物互作进行展望,为大规模利用根际促生菌缓解盐碱土壤中植物的盐胁迫损伤、增加产量提供重要参考。     

旱地小麦不同栽培条件对土壤硝态氮残留的影响

在陕西渭北旱塬进行了2a田间试验,研究不同栽培模式、施氮量和小麦种植密度对旱地硝态氮残留的影响。结果表明,种植小麦2a后0~200 cm土壤剖面中残留硝态氮58.6~283.9 kg/hm2,数量可观,短期内在渭北旱塬深厚的土壤中不会对地下水造成威胁,但夏季休闲期间容易下迁至作物无法吸收的土壤深度。与常规无覆盖模式相比,地膜覆盖和垄沟种植显著提高了作物对氮素的吸收,但同时也增加了土壤0~200 cm的硝态氮残留,这与地膜覆盖导致有机氮矿化增加有关;秸秆覆盖对作物氮素吸收和硝态氮残留均没有明显影响。施氮量低于120 kg/hm2时,各种栽培模式土壤剖面残留硝态氮的分布差异较小,只有地膜覆盖和垄沟种植处理在土壤表层有少量硝态氮累积;施氮量为240 kg/hm2时,无覆盖和秸秆覆盖土壤60~120 cm深度都有明显累积峰,地膜覆盖和垄沟种植土壤残留硝态氮则在60 cm以上土层累积较多。小麦种植密度也影响了各种栽培模式土壤硝态氮及其分布特点。垄沟种植条件下,从土壤表层到200 cm的深层,垄上土壤残留硝态氮均显著高于沟内土壤;上层差异最大,随着土壤深度的增加其差异逐渐降低;随着施氮量的增加,这种差异显著增大;随小麦种植密度的增加则显著降低。随着施氮量增加,小麦吸氮量和土壤中残留硝态氮量均显著提高;施氮增加的残留硝态氮占施氮量的0.3%~44.6%。垄沟种植模式施氮增加的残留硝态氮最多,地膜覆盖处理次之,垄沟种植处理垄上土壤增加量远远高于沟内土壤。施氮量提高1倍,增加的残留硝态氮量平均提高了3倍多。提高小麦种植密度,施氮增加的残留硝态氮平均减小13.2 kg/hm2。由于种植密度增加显著提高了小麦对氮素的吸收,因此硝态氮残留有降低的趋势。其中,秸秆覆盖模式80~140 cm土层降低显著;地膜覆盖条件下高密与低密残留硝态氮的差异主要在深层;垄沟模式中,低密度种植硝态氮残留量在整个土壤剖面都高于高密度处理;而无覆盖条件下,残留硝态氮则随种植密度的提高呈增加趋势。     

接种内生降解菌Stenotrophomonas pavanii DJL-M3对多菌灵胁迫下水稻根际微生态的影响

内生降解菌定殖可促进水稻中农药等有机污染物的降解代谢,研究功能内生菌对农药暴露下水稻根际微生态的影响,可为利用植物-微生物互作调控农作物农药残留及修复农田生态环境污染提供科学依据。以水稻根际土壤中的蚯蚓、土壤酶和微生物群落为研究对象,分析接种内生菌Stenotrophomonas pavanii DJL-M3对水稻根际微生态响应多菌灵胁迫的影响。结果表明：多菌灵暴露导致水稻根际土壤过氧化氢酶活性增强,脲酶和蔗糖酶活性被抑制;多菌灵污染可对水稻根际周围的蚯蚓造成氧化损伤,致使其体内丙二醛累积并诱导超氧化物歧化酶和乙酰胆碱酯酶过表达;多菌灵残留显著降低水稻根际土壤微生物群落的多样性与碳源代谢活性。接种内生降解菌S.pavanii DJL-M3促进了水稻根际残留多菌灵的降解,缓解根际土壤微生物与蚯蚓所受胁迫压力,显著提高了土壤脲酶、蔗糖酶活力以及蚯蚓的存活率,并有效提升了水稻根际微生物群落的代谢活性与多样性。因此,接种内生降解菌S.pavanii DJL-M3有助于多菌灵残留污染下稻田土壤生态环境的恢复。     

间作对旱地CO2和N2O排放影响的研究进展

农田温室气体排放是近年来科学界的研究热点,采用合适的种植模式是减少农田温室气体排放的有效途径之一.本文综述了作物间作对旱地土壤CO₂和N₂O排放的影响及机理.合理间作能够提高土壤有机碳(SOC)含量、促进不同作物秸秆向SOC转化、降低SOC矿化速率,从而减少CO₂排放.禾本科与豆科作物间作能够在维持作物产量的情况下,减少化学氮肥投入、土壤有效氮残留及还田秸秆产生的无机氮,降低N₂O排放.间作作物的互作、田间小气候环境的改善也是影响土壤温室气体排放的重要因素.今后,要增加土壤温室气体监测时长并对影响因子进行综合、全面的分析,尤其是从分子水平探究间作模式下土壤微生物对温室气体产生过程的作用机理,为构建环境友好型农业模式提供科学依据.     

间作对旱地CO2和N2O排放影响的研究进展

农田温室气体排放是近年来科学界的研究热点,采用合适的种植模式是减少农田温室气体排放的有效途径之一.本文综述了作物间作对旱地土壤CO₂和N₂O排放的影响及机理.合理间作能够提高土壤有机碳(SOC)含量、促进不同作物秸秆向SOC转化、降低SOC矿化速率,从而减少CO₂排放.禾本科与豆科作物间作能够在维持作物产量的情况下,减少化学氮肥投入、土壤有效氮残留及还田秸秆产生的无机氮,降低N₂O排放.间作作物的互作、田间小气候环境的改善也是影响土壤温室气体排放的重要因素.今后,要增加土壤温室气体监测时长并对影响因子进行综合、全面的分析,尤其是从分子水平探究间作模式下土壤微生物对温室气体产生过程的作用机理,为构建环境友好型农业模式提供科学依据.     

应用辛硫磷拌种防治蛴螬的研究

蛴螬取食萌发种子和残存种皮是药剂拌种杀虫保苗的生物学依据。应用高效低毒低残留农药——辛硫磷拌种,可以逐步取代当前常用的高残留、剧毒类农药.改变目前防治现状。 应用种子上有效含量0.0375%的辛硫磷拌种,保苗效果稳定在90%以上,在土壤中残效时间为25天,且对小麦、玉米、高梁等作物无药害表现。经47万余亩麦田示范应用,一致表现药效稳定,人畜安全。 拌种还可兼治蝼蛄,惟后期出现死苗,保苗效果稍差。采用拌种加颗粒剂方法,可以提高早春和秋播拌种的药效。     

菌株DLL-1降解土壤和韭菜中甲基对硫磷的研究

施甲基对硫磷7.5、15和22.5kg·hm^-2(a.i.)时,韭菜中最终平均农药残留量为0.633、1.270和1.901mg·kg^-1,自然降解率分别为98.94%、96.44%和96.04%.施用高效农药残留降解菌剂能显著地降低农药残留的含量,施用75kg·hm^-2降解菌剂时,韭菜与土壤中平均农药残留量分别为0.269、0.099mg·kg^-1,与不施菌对照相比,能使农药进一步降低78.82%和98.68%.降解率随着菌剂用量增加而升高,当用量超过75kg·hm^-2时降解率不再提高.菌剂施用时间以施药后3d为最好.