蔬菜残株堆肥及微生物菌剂对设施辣椒栽培土壤的改良作用

以‘中椒6号’辣椒为材料,采用盆栽方法,测定了蔬菜残株堆肥及微生物菌剂施用下辣椒栽培土壤理化性质、酶活性及辣椒叶片矿质元素含量、产量等指标。结果表明,与对照(未施用蔬菜残株堆肥、微生物菌剂)相比,单一施用蔬菜残株堆肥和微生物菌剂均能降低土壤容重,增加孔隙度,提高转化酶、磷酸酶活性及辣椒叶片钾、镁含量和产量,且蔬菜残株堆肥的作用效果优于微生物菌剂处理,并随堆肥用量的增加作用效果逐渐增强。蔬菜残株堆肥和微生物菌剂共同施用条件下,两者质量比例较低(分别为60和0.07 g/kg)时对上述指标的影响具有明显的协同作用,两者质量比例较高(分别为120和0.07 g/kg)时的协同作用不明显。研究发现,蔬菜残株堆肥和微生物菌剂可有效改善土壤理化性质,提高土壤酶活性,促进辣椒叶片矿质元素的吸收积累,从而提高辣椒产量,且施用的蔬菜残株堆肥与微生物菌剂质量比例较低时,两者具有明显的协同作用。     

不同基质中番茄菌根苗的培育及其抗南方根结线虫的效果

根结线虫病是番茄主要的土传病害,特别是保护地长期种植会加重病害的发生.接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能提高植物抗根结线虫的能力,促进植株生长发育,减轻病害.本试验旨在评价常用基质配合施用一种生物有机肥对番茄苗生长和菌根定殖的影响,以获得菌根发育良好且生长健壮的菌根苗...     

不同有机废弃物改良新复垦耕地的综合效果评价

由废弃地整理复垦形成的耕地存在土壤有机质和有效养分低、土壤板结、微生物活性弱和土壤耕作性状不良等问题,快速、有效地提高土壤肥力质量是全面提升该类耕地质量和生产性能的重要组成部分.本文通过田间小区试验研究了城郊有机废弃物对新复垦耕地土壤培肥的综合效果,并比较了不同类型城郊有机废弃物在培育耕地质量方面的差异.试验设置了施用等量猪粪、鸡粪、水稻秸秆、蔬菜收获残留物、城市污泥、沼渣、猪粪/水稻秸秆堆肥、生活垃圾堆肥和对照（不施有机肥）9个处理（年用量30 t·hm^-2）,连续进行3年的定点试验.结果表明： 施用任何有机物对改善土壤肥力均有明显的作用.其中,提升土壤碳库管理指数以施用猪粪、鸡粪、猪粪/水稻秸秆堆肥、水稻秸秆和沼渣的效果最为显著;增加土壤水稳定性团聚体和降低土壤容重以施用猪粪/水稻秸秆堆肥和沼渣的效果最佳;施用污泥、猪粪/水稻秸秆堆肥和生活垃圾堆肥可增强土壤保蓄能力;施用猪粪、鸡粪和猪粪/水稻秸秆堆肥对增加土壤有效态养分的效果最为明显;各类有机物均显著提高了土壤微生物数量和酶活性.长期施用污泥、生活垃圾堆肥及畜禽粪存在着土壤重金属污染的风险,但短期施用对土壤环境质量影响不明显.总体上,对土壤肥力的改善效果由大至小依次为：猪粪/水稻秸秆堆肥>鸡粪>猪粪>沼渣>生活垃圾堆肥>水稻秸秆>城市污泥>蔬菜收获残留物;对土壤的相对污染程度由大至小为：城市污泥>生活垃圾堆肥>猪粪>鸡粪>沼渣>猪粪/水稻秸秆堆肥>蔬菜收获残留物>水稻秸秆.     

三种酵素的抗氧化活性与微生物多样性的相关性研究

酵素含有多种微生物,为了探明不同酵素的微生物群落构成及抗氧化活性,本研究以火龙果酵素、蓝莓酵素、桑葚酵素为样品,测定其pH值和总酚含量,以DPPH自由基、羟自由基清除能力为指标分析其抗氧化活性,通过高通量测序分析其细菌和真菌群落结构组成。结果表明,三种酵素中蓝莓酵素的总酚含量和抗氧化活性最高,pH值最低。三种酵素共获得2 122个细菌OTU和2 592个真菌OTU,α-多样性分析发现样品中的细菌群落多样性均高于真菌群落多样性。三种酵素的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)和子囊菌门(Ascomycota),其中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)和汉逊酵母属(Hanseniaspora)等菌属的丰度较高且差异较大。微生物群落构成与pH值、总酚含量、羟自由基清除能力、DPPH自由基清除能力具有一定的相关性。本研究结果可为功能性酵素产品的研发优化提供理论参考。     

城市污泥对作物种子发芽及幼苗生长影响的初步研究

不同类型污泥及其堆肥对通菜、菜心种子发芽和幼苗生长影响的研究表明 ,深圳生污泥、佛山生污泥和广州生污泥及其堆肥对通菜种子的发芽率有明显的影响 ,前者仅为73% ,其余的在 85%左右 ,均低于对照处理 ( 93% ) .而它们对菜心种子的发芽率 ,除了深圳生污泥有抑制作用外 ( 75% ) ,其余均表现为促进作用 ( 90 % ) ,均高于对照处理 ( 85% ) .它们对于两种作物幼苗的生长则均表现为不同程度的抑制作用甚至是损害作用 .污泥及其堆肥中抑制作物种子发芽和幼苗生长的物质主要是有机酸和醛类等有机物 .生污泥经过消化作用或适当的堆沤作用可降解这些有机物 ,从而减弱或消除这种抑制作用 .因此 ,生污泥经过消化作用或适当的堆沤作用后用于农业生产更为安全 .但对刚施用污泥或污泥堆肥的耕地最好不要直接播种 .     

蚕沙有机肥的养分特性及其肥效

将废弃蚕沙进行无害化处理和适度发酵开发出蚕沙有机肥,分析了其养分特点,并采用盆栽试验研究了蚕沙有机肥的肥效.结果表明:发酵蚕沙有机肥的全氮、全磷、全钾含量与堆肥前相比显著提高,分别比堆肥前提高了58.0%、84.4%和29.7%;添加微生物菌剂可有效缩短发酵时间,并能减少堆肥过程的碳、氮损失.施用发酵后蚕沙的小白菜和番茄种子的发芽指数均大于80%,对作物发芽没有抑制作用.施用发酵蚕沙有机肥不仅可提高小白菜产量、营养养分、Vc含量,减少硝酸盐积累量,还可提高土壤pH值,增加土壤速效养分和有机质含量,增强土壤酶活性,其效果优于发酵羊粪有机肥处理.     

接种微生物菌剂对猪粪堆肥过程中细菌群落多样性的影响

利用PCR-DGGE方法研究了接种外源微生物菌剂对鲜猪粪高温好氧堆肥过程中细菌群落多样性的影响.结果表明：接种外源微生物菌剂可以促进堆肥的顺利进行,比不接种处理的高温期提前2 d.DGGE图谱分析表明,堆肥中优势细菌群落组成发生了明显的更迭现象,不同堆肥时期细菌群落的Shannon-Wiener指数呈显著差异.目的条带克隆测序结果表明,整个堆肥过程Clostridium stercorarium subsp. thermolacticum sp.一直是优势菌属,不经培养细菌、Bacillus coagulans sp.、Clostridium thermocellum sp.在接种外源微生物菌剂处理的第10、16天成为优势菌属,不经培养的Firmicutes sp.和不经培养的 delta proteobacterium分别在未接种外源微生物菌剂处理堆肥发酵的第5天和第16天成为优势菌属.非优势菌属Ureibacillus thermosphaericus、不经培养的Silvimonas sp.出现在堆肥腐熟后期,不经培养的土壤细菌主要出现在堆肥初期和高温初期.UPGMC聚类分析表明,接种外源微生物菌剂明显影响了堆肥不同时期的细菌群落结构组成.堆肥化过程中细菌DGGE图谱主成分分析表明,细菌群落变化主要受外源接种微生物菌剂的影响.     

土壤酸化危害及防治技术研究进展

目前我国酸化土壤呈现面积大、分布广及酸化程度高等特点,酸化土壤的结构差、肥力低且有毒重金属含量高,影响作物生长发育,严重威胁粮食安全及农田可持续发展。本文就土壤酸化的成因及危害、耐酸作物品种筛选及耐酸机制等方面进行了论述,对土壤酸化防治措施提出了相应的对策,指出今后的研究重点应放在以下几方面:(1)进一步研究脱硫技术和好氧堆肥技术,从而减少氮、硫氧化物的排放;(2)研制并推广低成本、肥效持久以及环境危害小的中性(碱性)肥料,提高氮肥利用率,减少由过量施用生理酸性肥料带来的酸化危害;(3)加强作物根际致酸性研究,筛选"耐酸性强、致酸性低"的作物品种;(4)研究豆科作物与禾本科作物轮作模式及轮作年限对土壤酸度的影响,探索豆科作物与禾本科作物间作轻简化栽培模式,以缓解由单作豆科作物带来的土壤酸化问题。     

高通量测序技术分析猪粪堆肥过程中微生物群落结构变化

为了解猪粪堆肥过程中微生物群落结构组成及多样性的变化,采集猪粪堆肥过程的三个代表性样品—新鲜猪粪、高温堆肥、腐熟堆肥,利用Illumina Miseq高通量测序技术对16S rRNA V4～V5可变区序列进行测序,分别获得37 009、42 470、36 713条有效序列及328、280、160个操作分类单元(OTU)。Alpha多样性分析表明,在堆肥过程中微生物群落丰富度呈现降低趋势,而多样性呈现先上升后下降趋势。随着堆肥的进行,在门水平上,厚壁菌门、拟杆菌门和软壁菌门相对丰度降低,而变形菌门和放线菌门相对丰度升高;在属水平上,Turicibacter、Terrisporobacter、Parabacteroides、Clostridium sensu stricto、Corynebacterium等来自动物肠道的微生物相对丰度明显下降,Thermopolyspora、Thermomonospora、Thermobifida、Halocella等耐热耐盐微生物成为最主要优势菌。堆肥过程不同菌群优势度的变化是微生物与堆肥中各理化因子相互作用的结果。     

长期施用生物有机肥土壤的氮矿化

1997年在中国农业大学曲周试验站设置了施用EM堆肥、传统堆肥、化肥和对照处理的田间试验,在2004年和2005年取样测定土壤的矿质氮和氮矿化率.结果表明:在小麦生长的前期矿质氮含量是:化肥处理 > EM堆肥处理 > 传统堆肥处理 > 对照;但是在施用化肥前和小麦生长的后期矿质氮含量是: EM堆肥处理 > 传统堆肥处理 > 化肥处理 > 对照.土壤的氮矿化率是:EM堆肥处理 > 传统堆肥处理 > 化肥处理 > 对照.小麦的产量是:EM堆肥处理显著高于传统堆肥处理,传统堆肥处理显著高于化肥处理,化肥处理显著高于对照.与传统堆肥相比,EM堆肥提高了土壤的矿质氮含量,提高了土壤的氮矿化率,增加了小麦产量.     

盐胁迫环境下植物促生菌的作用机制研究进展

盐胁迫是限制干旱和半干旱地区作物生产的主要非生物胁迫之一,严重影响作物的生长发育,植物促生菌(Plant growth-promoting bacteria,PGPB)可有效减轻植物的盐胁迫损伤,合理施用PGPB是盐胁迫下促进作物生长的重要途径。本文从盐胁迫环境下PGPB在调节植物激素内稳态、促进养分吸收和诱导植物产生系统耐受性等方面的作用阐述了PGPB提高植物耐盐性、减轻植物胁迫损伤的作用机制。讨论了能够在植物根际稳定定殖并在盐生环境下稳定保持PGP活性的功能菌株对未来农业的可持续发展的重要意义,同时,对该研究方向的重难点和未来的发展趋势作出展望。     

施用EM堆肥对土壤螨群落结构的影响

对不同施肥条件下农田中的土壤螨进行调查,结果表明：（1）EM堆肥区土壤有机层加深,土壤螨垂直分布下限下移;（2）施用EM堆肥土壤螨数量多,物种丰富,分布均匀,长期施用EM堆肥可以形成多层次的食物网络,传统堆肥区土壤螨数量和种类较化肥区多,单纯施用化肥的农田,土壤螨数量和种类呈减少趋势,群落结构稳定性差,土壤生物间的联系向单一化方向发展。     

有机固体废弃物堆肥的物质变化及腐熟度评价

堆肥是资源化处理有机固体废弃物的有效途径之一．有机固体废弃物的种类繁多,物科的性质差异很大,另外,由于堆肥条件的不同,也会引起堆肥的物质变化有很大差异．堆肥的稳定度和腐熟度是衡量堆肥产品质量的尺度,其评价对于安全农用有着重要意义．稳定度则重于堆肥施用对周围环境的影响,而腐熟度则重于堆肥施用对植物生长的影响,它们受堆肥物料,堆肥条件等诸多因素的综合影响,其评价指标因而多种多样．堆肥稳定度主要从堆肥的温度、颜色、CO2是最为简便的稳定度评价指标,当其趋于环境温度时,表明堆肥达到稳定．堆肥腐熟度的评价指标很多,包括化学指标、生物活性指标以及植物毒性指标3类,其中种子发芽系数作为植物毒性指标被认为是最可靠的评价指标之一。     

不同有机物料对渭北旱塬耕地土壤短期培肥效应的综合评价

通过田间试验和室内分析,研究了施用不同有机物料对渭北旱塬耕地土壤化学性质和酶活性的影响,选取有机质等10个能够反映土壤肥力质量特性的定量因子作为评价指标,采用因子分析对土壤肥力质量进行综合评分,然后用欧氏距离最短距离法对其进行聚类,最后利用作物产量结果进行验证.结果表明：通过土壤有机培肥,土壤肥力质量和作物产量均有显著提高,与单施化肥相比,施加秸秆堆肥和厩肥处理的小麦产量分别提高了20.43%和22.38%;对土壤肥力综合进行评价,秸秆堆肥配施化肥的土壤肥力质量最高,综合得分达56.53,厩肥配施化肥较高,高量秸秆配施化肥次之.可见,通过秸秆堆肥或厩肥配施化肥进行培肥土壤,能显著提高土壤肥力水平,从而提高作物产量;利用有机质等10项土壤肥力特性因子,采用因子分析对土壤肥力质量进行综合评价,能够准确反映土壤肥力水平,预测土壤生产力状况.     

家畜粪便堆肥对番茄青枯病、土壤酶活性及土壤微生物功能多样性的影响

合理施用堆肥能够有效地改善植物的生长条件和土壤的生态环境,从而提高植物对病害的抗性。通过盆栽实验,研究了家畜堆肥浸渍液及堆肥混土对番茄青枯病的防治效果及其对土壤酶活性和土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,家畜堆肥浸渍液及堆肥混土均对番茄青枯病有一定防治效果,以体积分数1∶1、1∶3的浸渍液处理和质量分数10%的堆肥混土处理效果较好,分别降低病情指数69.4%,31.5%和13.0%。而且浸渍液处理效果优于堆肥混土处理,浓度越高抗病效果越明显。堆肥混土处理可提高土壤脲酶活性,对蔗糖酶和过氧化氢酶活性影响不大;1∶1堆肥浸渍液处理能显著提高土壤脲酶和蔗糖酶活性。基于BIOLOG方法的土壤微生物群落功能研究表明,两种堆肥处理的平均每孔变化率(AWCD)值、Shannon多样性指数、Simpson多样性指数均较对照减小,而对于Alatalo均匀度指数则没有显著影响。不同堆肥处理间微生物碳源利用存在较大差异,堆肥混土处理的主要碳源是糖类和羧酸类物质,而浸渍液处理则是糖类和氨基酸类物质。通过主成分分析得到的堆肥处理聚类结果与各种处理的抗病性强弱分类情况相吻合,且与AWCD值、Shannon多样性指数、Simpson多样性指数的强弱分类也大致吻合。研究表明,施用家畜粪便堆肥主要通过改变土壤微生物群落多样性和土壤酶活性,提高番茄植株的抗病性。     

三种食用植物酵素中酵母菌的分离鉴定及耐受性试验

从自然发酵的火龙果酵素、青梅酵素和葡萄酵素中筛选酵母菌,对筛选到的菌株进行鉴定及耐受性试验。从两种火龙果酵素中筛选到3株菌:P_1、P_2和P_3,从青梅酵素中筛选到2株菌:PM_1和PM_2,从葡萄酵素中筛选到2株菌:G_1和G_2;分子生物学鉴定结果显示:P_3、PM_1、PM_2和G_2为鲁氏接合酵母,P_1为酿酒酵母,P_2和G_1为丘陵假丝酵母。耐受性试验结果表明:筛选出的菌株在起始pH为2. 5、3. 0、3. 5以及初始葡萄糖含量为300、400、600、750 g/L的培养基上均可生长,其中P_2、PM_1和G_1在培养基起始pH为2. 0时可生长;P_2在培养基起始pH为1. 5时可生长;筛选出的菌株均具有耐低pH和耐高糖的特性。     

彩绒革盖菌在猪粪堆肥中应用的初步研究

在以猪粪为原料的静态条垛堆肥的堆体试验中添加了彩绒革盖菌,研究其对堆肥发酵的影响。研究表明彩绒革盖菌在堆肥二次发酵时期有利于堆体温度的提升和保温,说明了在进入堆肥后期彩绒革盖菌对其中剩余的木质素等成分有很好的分解能力,有利于堆肥的腐熟和养分的释放,初步表明彩绒革盖菌是一株理想的堆肥发酵菌株。     

污泥与园林废弃物混合堆肥对波斯菊生长及重金属积累的影响

随着城镇人口增加和城市化的快速发展,每天产生大量的污泥和园林废弃物,而厌氧消化的污泥与园林废弃物的混合堆肥产品应用于林地土壤改良,是城市废弃物循环利用的一种经济有效的方式。本研究在北京平原造林区开展试验,探讨混合堆肥对波斯菊的生长及对重金属元素吸收的影响。结果表明:施用堆肥对土壤全氮和有机质含量无显著影响; Cu、Zn、Cd三种重金属元素在土壤中主要以残渣态的形态存在;施用堆肥提高了土壤Cu、Zn含量,但Zn总量未超过土壤环境质量标准(GB 15618—2018)中的土壤污染风险筛选值300 mg·kg-1,Cu在施肥量较高时超过土壤污染风险筛选值100 mg·kg-1;土壤背景值中Cd含量已经高于土壤污染风险管制值4.0 mg·kg-1,施用堆肥对Cd含量的影响无明显规律;波斯菊株高、生物量和花数均随着堆肥施用量的增加而增加;波斯菊对重金属元素的富集性表现为CuCdZn。本研究表明,北京平原造林区的人工林生态系统可以忍受一定浓度的污泥和园林废弃物混合堆肥,并利用其中的营养物质,提高土壤肥力,促进植物生长。     

静态好氧高温牛粪堆肥中nirK型反硝化细菌群落动态变化

【背景】堆肥过程中,不同反硝化微生物相互作用产生大量气态氮,不仅导致氮素流失使得堆肥肥效降低,而且造成环境污染。但是目前关于堆肥中反硝化细菌群落结构变化,尤其是群落结构与堆肥理化因子间相关性方面的报道较为欠缺。【目的】对堆肥中反硝化细菌进行研究,旨在揭示反硝化细菌群落动态变化,为深入理解堆肥氮循环机理提供科学数据。【方法】设计一种静态好氧高温堆肥技术处理牛粪和水稻秸秆,利用高通量测序技术研究堆肥中nirK型反硝化细菌群落组成的动态变化,并分析优势反硝化细菌菌属与理化指标之间的相关性。【结果】堆肥全程共17d,各项堆肥理化指标以及生物学指标表明堆肥已经基本腐熟。高通量测序结果表明,在堆肥的不同阶段nirK型反硝化细菌群落结构差异显著。门水平上,堆肥中反硝化细菌属于变形菌门(Proteobacteria)和一未分类门;目水平上,优势类群主要属于根瘤菌目(Rhizobiales)、红杆菌目(Rhodobacterales)和伯克氏菌目(Burkholderiales),其中根瘤菌目(Rhizobiales)的种类最多,而伯克氏菌目(Burkholderiales)的相对丰度最高。Spearman相关性分析表明未分类门的反硝化细菌和未分类科根瘤菌目的反硝化细菌与全碳、碳氮比、含水率以及pH呈显著负相关(P0.05),与凯氏氮和硝态氮呈显著正相关(P0.05);其他优势菌属与全碳、碳氮比、含水率以及pH呈显著正相关(P0.05),与凯氏氮和硝态氮呈显著负相关(P0.05);未分类科伯克氏菌目的反硝化细菌、未分类纲变形菌门的反硝化细菌、产碱杆菌科的Pusillimonas属和副球菌属(Paracoccus)与铵态氮显著相关(P0.05)。【结论】静态好氧高温堆肥技术可以缩短堆肥周期。在堆肥的不同阶段nirK型反硝化细菌群落结构差异显著,并且该菌群落结构的变化受到堆肥理化因子的显著影响。本研究有助于揭示堆肥中氮素转化规律,并为改进堆肥工艺提供理论依据。     

微生物菌剂对猪粪堆肥中细菌群落结构的影响

以猪粪和小麦秸秆做堆肥试验,处理组添加外源微生物菌剂,利用常规方法对堆肥样品进行理化性状测定,采用高通量测序技术分析堆肥过程中细菌群落特征。理化性状测定结果表明: 添加外源菌剂可延长堆肥高温时间,降低堆肥发酵末期的pH,增加全氮含量,加快C/N的下降。主成分分析表明: 外源菌剂影响堆肥样品细菌群落的稳定性。门分类水平上,厚壁菌门、变形菌门和绿弯菌门的相对丰度在处理组中较高;纲分类水平上,梭状芽孢杆菌纲、α-变形菌纲和γ-变形菌纲在处理组的升温期和高温期相对丰度增加;科分类水平上,小单孢菌科和梭状芽孢杆菌纲的消化链球菌科、梭菌科以及盐厌氧菌科的相对丰度在处理组的升温期和高温期均呈上升趋势。Pearson相关性分析表明,盐胞菌属与外源菌剂呈显著正相关,而氨苄芽孢杆菌属与外源菌剂呈显著负相关。研究表明,猪粪堆肥中添加外源菌剂可使堆肥的理化性质和细菌群落结构均发生显著变化。