土壤灭菌-生物有机肥联用对连作马铃薯及土壤真菌群落结构的影响

甘肃省中部沿黄灌区是全国重要的加工型马铃薯生产基地,然而因集约化生产带来的连作障碍问题已经严重影响到当地马铃薯种植业的健康发展。结合田间试验和相关的室内分析,从马铃薯块茎产量和品质、植株生理特征和土壤真菌群落结构等角度,初步评估土壤灭菌和生物有机肥联用(Ammonia Disinfection plus Bio-organic Fertilizer Regulation,ABR)对马铃薯连作障碍的防控效果。同对照相比,ABR处理的块茎产量和商品薯率分别显著增加约71.1%—152.1%和39.2%—53.3%,但块茎化学品质变化不大。ABR处理叶绿素含量和根系活力较CK均显著增加,而叶片和根系丙二醛含量显著下降。PCR-DGGE分析发现,ABR处理显著影响了马铃薯连作土壤的真菌群落结构,表现为真菌群落的多样性指数较CK相比显著下降。ABR处理还有效抑制了土传病害的滋生,植株发病率和收获后的病薯率较CK分别显著下降约67.2%—82.2%和69.1%—70.5%。采用Real-time PCR评估连作土壤中3种优势致病真菌的数量变化,显示ABR处理下立枯丝核菌、茄病镰刀菌和接骨木镰刀菌的数量在生育期内较CK均有不同程度的下降。综合来看,土壤灭菌和生物有机肥联用技术在防控甘肃省中部沿黄灌区马铃薯连作障碍上具有较大的应用潜力,而对土传病害的抑制和微生物群落结构的改善是其主要的作用机理。     

有机肥替代部分化肥对长期连作棉田产量、土壤微生物数量及酶活性的影响

施用有机物是作物增产、增加土壤有机质和改善土壤生物学性状的有效措施。在大田滴灌条件下,采用土壤酶学和微生物平板培养方法,研究了常规施肥(CF)减量20%—40%,配施3000、6000 kg/hm2有机类肥料对棉花产量、土壤微生物数量及土壤酶活性的影响。结果表明:降低CF用量20%—40%情况下,滴灌棉田配施3000、6000 kg/hm2的有机类肥料可获得与CF处理相持平的产量(4945—4978 kg/hm2),有机肥和生物有机肥配施处理间的棉花产量差异不显著(P0.05)。细菌、放线菌和假单胞杆菌数量均随有机肥用量的增加而升高,不同类有机肥配施间表现为OF+BFBFOF;真菌数量则随有机肥施量升高而降低,其中OF+BF配施处理最为显著。有机无机肥配施显著提高了土壤酶活性,80%CF和60%CF与有机肥配施处理土壤碱性磷酸酶、荧光素二乙酸酯酶(FDA)、β-葡萄糖苷酶和脱氢酶的活性比CF处理分别升高了3.8%、17%、18%、55%和10.1%、19%、20%、60%,不同类型有机肥对土壤酶活性影响差异不显著。土壤细菌/真菌比、土壤放线菌/真菌和假单胞杆菌/真菌比均随有机肥施量的增加而升高,施用化肥或有机肥均显著降低了假单胞杆菌/细菌比。细菌、放线菌和假单胞杆菌数量与土壤脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、碱性磷酸酯酶和荧光素二乙酸酯酶活性均呈显著或极显著正相关,真菌数量与4种酶活性呈负相关。CF减量20%—40%配施以3000、6000 kg/hm2有机肥不仅不会导致棉花减产,而且对提高土壤酶活性、调节土壤细菌、真菌、放线菌群落组成结构,改善北疆绿洲滴灌棉田土壤生物学性状有显著作用。     

减施化肥配施有机肥对荔枝园土壤微生物区系的影响

有机肥替代部分化肥对荔枝生产有提质增效作用。为进一步探讨荔枝土壤微生物学机制,本试验以19年生“妃子笑”荔枝为对象,以化肥处理(CF)为对照,研究2018—2020连续两年减施化肥(平均减施化肥总养分21.5%)配施羊粪(OF)和配施生物有机肥处理(BIO)对土壤微生物多样性、群落组成及差异微生物等的影响,为荔枝科学施肥提供理论指导。结果表明: 与CF相比,连续两年OF和BIO处理均可有效提高荔枝产量和品质,产量平均增幅分别为23.1%和39.0%。土壤有机质含量和pH值均明显提高,土壤有效磷、有效钾、有效钙、有效镁、有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量均有不同程度增加。施用两种有机肥均能提高根际土壤细菌和真菌多样性,对非根际土壤影响不明显,同时改变土壤微生物群落结构,增加拟杆菌门、变形菌门和芽单胞菌门等富营养型细菌类群,减少酸杆菌门、绿弯菌门等贫营养型细菌类群。与CF相比,OF处理下MND1属和BIO处理下TK10属、芽单胞菌属、黄色杆菌属、木霉属、毛匍孢霉属的相对丰度均显著提高,并与产量呈显著正相关关系。综上,在荔枝上连续两年采用有机肥替代部分化肥可有效提高土壤pH值和养分有效性,增加根际土壤微生物丰富度和多样性,改变土壤微生物群落结构,从而形成更有利于产量提高和品质提升的微生物区系。     

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.     

不同生物有机肥对烤烟产质量及土壤养分的影响

为探明不同生物有机肥对广元烟区烤烟产质量和土壤养分的影响, 以云烟 87 为试验材料, 开展了不同生物有机肥施用田间试验研究。结果表明: (1)施用生物有机肥, 烤烟产量增加 1341.19—1499.06 kg·ha-1, 上等烟比率增加8.19%—10.88%, 产值最高增加 10838.62 元/ha, 显著地提高了烤烟上等烟比例和产值量(p<0.05); (2)施用生物肥烤烟钾素含量增加, 土壤养分增加, 蛋白酶活性增强; (3)采用供试细菌 SJ40、8GW11 和 C11 生产的生物有机肥效果优于接种放线菌生产的生物有机肥, 施用量以 1500 kg·ha-1 最佳。     

化肥减量配施有机肥对药用菊花产量、品质和药理活性的影响

采用田间小区试验,设置5个有机肥无机肥配施处理(100％化肥和14％、28％、56％、84％有机肥替代化肥处理),测定各处理对药用菊花农艺性状、产量、矿质元素吸收、有效成分含量的影响.并采用酶标仪和MTT试剂盒测定不同处理菊花水提物体外抗氧化活性及对H2O2致损的LO2肝细胞的保护作用.结果 表明:与100％化肥处理相...     

连作改变土壤性状对甜叶菊产量和品质的影响

为了解连作障碍的产生机理,对甜叶菊(Stevia rebaudiana)连作后的土壤性状变化进行了研究,并探讨土壤性状与叶片干质量和甜菊糖苷之间的相关性。结果表明,连作2 a和3 a的土壤pH值、有机质、速效磷、脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶和甜叶菊叶片干质量及甜菊糖苷组分含量均无显著差异。连作4 a后,土壤pH值、全氮和速效钾含量显著下降,分别比对照降低了10.07%、14.38%和24.79%,土壤电导率(EC)和速效磷含量显著增加,是对照的2.57和1.70倍;土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性、微生物量碳和微生物量氮在连作4 a降到最低,比对照分别降低了63.68%、72.03%、47.43%、78.35%和41.07;多酚氧化酶则在连作4a达到最高,是对照的4.22倍;与对照相比,连作4a的叶片干质量和甜菊苷含量降低了29.51%和16.00%,莱鲍迪苷A含量则增加了22.19%。叶片干质量及甜菊糖苷含量与土壤性状间存在着相关性。因此,连作通过改变土壤性状影响甜叶菊产量和品质,生产中最大连作年限不宜超过3 a。     

长期单施化肥对土壤性状及作物产量的影响

1978－1998年在陕西关中地区农田的长期定位试验研究表明,长期单纯化肥基本上可以维持土壤有机质和NP水平,单施化肥与化肥配合有机肥处理的作物产量基本相当,但是,单施化肥处理使土壤腐殖质能量水平降低,分子缩合程度和芳构化度增大,“老化”作用增强。     

秸秆生物反应堆对西瓜连作土壤微生物数量和土壤酶活性的影响

于西瓜大棚内分别对连作2、4、8年的土壤铺设玉米秸秆生物反应堆,同时设立各自相应的对照,定期测定各处理土壤养分含量、pH值、土壤微生物数量和土壤酶活性等,以评价秸秆生物反应堆修复连作土壤、改善土壤健康状况的效应。结果表明,使用秸秆生物反应堆1年或2年之后,连作土壤有机质含量、土壤微生物数量、土壤多酚氧化酶、蔗糖酶活性等显著提高。连作8年的土壤连续2年使用秸秆生物反应堆后,土壤有机质含量达到了2.41%;土壤细菌数量为1.65×108CFU/g、放线菌为3.12×106CFU/g、真菌为0.5×105CFU/g,土壤中丛枝菌根(AM)真菌孢子密度达到57个/50mL,分别是对照的2.2、5、1.44、1.36和3.2倍;多酚氧化酶和蔗糖酶活性则分别是对照的1.25和2.13倍。表明秸秆生物反应堆处理对修复连作土壤、改善土壤健康具有一定作用。     

生物有机肥对连作蕉园香蕉生产和土壤可培养微生物区系的影响

以连续种植香蕉12年的枯萎病高发病蕉园为试验点,通过平板计数和可培养微生物群落变性凝胶电泳(CD PCR-DGGE)等方法研究田间条件下连续两年施用化肥、牛粪、猪粪和生物有机肥对香蕉枯萎病的抑制作用,以及对香蕉产量、品质和土壤中可培养微生物区系的影响.结果表明:相比于其他处理,连续两年施用生物有机肥能够有效降低香蕉枯萎病发病率,显著提高大田香蕉单株质量、小区产量、果实可溶性糖含量及可溶性糖与可滴定酸的比值(糖酸比).可培养微生物区系分析结果表明,施用生物有机肥能够显著提高土壤微生物生物量,增加可培养细菌、芽孢杆菌和放线菌数量及细菌与真菌比值,降低尖孢镰刀菌数量.CD PCR-DGGE聚类分析表明,连续两年施用生物有机肥明显改变了土壤可培养细菌群落结构,增加了其丰度和多样性.切胶测序结果表明,连续两年施用生物有机肥的香蕉园土壤增加了类芽孢杆菌、伯克氏菌、未培养疣微菌及Bacillus aryabhattai的丰度,降低了青枯菌、粘金黄杆菌、Fluviicola taffensis、肠杆菌及巨大芽孢杆菌的丰度.表明连续施用生物有机肥能够优化连作蕉园土壤可培养微生物群落结构,防控香蕉枯萎病的发生,提高香蕉产量并改善果实品质.     

微生物有机肥及杀菌剂对切花菊连作障碍的影响

由切花菊‘优香’长期连作导致的枯萎病不仅严重降低了切花菊的品质及产量,而且致使土壤酶活性降低,土壤微生物种群失调.本文采用大田试验,比较研究了切花菊‘优香’连作土壤中分别施用杀菌剂多菌灵(MBC)、添加有拮抗微生物的有机肥(BOF)及二者的联合施用(MBC+BOF)对切花菊‘优香’品质及土壤酶活性的影响.结果表明： 单独施用微生物有机肥(BOF)或多菌灵(MBC)均能有效防控切花菊连作枯萎病的发生;微生物有机肥(BOF)在增强切花菊‘优香’的根系活力、提高切花菊的主要品质(株高、茎粗、叶绿素含量、舌状花数、植株鲜质量)及切花菊土壤酶活性方面效果显著高于多菌灵(MBC);多菌灵对土壤酶活性有一定抑制作用;二者联合处理(MBC+BOF) 对提高切花菊主要品质及土壤酶活性的综合效果最佳.     

有机肥对粉垄蔗地土壤养分及甘蔗产量品质的影响

为了研究施用有机肥对粉垄条件下甘蔗产量和品质的影响,该研究以蚯蚓粪、猪粪分别与复合肥配施于粉垄蔗地中,并以单施复合肥作为对照,研究有机肥与复合肥配施对粉垄土壤理化性状及甘蔗养分、产量、蔗茎品质的影响.结果表明:(1)与对照相比,有机肥与复合肥混施可在不同时期分别提高粉垄土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾含量...     

不同有机肥对烤烟根际土壤微生物的影响

通过田间小区试验,研究了不同有机肥(精制有机肥、生物有机肥)与减量20%化肥配施对烤烟根际微生物、青枯病防效及产量和品质的影响.结果表明: 与常规化肥(CF)相比,化肥减量20%配施有机肥(OF)或生物有机肥(BIO)均显著提高了烤烟根际的细菌数量和微生物总量,配施生物有机肥还显著提高了烤烟根际放线菌的数量,比OF增加44.3%,且真菌数量呈下降趋势.与CF处理相比,OF或BIO处理均显著提高了烤烟根际微生物利用碳底物的能力,BIO还显著提高了根际微生物利用酚类碳源的能力.OF和BIO处理均显著降低了烤烟青枯病的发生及危害程度,与CF相比,OF处理的烤烟青枯病发病率和病情指数分别下降了4%和8%,BIO处理的烤烟青枯病发病率和病情指数分别下降了23%和15.9%.OF和BIO处理均显著提高了烤烟的上等烟比例,比CF分别增加了10.5%和9.7%.BIO处理的产量和产值比OF分别提高17.1%和18.9%.     

生物有机肥和复合微生物菌剂对黄瓜产量和品质的影响

采用正交试验研究了生物有机肥和复合微生物菌剂对黄瓜产量、品质、农药残留以及毒害元素吸收的影响。结果表明,生物有机肥能使黄瓜数量平均每株增产12.5%,维生素C含量提高99.21%,氨基酸含量提高41.10%,有效降解黄瓜中多菌灵的残留,抑制黄瓜对Pb和As的吸收;微生物菌剂能使黄瓜数量比对照增加29.29%,产量增加22.76%,维生素C含量提高7.68%,氨基酸含量增加73.56%,对百菌清有很好的降解作用。     

小白菜施用不同有机肥的产量及效益比较分析

以小白菜Brassica campestris subsp.chinensis var.communis为试材,通过田间试验,研究同等肥料成本条件下,豆粕有机肥、绿营高生态肥、宝大牌有机肥及鸡粪有机肥配施化肥对小白菜株高、叶片数、单株重及产量、效益的影响。结果表明,4种有机肥配施化肥,小白菜株高、叶片数、单株重和产量、净收入明显高于对照,其增幅分别为7.04%~16.08%、20.43%~23.66%、108.07%~163.60%和158.06%~232.26%、250.28%~408.09%,且差异极显著。其中以绿营高生态肥种植的小白菜产量(15 451.5 kg·hm-2)、净收入(2.858万元·hm-2)最高,分别较鸡粪肥处理增加28.75%、43.26%,差异极显著。经产量效益分析表明,绿营高生态肥配施化肥可促进小白菜增产增收,其用量与方法为生态肥3349.95 kg·hm-2配施基肥型复合肥(15-15-15)300 kg·hm-2,作为基肥一次性施入收益最佳。     

有机肥和套种对干热区火龙果土壤微生物特性和产量、品质的影响

为探明施用有机肥和套种对红心火龙果(Hylocereus costaricensis)种植的优势机理,以干热区红心火龙果园为研究对象,探索有机肥施用量(F₀:0 t·hm^-2和F₂₀:20 t·hm^-2)和套种方式(MP:单种火龙果,IP:火龙果套种花生(Arachis hypogaea)和IS:火龙果套种大豆(Glycine max))对土壤微生物数量、微生物生物量、酶活性以及红心火龙果产量、品质的影响,并分析产量、品质与土壤微生物特性之间的关系。结果表明：与F₀处理相比,F₂₀处理显著增加土壤细菌、真菌、放线菌数量和微生物生物量碳、氮、磷,增加土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性,提高红心火龙果产量和品质。在F₀和F₂₀条件下,相比于MP处理,IP和IS处理明显增加土壤微生物数量、微生物生物量氮以及蔗糖酶和脲酶活性;而IP和IS处理仅在F₂₀条件下显著提高土壤微生物生物量碳、磷和...     

生物有机肥对菠萝心腐病及根际土壤细菌群落的影响

【目的】探明施用生物有机肥对菠萝心腐病的防控效果及对根际土壤微生物的影响。【方法】本研究采用高通量测序技术,综合分析不同施肥措施根际土壤微生物细菌群落多样性及群落特征。【结果】相比常规施肥处理(CK)和普通有机肥处理(YJ),生物有机肥处理KN(羊粪有机肥+泥炭土+枯草芽孢杆菌)和生物有机肥处理KY(羊粪有机肥+椰糠+枯草芽孢杆菌)均能显著降低菠萝心腐病的发病率,且KN处理的防控效果最佳。生物有机肥(KN、KY)施入后土壤细菌α多样性指数高于CK和YJ处理,并形成了明显不同的细菌群落结构。与CK相比,生物有机肥KN处理显著提高了拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)的丰度,KY处理中的酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)丰度显著增加;属水平上,生物有机肥中的蔗糖伯克霍尔德菌属(Paraburkholderia)和黄杆菌属(Flavobacterium)丰度均显著提升。方差分区分析(variance partitioning analysis,VPA)表明,土壤化学性质(36.29%)对细菌群落影响最大,其中土壤速效钾和有机质是影响土壤细菌群落的关键因子,此外发病率(22.53%)和肥料偏生产力(16.42%)也是影响土壤细菌群落的重要因子。【结论】施用生物有机肥(KN、KY)能改变根际土壤细菌群落结构,降低发病率,对菠萝根际土壤生态系统稳定与健康具有重要意义。     

根施生物炭对设施连作土壤氮素转化及黄瓜幼苗根系氮代谢的影响

设施连作土壤普遍存在由于氮素过量积累导致的土壤障碍问题。本研究以不添加生物炭作为对照,以添加5%的生物炭(质量比)为处理,采用盆栽方式分析了生物炭对土壤微生物群落结构、氮循环功能基因丰度以及黄瓜幼苗根系生长和氮素代谢相关基因表达的影响,以期探明外源添加生物炭对设施连作土壤氮素转化的调控作用。结果表明：与对照相比,设施连作土壤添加生物炭处理后显著提高了黄瓜幼苗的株高、根系干重、总根长、根表面积和根体积;改善了根区环境,诱导黄瓜通过上调植物氮代谢相关基因的表达促进了黄瓜根系对氮素的吸收。施入生物炭显著提高了土壤微生物生物量氮、硝态氮和亚硝态氮含量,显著提高了土壤中变形菌门和蓝细菌门以及鞘脂单胞菌(土壤固氮菌)等氮代谢相关菌群丰度;增加了土壤硝化、氮同化还原功能基因丰度;增强了参与氮代谢的羟胺脱氢酶、硝基单加氧酶和碳酸酐酶活性。综上,根施生物炭改善了设施连作土壤理化性质和微生物生态系统,通过促进硝化作用和氮同化作用来调节土壤的氮循环过程,提高了植株对土壤氮素的吸收能力,最终促进了黄瓜植株生长。     

化肥有机替代对连作花生田土壤有机碳和微生物群落的影响

为揭示化肥有机替代措施下连作花生田土壤有机碳(SOC)积累的微生物机制,在连作5年的花生田设置了蚯蚓粪配施化肥(VM)、生物有机肥配施化肥(BF)、全量化肥(CF)和无施入对照(CK)4个处理,采用磷脂脂肪酸法(PLFA)分析了土壤微生物群落组成及多样性,测定了SOC及其组分含量以及花生产量,分析了化肥有机替代、SOC和土壤微生物群落三者间的关系。结果表明：花生连作土壤环境严重恶化并显著影响了花生产量,而有机肥部分替代化肥明显提高了SOC和各组分含量以及土壤微生物生物量,改变了土壤微生物群落组成及其多样性,提高了花生产量,其中VM处理效果最显著(P<0.05)。与CK相比,VM处理的花生产量增加了56%,SOC含量增加了11.4%,土壤总PLFA含量增加了149.4%。冗余分析和逐步回归分析表明,VM和BF处理与SOC及其各组分含量、土壤微生物各类群PLFA含量均呈正相关,尤其VM处理相关性最强(P<0.05);CK和CF处理与除了G⁺/G^-比值以外的其他所有变量均呈负相关;SOC各组分含量与土壤微生物各类群PLFA含量显著相关。...     

有机肥配施氮肥对西北旱地冬小麦产量、品质及土壤生物学特性的影响

在西北旱地冬小麦进行有机肥和化肥配施试验,共设5个处理,有机肥(牛粪,M)施用量30 t·hm^-2,配以不同量的化学氮肥(0、75、150、225、300 kg N·hm^-2,分别用M+N₀、M+N₇₅、M+N₁₅₀、M+N₂₂₅、M+N₃₀₀表示)。试验进行3年后,连续两年(2018、2019年)测定小麦产量、品质和土壤生物学特性。结果表明: 有机肥配施氮肥小麦产量均显著高于单施有机肥的M+N₀处理;M+N₁₅₀、M+N₂₂₅和M+N₃₀₀ 3个处理产量均显著高于M+N₇₅处理,3个处理之间差异不显著。除淀粉含量外,有机肥配施氮肥小麦籽粒粗蛋白含量、湿面筋含量、沉降值、延伸性均显著高于M+N₀处理,且M+N₁₅₀、M+N₂₂₅、M+N₃₀₀处理均显著高于M+N₇₅处理,但3个处理之间差异不显著。M+N₁₅₀处理两年的土壤微生物生物量碳氮均最高,显著高于M+N₀、M+N₂₂₅、M+N₃₀₀处理。2018年M+N₁₅₀处理β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、纤维二糖水解酶(CBH)、L-亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)、碱性磷酸酶(AKP)活性均显著高于其他处理;2019年,除L-亮氨酸氨基肽酶活性外,M+N₁₅₀处理的其他酶活性均显著高于M+N₀和M+N₂₂₅处理。相关分析显示,MBC与MBN呈极显著正相关,MBC、MBN与CBH、NAG、AKP均呈显著正相关,MBN与TN呈显著正相关、与NO₃^-呈显著负相关。综合考虑冬小麦产量、品质、土壤生物学特性等因素,M+N₁₅₀更有利于西北旱地麦田的可持续利用。