亮斑扁角水虻Hermetia illucens L.幼虫能够转化有机废弃物如餐厨垃圾等,获得虫体蛋白可以生产畜禽和水产饲料,虫粪可作为优质有机肥.益生微生物在亮斑扁角水虻幼虫处理有机废弃物过程中扮演着至关重要的角色,然而乳酸菌对亮斑扁角水虻高效处理有机废弃物的促进作用却鲜有研究.本研究以亮斑扁角水虻幼虫为研究对象,通过添加不同的乳酸菌到亮斑扁角水虻幼虫处理人工饲料的体系中,评估不同乳酸菌菌株对亮斑扁角水虻幼虫转化人工饲料的影响,以筛选出能够提高亮斑扁角水虻幼虫存活率、转化率以及促进幼虫蛋白积累效果显著的乳酸菌并定义其为益生乳酸菌.通过将乳酸菌添加到亮斑扁角水虻幼虫转化人工饲料体系,初步筛选出3株亮斑扁角水虻益生乳酸菌L4,L7,L8.经过形态学观察、生理生化鉴定及16S rDNA序列分析后,确定L4为短促生乳杆菌,L7为啤酒促生乳杆菌,L8为植物乳植物杆菌.与空白对照组相比,益生乳杆菌L4,L7,L8的添加可以显著提高亮斑扁角水虻幼虫鲜重 5.93%,6.41%,9.43%;亮斑扁角水虻转化率也分别提高了 8.01%,7.18%,13.60%;物料减少率则分别提高了 3.47%,4.75%,6.28%.更重要的是,L4,L7,L8 对亮斑扁角水虻幼虫蛋白积累具有显著促进作用.与空白对照组相比,亮斑扁角水虻幼虫粗蛋白含量分别显著提高了5.14%,3.13%,4.70%;幼虫蛋白总产量分别显著提高了 14.40%,14.84%,17.63%.综上,本研究筛选、鉴定并评估了对亮斑扁角水虻幼虫具有益生作用的乳杆菌,不仅能提高亮斑扁角水虻幼虫对人工饲料的转化率,获得更多的虫体生物质,而且能够促进亮斑扁角水虻幼虫的蛋白积累提高虫体蛋白质含量,获得高品质的昆虫蛋白.研究结果对揭示亮斑扁角水虻与肠道微生物协同代谢营养物质的机制具有重要意义,并且在亮斑扁角水虻大规模转化有机废弃物中应用潜力巨大.

随着人们生活水平的提高及城市化进程加快,垃圾产生量逐年激增,其资源化处理已成社会共识.好氧堆肥作为厨余垃圾资源化的主要方式,具有巨大的研究潜力和研究前景.好氧堆肥处理厨余垃圾有助于土壤固碳,降低大气CO2含量,更可获得有机肥料,符合目前"碳中和"和化肥减量化的政策.基于此,本文总结了好氧堆肥基本机制及微生物菌剂的作用,并对厨余堆肥腐熟度的评价和相应的肥料应用进行了综述.堆肥方式、含水率、碳氮比、通气量、温度和辅料种类等会影响厨余堆肥的效果,未来应进一步优化工艺,在发酵时间和处理成本之间获得最佳的平衡,不断完善堆肥产品腐熟度的评价指标,加强厨余垃圾有机肥的肥效评估.

强还原土壤灭菌(RSD)方法是修复退化设施蔬菜地土壤的有效措施,但以绿肥为碳源的RSD方法田间应用是否有效还未明确.本研究以退化设施蔬菜地土壤为对象,设置6个处理:未施肥对照(CK)、未施肥+淹水覆膜(FF)、施用鸡粪有机肥(OM)、施用鸡粪有机肥+淹水覆膜(OMR)、田菁绿肥还田(TF)和田菁绿肥还田+淹水覆膜(TR),研究强还原处理和施用有机肥对土壤微生物群落组成、多样性和稳定性的影响.结果表明:与CK相比,OMR和TR处理显著降低了细菌Chaol指数,改变了细菌和真菌的群落结构,同时显著提高了芽孢杆菌、红球菌、梭状芽孢杆菌和青霉菌的相对丰度;TR处理显著降低了尖孢镰刀菌的相对丰度.冗余分析和曼特尔检验发现,土壤铵态氮和可溶性有机碳含量是影响细菌群落变化的关键因子,而土壤pH是影响真菌群落变化的关键因子.内聚力分析表明,OMR和TR处理显著提高了细菌群落稳定性,但2个处理之间的差异不显著;TR处理也显著提高了真菌群落稳定性,且显著高于OMR处理.可见,以绿肥为碳源的RSD是改善土壤健康的有效修复措施.

为获得能够把难溶性磷转化为可溶性磷的解磷微生物,从茅台酒厂种植地的土壤中分离筛选出两株具有解磷能力的菌株,并对这两株菌株进行分子生物学鉴定及解磷性能分析,测定其发酵液中的有机酸,初步探究解磷机理和在酒糟中的生长能力.结果表明,筛选的P1 和P2 菌株分别为路氏肠杆菌(Enterobacter ludwi-gii)和分散泛菌(Pantoea dispersa).P1 和 P2 单菌培养的难溶磷降解率分别在第 10 天和第 1 天达到最高9.62%和7.56%,P1 和P2 混菌(P3)培养难溶磷的降解率在第2 天达到最大为18.83%.不同条件下菌株对难溶磷的降解率有一定影响,其中 40℃混菌培养在第 6 天高达 33.82%.P1 主要产乙酸,高达 4 103.65 mg/L,P2 主要产乙酸和琥珀酸,混菌培养主要产乙酸,其次是草酸.两株菌在酒糟中具有较强的生长能力,为解磷功能菌株制备酒糟生物有机肥提供一定的参考.

目的:分析比较5种不同土壤改良方式对老参地人参中挥发性成分的影响,为人参的栽培方式和进一步应用提供理论依据.方法:采用顶空-固相微萃取(HS-SPME)技术富集人参中挥发性成分,应用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对检测出的成分进行分析与鉴定,采用面积归一化法确定各成分的相对含量.结果:人参样品中共鉴定出225个挥发性成分,其中烃类102种、酮类32种、醇酚类32种、醛类12种、酯类9种、杂环及其它类38种;老参地、强还原、强还原-生物有机肥、氯化苦熏蒸、氯化苦熏蒸-强还原、氯化苦熏蒸-生物有机肥土壤条件下挥发性成分的质量分数分别为79.632%、96.104%、86.107%、96.512%、94.355%、90.476%,特有成分分别有20、23、16、19、27、32个,6种不同土壤条件下共有化合物8个.结论:不同土壤改良方式的人参中挥发性化学成分的含量和组成存在较大差异,为人参药材土壤改良方式的研究及挥发性成分的进一步应用提供借鉴.

[目的]农田土壤镉污染严重威胁农产品质量安全,探讨化肥减量同时配施不同有机肥条件下小麦和燕麦各器官镉积累、分配及转运特征,对于指导作物合理施肥、保证农产品安全具有重要意义.[方法]在化肥施用减量20％基础上,设厩肥30 000 kg/hm2(AM)、生物有机肥600 kg/hm2(BF)、厩肥30 000 kg/hm2+生物有机肥600 kg/hm2(AM+BF)及化肥正常施用量(CK)4个施肥处理,研究不同有机肥处理对小麦和燕麦镉积累、分配、转运特征的影响.[结果](1)与CK相比,不同有机肥配施处理可使小麦和燕麦生物量增加6.78％～11.00％;同时可使各器官镉含量总体降低,其中籽粒镉含量降低11.76％～47.06％.(2)各有机肥配施处理使各器官镉富集系数总体降低,籽粒富集系数降低0～38.46％;BF、AM+BF处理根、茎、叶、穗镉向籽粒的转运系数分别降低16.67％～42.86％、15.79％～42.03％、0～56.10％、6.82％～22.06％.(3)燕麦灌浆期后茎秆镉含量下降伴随着籽粒镉含量上升;燕麦抽穗期后各器官镉向籽粒的转移量、转移率、贡献率均以茎秆为最高.[结论]化肥减量配施有机肥可降低作物籽粒镉含量、富集系数和转运系数,且对燕麦籽粒降镉效果优于小麦;燕麦抽穗期后茎秆转运的镉是籽粒镉积累的主要来源.

土壤微生物组是土壤健康的关键性评价指标,前期的研究表明中药渣有机肥能够提高栽培中药材的产量和质量,但是中药渣有机肥对于土壤微生物组的影响相关的报道很少.基于此该研究在评价中药渣有机肥对栽培丹参产量和质量影响的基础上,采用宏基因组测序技术研究中药渣有机肥对栽培丹参根际微生物组群落以及功能的影响.实验结果表明①施用中药渣有机肥促进了丹参生长以及有效成分的积累,其中丹参地上干重、地下干重、地上鲜重、地下鲜重的提高幅度为371.4％、288.3％、313.4％、151.9％;迷迭香酸和丹酚酸B的提高幅度为887.0％、183.0％.②施用中药渣有机肥显著改变了栽培丹参根际细菌和真菌群落结构,微生物的群落组成具有显著性的区别.③施用中药渣有机肥能够显著提高多亚硝化螺菌 Nitrosospira multiformis、枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis、产酶溶杆菌 Lysobacter enzymogenes 以及木霉菌 Trichoderma 等土壤有益菌的相对丰度.④KEGG功能预测分析表明,施加有机肥后的土壤环境中更容易富集与代谢相关的微生物;施加中药渣有机肥后还可增加与硝化作用、反硝化作用相关的功能基因的丰度.该研究结果为今后中药渣有机肥在中药材栽培中的应用提供指导,丰富了中药材绿色栽培技术的内容.

以常规施肥(化肥施用量900 kg·hm-2)为对照(CK),以化肥减施300 kg·hm-2为基础,设置生物有机肥处理(BOF1:1500 kg·hm-2、BOF2:3000 kg·hm-2、BOF3:4500 kg·hm-2、BOF4:6000 kg·hm-2、BOF5:7500 kg·hm-2),分析耕层土壤结构、养分特征、生物学特性和甜菜产量的变化,以期筛选生物有机肥在连作甜菜中的最佳施用量.结果表明:与CK相比,处理BOF1对土壤质量影响不显著;处理BOF2仅表现显著提高土壤有机质和速效钾含量;处理BOF3 土壤容重显著降低5.11％,土壤总孔隙度、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别显著增加5.92％、14.07％、18.35％、3.59％和14.61％;处理BOF4和BOF5对土壤质量和甜菜产量的影响基本一致,土壤容重显著降低9.33％和9.65％,土壤孔隙度、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别显著增加 10.82％和 11.19％、27.22％和 27.78％、31.62％和 35.42％、44.10％和 54.87％、22.93％和30.03％,土壤微生物生物量碳、氮显著提高22.78％～44.19％和23.81％～60.17％、2.45％～37.64％和16.74％～43.56％,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性显著提高26.03％～38.61％和29.27％～44.71％、42.72％～63.20％和 51.59％～69.89％、3.59％～33.44％和 29.60％～38.62％,且两者在各指标间均差异不显著.与CK相比,处理BOF2、BOF3、BOF4和BOF5甜菜产量分别显著提高5.69％、11.82％、22.29％和11.95％,且处理BOF4产量显著高于处理BOF2、BOF3和BOF5,处理BOF4实现了连作甜菜种植效益增加12.79％.综上,化肥减施300 kg hm-2的基础上配施6000 kg·hm-2的生物有机肥能够实现连作甜菜土壤质量、产量和经济效益的协同提升.

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、磷和酸性磷酸酶活性.套种能显著提高红心火龙果的产量,在F0条件下IP和IS处理分别比MP处理增加产量48.48％和42.20％,在F20条件下分别增加25.37％和29.82％.IP和IS处理在F0条件下显著增加可溶性糖和维生素C含量,在F20条件下显著提高维生素C、可溶性固形物和蛋白质含量.相关分析表明,除可溶性糖含量与土壤过氧化氢酶活性的相关性不显著外,产量、品质与土壤微生物数量、微生物生物量和酶活性呈显著正相关.因此,施用有机肥和套种花生或大豆可增强干热区红心火龙果土壤微生物活性,进而提高产量和改善果实品质.

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.综上,化肥有机替代导致的外源有机碳增加以及随后引起的土壤微生物群落的变化是连作花生田SOC积累的驱动因素,土壤微生物活性是影响SOC累积的关键因素.有机肥特别是蚯蚓粪部分替代化肥是改善连作花生田土壤质量、缓解连作障碍的有效措施.