[目的]探究产胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)菌株在促进盐碱土中植物生长,改善土壤性能等方面的影响,为研制适用于盐碱土壤修复的微生物菌剂奠定基础.[方法]从新疆喀什地区盐碱草地根际土壤中筛选产胞外多糖菌株,基于 16S rRNA基因序列比对及系统发育分析对产胞外多糖菌株进行种属鉴定,采用单因素和响应面法优化最高产菌株的培养基组分,通过接种试验评估其对盐碱土栽培植物的促生效果及土壤团聚体的影响.[结果]共筛选出 19 株具有产胞外多糖能力的菌株,隶属于7 个菌属,以假单胞菌属(Pseudomonas)占绝对优势.菌株产糖量介于 236-1 544 mg/L,尤以泛菌属Pantoea MQ A0 产糖量最高,且兼具固氮、产吲哚乙酸(IAA)和铁载体、解磷等功能.MQ A0 的最适产糖发酵培养基为甘油 12.5 mL/L,蛋白胨 9.0 g/L,酵母粉 5.5 g/L,CaCO3 5.1 g/L,在此条件下菌株产糖量达 2 436 mg/L,较优化前增加 57.8%.接种MQ A0 发酵液使盐碱土栽培的玉米株高、鲜重、茎粗、须根数和总根长分别提高 41.2%、203.0%、42.7%、30.4%和 99.7%;粗多糖提取液对土壤团聚体的形成也有显著促进作用(P<0.05).[结论]高产胞外多糖菌株MQ A0 兼具多种促生特性,在促进盐碱土中植物生长和土壤改良方面效果显著.

为探究不同土地利用类型盐碱土无机磷组分特征及其影响因素,以华北地区典型盐碱地为供试土壤,分析辣椒地、轻度盐碱玉米地、重度盐碱玉米地、向 日葵地、羊草地、虎尾草地、碱蓬草地和裸地共8种土地利用类型土壤无机磷组分的差异特征.结果表明:盐碱土壤无机磷组分中Ca10-P所占比例最高,其他磷组分含量依次表现为Ca8-P＞Al-P＞O-P＞Fe-P＞Ca2-P.冗余分析和相关性分析结果表明,Ca2-P和Ca8-P与土壤pH、电导率、钠吸附比呈显著负相关(P＜0.05),与速效磷、速效氮、速效钾呈显著正相关(P＜0.05),土壤理化因子共解释了 36.03％无机磷组分特征.因此,盐碱土中Ca2-P、Ca8-P是土壤磷有效性的关键组分,且主要受到pH、电导率和钠吸附比影响.根据8种土地利用类型土壤磷组分差异和理化性质,辣椒和向 日葵可分别作为轻度和重度盐碱地改良利用的首选农作物,羊草可作为盐碱地生态修复的草地物种.此外,可以通过改善盐碱地土壤pH、电导率、钠吸附比、有机质等理化性质来提高土壤磷有效性.

生物炭在土壤培肥改良中的应用有助于农业可持续发展和碳中和目标的实现.为更好地了解生物炭对滨海盐碱土氮素转化和N2O排放的影响及其潜在机制,本研究按等氮原则,以仅添加硫酸铵(N 150 mg·kg-1,下同)为对照,设置5个处理,即硫酸铵+0.4％生物炭处理(W/W,下同)、硫酸铵+0.6％生物炭处理、硫酸铵+0.8％生物炭处理、硫酸铵+1.6％生物炭处理、硫酸铵+0.2％生物炭+0.2％有机肥处理,进行室内培养试验(60d).结果表明:生物炭对土壤氮素转化的影响主要在培养前期,与对照相比,添加生物炭显著增加了滨海盐碱土的硝态氮和铵态氮含量;生物炭显著提高了土壤净硝化速率,且净硝化速率随生物炭添加量的增加而减小;各处理土壤N2O排放的动态变化趋势基本一致,且主要集中在培养前30 d;与对照相比,生物炭添加显著降低了 N2O累积排放量,且降幅随添加量的增加而增大.可见,不同添加量生物炭与氮肥配施对土壤氮转化速率和N2O排放的影响不同,其中,0.8％生物炭处理不仅能显著提高土壤无机氮含量,而且能有效降低土壤N2O排放,可作为生物炭改良与培肥滨海盐碱土的最佳剂量.

通过圆盘入渗试验,探讨不同改良剂施用量下土壤入渗特性的变化,揭示添加生物炭和聚丙烯酰胺(PAM)对海涂围垦区盐碱土水力学参数、孔隙特征及不同级别孔隙水流贡献率的影响.结果表明:单施2％生物炭,土壤饱和导水率比对照增加46.4％;盐碱土饱和导水率随PAM施用量增加而减小.单施2％生物炭使土壤总有效孔隙度和半径＞100 μm的有效孔隙度分别增加8.3％和10.2％.单施PAM时,土壤总有效孔隙度和不同半径孔隙有效孔隙度均有减小趋势,其中,PAM梯度为1‰时最明显,减幅高达88％以上.施用生物炭和PAM后,半径＜100 μm的孔隙的水流贡献率呈下滑趋势,半径＞500 μm的孔隙对土壤水流运动起主导作用.

目的 从土壤类型和微生物菌群角度,分析土壤环境对紫苏(Perilla frutescens(L.)Britton)生长的影响,以提高紫苏产量及品质.方法 以皱叶紫苏为研究对象,浙江省范围内取盐碱土、红壤土和黏土栽培紫苏,对栽培土进行添加细菌和灭菌处理,并分析微生物对紫苏生长的影响.紫苏生长的测定指标为株高、叶面积及叶片数.结果 土壤类型对紫苏生长的影响主要体现在叶片数和叶面积上,其中红壤土组优于其他组(P＜0.05).微生物菌群对紫苏生长的影响结果表明,加菌前实验组生长指标均小于对照组,加菌后则高于对照组,且芽胞杆菌属组紫苏生长状况最佳(P＜0.05).结论 红壤土为紫苏生长的最适土壤类型,添加微生物可一定程度上促进紫苏的生长,其中芽胞杆菌属的促进作用更显著.本研究为紫苏的栽培种植提供理论依据,为微生物与中药生长关系研究提供思路.

在宁夏西北盐化生态脆弱区的典型盐碱化土地,通过随机区组试验,探究在栽植穴填埋秸秆2000(T1)、7000(T2)、12000kg/hm2(T3)及17000 kg/hm2(T4)等作隔盐层对土壤水盐运移及垂柳(Salix babylonica)反射光谱的影响,将地下土壤水盐变化与地上植物生长及生理状况相结合,以期更准确的反映出各处理对盐碱土壤改良效果及地上植被恢复情况.研究结果表明:(1)填埋一定量的秸秆作隔盐垫层可以改变地下土壤水盐的剖面分布特征.T2、T3和T4处理与对照组相比,20-80 cm土层土壤含水量都显著提高,填埋的秸秆层起到了蓄水保墒的作用;都明显降低了0-80 cm土层土壤盐分含量和盐溶质浓度;但这3种处理之间无显著差别.T1由于填埋秸秆量过少,无显著蓄水控盐效果.(2)通过检测植物叶片反射光谱可以反映出地上植物生长及生理状况的变化.填埋一定量的秸秆作为隔盐垫层有助于改善垂柳的生理状况.T2的垂柳叶片光合色素含量最高,光合特性及营养状况最好,其他光谱参数结果都显著提高.T3显著提高叶绿素含量和光合特性,但效果均不如T2,且营养状况差.T4处理类胡萝卜素含量与叶片水分含量均处于最高水平,但叶绿素含量、营养状态以及光合特性都显著降低.T1处理效果最差.(3)在地下填埋秸秆作隔盐层,会通过对地下土壤水盐运移及微域生态系统环境的调节,影响到地上植物生长及生理状况.综合地下水盐分布与地上植物叶片反射光谱的结果,T2是宁夏引黄灌区盐碱地改良中最适宜的秸秆填埋量.

[背景]苹果树腐烂病发生面积广、危害严重,目前对于该病的防治以化学防治为主,但存在一定的弊端,因此迫切需要寻找一种对该病高效、安全的防治措施.[目的]从敦煌地区盐碱土壤中筛选出对苹果树腐烂病有良好抑制作用的芽孢杆菌菌株.[方法]采用平板对峙培养法和菌丝生长速率法对盐碱土中分离筛选的芽孢杆菌进行拮抗苹果树腐烂病菌的筛选,并对优良拮抗效果菌株进行离体组织防效测定、发酵培养基选择以及结合培养形态、生理生化及16S rRNA基因序列分析进行菌种鉴定.[结果]初筛阶段菌株7-2-1-2对病原菌的抑制率为86.18％,复筛试验中发酵液对病原菌的抑制率为73.2％;在离体枝条创面涂抹菌株7-2-1-2发酵原液后,苹果树腐烂病菌的生长可被完全抑制;菌株7-2-1-2的最优生长培养基为NBY培养基;经初步鉴定,菌株7-2-1-2为枯草芽孢杆菌亚种(Bacillus subtilis subsp.spizizenii).[结论]菌株7-2-1-2对苹果树腐烂病有较好的生防效果,为该病生防菌剂的选择提供了必要的菌种资源.

从新疆盐碱土中分离纯化得到一株高效解磷菌PS-3,为改善盐碱地磷素供应提供菌种资源.采用单因素和正交试验,对菌株PS-3的发酵条件和溶磷能力进行分析.结果表明,菌株PS-3较适发酵条件为温度35℃、pH 7和盐浓度1％,其对碳、氮源的利用顺序依次为葡萄糖>麦芽糖>果糖>蔗糖>乳糖,硝酸铵>硝酸钠>氯化铵>硫酸铵>尿素,菌株PS-3最适溶磷条件为2％ 葡萄糖、0.01％ 硝酸铵、温度35℃、初始pH 7.5、盐浓度2 g/L、接种量4％,在此条件下,其对磷酸三钙的溶解量可达1002.95 mg/L.该菌株具有一定耐盐性和良好的溶磷能力,在生物溶磷方面具有较好的应用潜力.

为了研制出有效的黄芪根腐病生物防治产品,本研究利用从疏勒河流域盐碱土壤中分离出对其致病菌有良好防治作用的放线菌进行多菌复配,以期提高生防菌对黄芪根腐病的防效.采用平板对峙法和生长速率法筛选高效生防菌,并对其进行形态特征、生理生化和16S rRNA基因序列鉴定,并采用盆栽试验对黄芪根腐病的防治效果进行测试.结果表明:从供试的244株放线菌中,经初筛有11株放线菌对黄芪根腐病菌的抑菌率均高于50％,复筛后对黄芪根腐病菌的抑菌率为7％～57％.结合筛选效果和菌株间亲和性试验,将菌株DA4-3-12、DA8-4-10和221作为复合菌的研究对象.经鉴定,菌株DA4-3-12和221为Streptomyces alboflavus,DA8-4-10为Streptomyces alanosinicus.单一菌株DA4-3-12、DA8-4-10和221及其不同组合混合菌株(DA4-3-12+DA8-4-10、DA4-3-12+221、DA8-4-10+221、DA4-3-12+DA8-4-10+221)对黄芪根腐病均有防治效果,其防效分别为60％、46％、70％、55％、70％、64％、72％,以混合菌株DA4-3-12+DA8-4-10+221的效果最为理想,混合菌株中各菌株间通过协同作用充分发挥其生防效果,且抑菌谱较广.

分别从河南省濮阳、南阳、信阳、三门峡和商丘等地区采集潮土、黄棕壤、水稻土、褐土、盐碱土等土壤样品45份,采用8种不同的分离培养基对土壤放线菌进行分离和培养;通过16S rRNA基因序列分析对可培养放线菌进行分类鉴定;以7种植物病原菌为靶标,通过对峙培养筛选拮抗活性菌株,并对具有拮抗活性菌株的次级代谢产物合成相关基因进行初步筛查.结果表明,从5种类型土壤中分离得到放线菌分离物955株,分布于放线菌门的10个目12个科17个属,包含626个物种,其中9个分离物为潜在的新种;分离物中链霉菌属菌株751株,占分离菌株的78.64％,为最主要的优势菌属,稀有放线菌204株,占21.36％;不同类型土壤放线菌的分离频率存在一定的差异,其中褐土分离的放线菌数量最多,水稻土的分离数量最少,但是各类型土壤分离的可培养放线菌在属水平上差异不大;筛选获得对植物病原菌有拮抗活性的菌株392株,占总分离物的41％,其中链霉菌332株,占总拮抗活性菌株的84.7％,稀有放线菌60株,占总拮抗活性菌株的15.3％,且多数活性菌株含有多种生物活性物质合成相关的功能基因.由此可见,河南省土壤放线菌多样性丰富,并蕴藏丰富的稀有放线菌和拮抗活性放线菌资源,具有发掘放线菌新物种和新活性化合物的潜力.