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山药不同施肥管理下土壤碳氮养分和微生物群落分异特征
1
作者 李婷 葛安辉 +3 位作者 孙志梅 刘四义 张丽梅 韩雪梅 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第1期73-84,共12页
本研究以种植大田作物(玉米)的农田作为参照,研究了山药主产区常规施肥、优化施肥和腐植酸处理3种施肥方式下,土壤表层(0~20 cm)、亚表层(20~40 cm)和深层(40~60 cm)的理化性质和微生物群落变化特征。结果表明:与玉米地相比,山药常规施... 本研究以种植大田作物(玉米)的农田作为参照,研究了山药主产区常规施肥、优化施肥和腐植酸处理3种施肥方式下,土壤表层(0~20 cm)、亚表层(20~40 cm)和深层(40~60 cm)的理化性质和微生物群落变化特征。结果表明:与玉米地相比,山药常规施肥显著增加了亚表层和深层土壤铵态氮含量(分别为表层的2.09倍和3.03倍),亚表层土壤出现了较高的硝态氮累积(50.86 mg·kg^(-1),以干土计);与山药常规施肥处理相比,优化施肥或腐植酸施用有效降低了亚表层和深层土壤铵态氮和硝态氮含量,最高可分别减少79.55%和78.39%。与玉米地相比,常规施肥方式下山药种植显著改变了细菌和真菌群落结构(P<0.05),并降低了土壤微生物网络复杂度和稳定性,而优化施肥和腐植酸处理对细菌群落组成没有显著影响。与山药常规施肥相比,山药优化施肥和腐植酸处理土壤有较高的微生物网络复杂度和稳定性,并显著富集了芽孢杆菌属(Bacillus)、节杆菌属(Arthrobacter)、白僵菌属(Beauveria)和球囊霉属(Glomus)等有益菌群。研究表明,山药种植增加了无机氮向地下水迁移的风险,并对土壤微生物群落组成产生显著影响,通过合理优化施肥,可有效降低无机氮在深层土壤的累积,提高土壤微生物群落稳定性,有利于山药种植业的绿色高效发展。 展开更多
关键词 山药施肥 腐植酸 硝态氮深层累积 微生物群落 共现网络
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施肥管理措施对潮土和红壤作物氮素利用效率与病虫害发生的影响 被引量：5
2
作者 刘四义 韩燕来 +7 位作者 李培培 张勤斌 黄惠 葛安辉 熊超 吴传发 邓娜 张丽梅 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1013-1024,共12页
【目的】秸秆还田、生物炭和硝化抑制剂等措施常用来配合氮肥减施,以避免减氮对作物产量可能产生的影响。研究长期不同氮肥管理措施对作物产量、氮素利用率以及病虫害的影响,为潮土和红壤地区氮肥管理措施优化和病虫害防治提供参考依据... 【目的】秸秆还田、生物炭和硝化抑制剂等措施常用来配合氮肥减施,以避免减氮对作物产量可能产生的影响。研究长期不同氮肥管理措施对作物产量、氮素利用率以及病虫害的影响,为潮土和红壤地区氮肥管理措施优化和病虫害防治提供参考依据。【方法】在河南许昌潮土和云南曲靖红壤上开展田间定位试验,设置不施氮肥对照(CK),常规施氮肥(N),减氮20%(80%N),以及减氮20%的基础上配合秸秆还田(80%NS)、添加硝化抑制剂(80%NI)、种植翻压冬季绿肥(80%NGM)、喷施固氮菌剂(80%Nkle)、同时施用生物炭和秸秆还田(80%NBS)、同时施用生物质炭和硝化抑制剂(80%NBI)处理。通过观测玉米和大麦(小麦)的生产力、氮肥利用和玉米螟、大斑病发生情况,探讨不同氮肥管理措施的实施效果。【结果】与常规施氮肥处理(N)相比,80%NBS和80%NBI处理显著提高了曲靖红壤表层土壤有机质和全碳含量,其他处理对土壤基本理化性质没有显著影响;80%N处理显著降低了许昌作物产量,而80%NS、80%NI和80%Nkle维持了作物产量,氮素利用效率显著提升了21%~34%,土壤氮盈余降低了33%~42%。同样,80%N、80%NS、80%Nkle、80%NBS、80%NBI处理均可以保障曲靖的作物稳产,并使氮肥利用率提升约29.4%,氮盈余显著降低约31.1%。许昌样地玉米螟的虫害较为严重,且玉米螟蛀孔数和玉米产量、吸氮量有显著的正相关关系。80%NGM处理降低了曲靖样地玉米螟虫害,并显著提高了玉米生产力。80%NS处理显著增加了许昌样地的大斑病病情指数;在曲靖样地中大斑病病情较为严重,且大斑病病情指数与玉米吸氮量、茎叶氮含量、土壤全氮含量等指标呈显著的负相关关系。【结论】在许昌潮土和曲靖红壤上,在减少20%氮肥用量的基础上配合施用硝化抑制剂、生物质炭、固氮菌剂等措施,可以实现作物的稳产增产,提升氮肥利用率,降低氮盈余量。秸秆还田显著提高了许昌潮土玉米大斑病病情指数,而绿肥轮作则使曲靖红壤的玉米螟蛀孔数降低,并显著提高玉米生产力。因此,养分循环利用方式与病虫害发生的关系还有待进一步研究。 展开更多
关键词 氮肥减施 氮素盈余 硝化抑制剂 生物炭 绿肥 大斑病 玉米螟
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西瓜枯萎病抗感品种根际微生物群落特征差异及其与病害发生的关系 被引量：1
3
作者 曾青 刘四义 +6 位作者 向吉方 梁志怀 翟常春 姚保民 韩丽丽 葛安辉 张丽梅 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2882-2900,共19页
【目的】通过研究不同基因型作物根际微生物群落特征及其与土传病害发生的关系,揭示根际微生物协助植物抵御土壤病原菌入侵的作用机制。【方法】以西瓜枯萎病感病品种“早佳8424”和抗病品种“西农8号”为研究对象,在连作障碍严重的土... 【目的】通过研究不同基因型作物根际微生物群落特征及其与土传病害发生的关系,揭示根际微生物协助植物抵御土壤病原菌入侵的作用机制。【方法】以西瓜枯萎病感病品种“早佳8424”和抗病品种“西农8号”为研究对象,在连作障碍严重的土壤中进行盆栽试验,探讨了西瓜抗感病品种根际微生物多样性和群落组成差异及其与土传病害发生的关系。【结果】与感病品种相比,抗病品种发病程度和根际病原尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.niveum,FON)丰度显著下降。抗感病品种根际细菌和真菌α多样性无显著差异,但β多样性分异明显且其群落组成与FON丰度显著相关。差异分析进一步发现抗病品种根际富集了以放线菌门(Actinobacteria)和根瘤菌科(Rhizobiaceae)等为代表的潜在拮抗菌或有益菌。镰刀菌属(Fusarium)也在抗病品种根际显著富集,但主要以未分类的镰刀菌(unclassified Fusarium)和腐皮镰刀菌(Fusarium solani)为主。此外,抗病品种根际微生物共现网络具有较高的复杂性和稳定性,节点平均度比感病品种增加了18.18%,并且网络中节点和边以放线菌门为主。【结论】西瓜枯萎病抗病品种与感病品种具有显著不同的根际微生物群落组成,抗病品种根际富集的有益菌群和网络互作关系的强化有利于植物抵抗病原菌入侵。本研究通过解析不同基因型作物根际微生物与土传病害发生的关系,为精准调控作物根际微生物结构和功能防治土传病害提供了重要信息和理论依据。 展开更多
关键词 西瓜枯萎病 抗病品种 放线菌 微生物共现网络
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联合固氮菌叶面接种剂的优化及其在玉米叶际的定殖 被引量：6
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作者 葛安辉 方萍 +2 位作者 熊超 张丽梅 贺纪正 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1303-1313,共11页
【背景】联合固氮菌由于不具有宿主专一性,在土壤、叶际中广泛存在,对生态系统氮素供应有着重要贡献,它还可以通过分泌生长激素等间接作用促进植物生长,可作为重要的农业生产菌剂。土壤接种剂由于受土著微生物的竞争和土壤抑菌物质等的... 【背景】联合固氮菌由于不具有宿主专一性,在土壤、叶际中广泛存在,对生态系统氮素供应有着重要贡献,它还可以通过分泌生长激素等间接作用促进植物生长,可作为重要的农业生产菌剂。土壤接种剂由于受土著微生物的竞争和土壤抑菌物质等的影响,接种效果不稳定,难以推广使用。相比于土壤环境,叶际生境相对简单且表面积巨大,进行叶际接种是固氮菌剂推广应用的一个新思路。【目的】优化联合固氮菌菌株W12接种添加剂,制备液体接种剂并研究其在玉米叶际的定殖效果。【方法】对菌株W12进行菌落PCR测序,构建系统发育树并确定分类地位。分别在培养液中添加不同浓度梯度的羧甲基纤维素(Carboxymethyl cellulose,CMC)和甘油(Glycerol,Gly),测量菌株W12生长曲线和固氮酶活性,优化添加剂浓度并制备液体接种剂,对接种剂的有效保存时间进行检测。将接种剂喷洒到玉米叶际,测量其对玉米产量和植株含氮量的影响,并通过低氮培养基进行回收计数。【结果】固氮菌菌株W12的16S r RNA基因序列与变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)的相似性高达99%,在培养液中添加CMC和甘油对菌株W12的生长无明显促进和抑制效果,但均提高了固氮酶活性。添加甘油制备的接种剂在盆栽和大田玉米叶面喷施后,在玉米生长末期叶际回收到的W12类似菌分别为4.3×105 CFU/g叶片和1.7×105 CFU/g叶片,显著高于未接种的处理;而且大田玉米籽粒、茎部和叶片的含氮量高于不接种的对照处理。经过90 d贮藏后,4°C保存的接种剂剩余活菌数均高于1.0×108 CFU/m L。【结论】羧甲基纤维素和甘油的添加不仅有利于固氮菌液体接种剂在叶片的附着,并能显著提高联合固氮菌菌株W12的固氮酶活性,低温冷藏可保证液体接种剂的有效活菌数;液体接种剂在玉米叶际喷施后,菌株W12能够成功定殖,并显著提高玉米植株和籽粒含氮量。研究结果为固氮菌叶面接种剂的制备和应用,以及实现农业氮肥减施保产的目标提供了借鉴意义。 展开更多
关键词 联合固氮 添加剂 液体接种剂 叶际定殖
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植物微生物组生态功能与群落构建过程研究进展 被引量：10
5
作者 曾青 熊超 +3 位作者 尹梅 葛安辉 韩丽丽 张丽梅 《生物多样性》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期182-198,共17页
植物各个器官表面及内部定殖着高度多样化的微生物群落,这些微生物与植物长期共进化,作为宿主植物的“共生功能体”(holobiont)在植物生长发育、养分吸收、病害抵御和环境胁迫适应性等方面发挥了重要作用。得益于近10年来多组学技术的... 植物各个器官表面及内部定殖着高度多样化的微生物群落,这些微生物与植物长期共进化,作为宿主植物的“共生功能体”(holobiont)在植物生长发育、养分吸收、病害抵御和环境胁迫适应性等方面发挥了重要作用。得益于近10年来多组学技术的发展和应用,有关植物微生物群落的多样性、组成和功能特征、群落构建的驱动因素和植物–微生物互作机制等方面研究取得了一系列重要进展。然而,与土壤微生物组相比,目前对植物微生物组的认识及其应用尚且不足。本文系统总结了植物微生物组的组成特征,植物微生物在调节植物生长发育、促进养分吸收、提高病害抵御能力及环境胁迫适应性等方面的功能及作用机制,从宿主选择、环境因子以及生物互作3个方面总结了驱动植物微生物群落构建的因素,并着重阐述了植物–微生物互作如何塑造植物微生物群落以及如何调节对植物的有益功能。此外,我们对未来植物微生物组研究和应用面临的挑战进行了展望,如核心微生物组挖掘和合成群落构建,植物–微生物互作的分子调控机制,植物微生物群落水平上的互作机制等。深入理解植物微生物群落特征、生态功能以及构建过程对于精准调控植物微生物组以提高植物适应性和生产力以及维持生态系统健康具有重要意义。 展开更多
关键词 表生微生物 内生微生物 宿主选择 促生 抗病 植物–微生物互作
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