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不同葡萄废果组成对厌氧发酵转化活性物质的影响

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农业环境科学学报 2022年第5期41卷 1116-1121页

作者：赵峥周德平褚长彬王庆峰吴淑杭上海市农业科学院生态环境保护研究所上海201403

为分析不同葡萄废果组成对厌氧发酵过程和发酵产物中活性物质组分的影响,以葡萄废果为原材料,添加酵母菌进行厌氧发酵,设置不同葡萄废果组成,考察含有葡萄皮和籽粒是否会对葡萄废果厌氧发酵产生影响。结果表明:不同底物组成对发酵过程... 详细信息

为分析不同葡萄废果组成对厌氧发酵过程和发酵产物中活性物质组分的影响,以葡萄废果为原材料,添加酵母菌进行厌氧发酵,设置不同葡萄废果组成,考察含有葡萄皮和籽粒是否会对葡萄废果厌氧发酵产生影响。结果表明:不同底物组成对发酵过程中pH的动态变化有影响,去除葡萄皮和籽粒(T2)处理的pH高于含有葡萄废果全部成分(T1)的处理;而底物组成的差异对EC值的动态变化没有明显影响。添加酵母菌进行厌氧发酵能显著提高产物中游离氨基酸和总有效氮的含量(P<0.05),与发酵前相比分别提高了226.05%~276.66%和31.13%~40.75%。去除葡萄皮和籽粒后有利于发酵产物中游离氨基酸含量的提高,T2处理在9类氨基酸的含量上均具有显著优势,但F-、总酚和总酸的含量出现了显著降低。研究表明,外源添加酵母菌进行厌氧发酵是一种潜在的葡萄废果资源化循环利用方式,不同底物组成对发酵产物的组分有一定影响,发酵产物中含有丰富的营养元素和活性物质,具有较高的再利用价值。

关键词：葡萄废果厌氧发酵游离氨基酸农业废弃物循环利用

不同轮作模式对稻田土壤肥力和微生物群落结构的影响

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农业环境科学学报 2023年

作者：赵峥朱元宏周德平褚长彬王庆峰吴淑杭上海市农业科学院生态环境保护研究所上海青浦现代农业园区

为了探索不同水稻轮作模式对稻田土壤微生物群落结构的影响，以及与土壤养分供给的关系。研究采用高通量测序技术对三种不同轮作模式下（水稻-小麦轮作、水稻-紫云英轮作、水稻-休耕）土壤细菌和真菌的群落结构变化进行分析，并进一步... 详细信息

为了探索不同水稻轮作模式对稻田土壤微生物群落结构的影响，以及与土壤养分供给的关系。研究采用高通量测序技术对三种不同轮作模式下（水稻-小麦轮作、水稻-紫云英轮作、水稻-休耕）土壤细菌和真菌的群落结构变化进行分析，并进一步探讨了与土壤养分含量之间的相互关系。结果表明：水稻-紫云英轮作模式能够明显改善稻田土壤的综合肥力，紫云英连续翻压还田后显著提高了土壤中总氮（TN）和有效氮（AN）的含量。土壤微生物的群落结构方面，不同种植模式对细菌群落结构的影响大于真菌。水稻-紫云英轮作模式中优势菌群如酸杆菌门（Acidobacteriota）和子囊菌门（Ascomycota）等的富集有助于促进土壤生态系统的养分循环与生态健康。不同种植模式条件下土壤养分的变化如TN、AN、总钾（TK）及速效钾（AK）等可能是导致土壤细菌和真菌群落结构发生变化的主要驱动因素。稻田土壤中细菌群落结构对于土壤养分变化的敏感性要高于真菌。综合来看，水稻-紫云英轮作模式是更加适合水稻生态可持续栽培的种植模式，能够明显改善稻田土壤的综合肥力和土壤微生态环境。

关键词：水稻轮作紫云英土壤微生物群落结构土壤养分

淹水条件下添加油菜及菌剂对设施西瓜土壤及其微生物的影响

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农业环境科学学报 2022年

作者：王庆峰褚长彬赵峥杨乾罡董月霞周德平吴淑杭上海市农业科学院生态环境保护研究所杭州锦江集团有限公司上海市农业科技服务中心

油菜中含有的硫代葡萄糖苷被水解后产生异硫氰酸盐，可以作为土壤消毒剂。本文研究了油菜作为土壤改良剂对设施栽培土壤改良效果，并探讨其对土壤微生物群落结构和功能的影响。利用上海市农业科学院连续种植西瓜的设施化栽培土壤，在淹...

油菜中含有的硫代葡萄糖苷被水解后产生异硫氰酸盐，可以作为土壤消毒剂。本文研究了油菜作为土壤改良剂对设施栽培土壤改良效果，并探讨其对土壤微生物群落结构和功能的影响。利用上海市农业科学院连续种植西瓜的设施化栽培土壤，在淹水条件下设置不同处理：淹水处理（CK）、淹水同时添加油菜（GSL）以及淹水条件下添加油菜和促腐促生菌剂（贝莱斯芽孢杆菌和曲霉，B＿GSL）。借助Illumina Miseq测序技术和FAPROTAX分析方法，探讨不同处理对土壤改良效果、土壤微生物群落结构和功能变化的影响。结果表明：添加油菜的处理（GSL和B＿GSL）显著提高了土壤有机质含量，并缓解了设施土壤的酸化趋势，其中GSL使土壤pH值提高到6.81，而B＿GSL使pH提高到6.57。GSL和B＿GSL处理著提高了土壤微生物的丰富度（Chao1指数和ACE指数），Chao1指数在GSL处理和B＿GSL处理中分别比对照处理提高了8.7%和6.7%。主坐标分析（PCoA）表明，添加油菜处理的土壤微生物群落组成显著不同于对照处理，而GSL和B＿GSL处理的微生物群落组成相似度较高。平均数差异显著性T检验表明GSL处理显著提高了硝酸盐呼吸和氮呼吸的功能，而对其他功能影响不显著；而B＿GSL处理除了显著提高硝酸盐呼吸和氮呼吸的功能外，还显著提高了甲醇氧化、反硝化作用，并且降低了好氧氨氧化和硝化作用等功能，说明接种促腐促生菌剂加强了油菜作用的发挥。研究表明，添加油菜以及油菜和菌剂混施改善了设施栽培土壤的理化性状，提高了土壤微生物的丰富度，改变了土壤微生物的群落结构和功能，且添加菌剂处理加强了油菜对土壤功能的影响。

关键词：

淹水条件下添加油菜秸秆及菌剂对设施西瓜土壤及其微生物的影响

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农业环境科学学报 2022年第9期41卷 2023-2032页

作者：王庆峰褚长彬赵峥杨乾罡董月霞周德平吴淑杭上海市农业科学院生态环境保护研究所上海201403 杭州锦江集团有限公司杭州310005 上海市农业科技服务中心上海200335

为研究油菜秸秆作为土壤改良剂对设施栽培土壤的改良效果,并探讨其对土壤微生物群落结构和功能的影响,利用上海市农业科学院连续种植西瓜的设施化栽培土壤,在淹水条件下设置不同处理:淹水处理(CK)、淹水同时添加油菜秸秆处理(GSL),以及... 详细信息

为研究油菜秸秆作为土壤改良剂对设施栽培土壤的改良效果,并探讨其对土壤微生物群落结构和功能的影响,利用上海市农业科学院连续种植西瓜的设施化栽培土壤,在淹水条件下设置不同处理:淹水处理(CK)、淹水同时添加油菜秸秆处理(GSL),以及淹水条件下添加油菜秸秆和促腐促生菌剂(贝莱斯芽孢杆菌和曲霉)处理(B_GSL)。借助Illumina Miseq测序技术和FAPROTAX分析方法,探讨不同处理对土壤改良效果、土壤微生物群落结构和功能变化的影响。结果表明:添加油菜秸秆的处理(GSL和B_GSL)显著提高了土壤有机质含量,并缓解了设施土壤的酸化趋势,其中GSL处理使土壤pH提高到6.81,而B_GSL处理使pH提高到6.57。GSL和B_GSL处理显著提高了土壤微生物的丰富度(Chao1指数和ACE指数),Chao1指数在GSL处理和B_GSL处理下分别比CK处理提高了8.7%和6.7%。主坐标分析(PCoA)表明,添加油菜秸秆处理的土壤微生物群落组成显著区别于CK处理,而GSL和B_GSL处理的微生物群落组成相似度较高。T检验表明,GSL处理显著提高了硝酸盐呼吸和氮呼吸的功能,而对其他功能影响不显著,而B_GSL处理除了显著提高硝酸盐呼吸和氮呼吸的功能外,还显著提高了甲醇氧化、反硝化作用,并且降低了好氧氨氧化和硝化作用等功能,说明接种促腐促生菌剂加强了油菜秸秆作用的发挥。研究表明,添加油菜秸秆以及油菜秸秆和菌剂混施改善了设施栽培土壤的理化性状,提高了土壤微生物的丰富度,改变了土壤微生物的群落结构和功能,且添加菌剂处理加强了油菜秸秆对土壤功能的影响。

关键词：设施化栽培土壤改良油菜秸秆微生物群落土壤功能

炭疽病发病草莓与健康草莓根际细菌群落结构及功能差异

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土壤通报 2022年第6期53卷 1404-1412页

作者：王庆峰周德平褚长彬赵峥杨乾罡吴淑杭上海市农业科学院生态环境保护研究所上海201403 杭州锦江集团有限公司浙江杭州310005

【目的】比较研究炭疽病不同发病程度草莓根际微生物群落结构并开展基因功能预测分析,为指导农田管理及筛选草莓炭疽病拮抗菌提供理论依据和参考。【方法】采集设施栽培大棚中健康和不同发病程度的草莓植株根际土壤,利用Illumina Miseq... 详细信息

【目的】比较研究炭疽病不同发病程度草莓根际微生物群落结构并开展基因功能预测分析,为指导农田管理及筛选草莓炭疽病拮抗菌提供理论依据和参考。【方法】采集设施栽培大棚中健康和不同发病程度的草莓植株根际土壤,利用Illumina Miseq测序比较分析不同发病程度对草莓根际细菌多样性,根际细菌门、属水平群落组成特征的影响。【结果】发病植株根际细菌多样性显著低于健康植株,其中轻度发病草莓根际细菌丰富度ACE降低了7.2%,而中度发病草莓根际细菌丰富度降低了11%。草莓根际土壤的优势菌群为变形菌门、放线菌门和拟杆菌门,不同发病程度的草莓根际土壤的细菌群落结构发生了显著改变,其中发病草莓显著提高了根际土壤中芽孢菌属和亚栖热菌属的相对丰度,而降低了与促生功能相关的黄杆菌属和伯克氏菌属的相对丰度。PICRUSt2分析表明,炭疽病显著提高草莓根际细菌的细胞交流、细胞传递和分解,转录以及循环等功能,而降低了脂质代谢和消化功能。【结论】本研究表明炭疽病显著降低草莓根际细菌多样性,并改变细菌群落结构,降低了促进草莓营养吸收细菌种类的相对丰度,改变了根际细菌功能特征,研究结果为指导草莓生产管理和筛选抗病微生物提供参考。

关键词：草莓炭疽病根际细菌 PICRUSt2 群落结构

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微生物肥料的作用效果分析及高效菌株的鉴定

微生物肥料的作用效果分析及高效菌株的鉴定

作者：褚长彬河南农业大学

学位级别：硕士

微生物肥料的开发与研究是进入21世纪以来国际农业的一个热门课题,过量的施用化学肥料,对维持生态平衡和保护环境不利,微生物肥料具有长效、无毒、无污染、节约能源、成本低等特点,可弥补化学肥料的缺点和不足。开发和利用微生物肥料的... 详细信息

微生物肥料的开发与研究是进入21世纪以来国际农业的一个热门课题,过量的施用化学肥料,对维持生态平衡和保护环境不利,微生物肥料具有长效、无毒、无污染、节约能源、成本低等特点,可弥补化学肥料的缺点和不足。开发和利用微生物肥料的一个关键问题是继续寻找具有生防、解磷、解钾等为作物提供大量或微量元素或对作物具有促生功能的菌株。本文首先以实验室已有的五个菌株,一株木霉菌,三株芽孢杆菌和一株放线菌为供试菌株,利用平板对峙法,滤纸片法等室内拮抗试验技术,研究这几个菌株在实验室条件下对四种病原真菌的拮抗效果,结果表明:这五种微生物肥料菌株对四种病原真菌都有不同程度的拮抗强作用,在菌株活体拮抗试验中,木霉菌T68,芽孢杆菌BS-112、BS-E,放线菌F1都表现出了的抗病效果,芽孢杆菌BS-A对西瓜蔓枯病的拮抗效果不明显;随后又对这五株菌的发酵液的抗病效果进行研究,结果表明:木霉菌T68,芽孢杆菌BS-112、BS-E的发酵液都对病原真菌有明显的拮抗作用,但放线菌F1发酵液对番茄灰霉病的拮抗作用不明显。而且在试验中还发现,木霉T68发酵液还能减缓和抑制油菜菌核病菌萌发菌核。为研究微生物肥料菌株的室内促生效果,采用绿豆插条不定根生成试验探讨这几株菌发酵液中活性物质对植物的促生作用,通过考察被发酵液处理的绿豆插条的不定根的生成情况,来判定菌株发酵液中是否有促进植物生长的活性物质存在。试验结果表明:除放线菌Fl处理的绿豆插条未看到显著的促生效果,其他四种菌株发酵液处理的绿豆插条的不定根在数量,长度和重量方面都优于对照,且还可以看出,有效菌株发酵液在合适的稀释浓度下能达到较好的促根效果,随着稀释浓度的降低,其促根效果呈现先递增后递减的趋势,浓度过高或过低对发酵液的促根效果都有影响,其中木霉T68菌株100倍稀释液处理的绿豆不定根的三个指标上均达到最高,分别是蒸馏水处理的167%、187%和234%。BS-112菌株200倍稀释液的处理效果最好,分别是蒸馏水处理的162%、169%和226%;BS-112菌株100倍稀释液处理效果最佳,分别是蒸馏水处理的168%、176%和256%,差异显著。为研究这几株菌解磷解钾的效果,使用钼蓝比色法和火焰光度计法对这几株微生物肥料菌株进行解磷解钾能力的测定,结果表明:BS-112,BS-A和BS-E这三株芽孢杆菌菌株在同样的培养条件下表现出较强的解钾能力,其发酵液中可溶性钾的含量分别是对照的181%、141%和151%,对BS-112和BS-E在发酵过程中隔时取样研究,发现其解钾效果是随发酵时间呈现先减少后增加的趋势,分别在72h和96h达到最佳效果;在解磷效果方面,分别对这几株菌对无机磷和有机磷的解磷效果进行了测定,发现这几种菌株处理中速效磷含量都好于CK,且木霉菌T68,芽孢杆菌BS-112、BS-E对有机磷和无机磷的的解磷效果都比较突出。对发酵液隔时取样的测定表明,这五株菌都在发酵过程中出现了三个解磷峰值,且出现的时间不一致;在对其液体培养基发酵前后pH进行测定比较,发现T68菌株培养液虽然在发酵前后pH变化不大,但却达到更好的解磷效果,说明其解磷机制不仅仅是产酸解磷,以后还需更进一步的研究。通过以上几组试验,对这几株菌的抗病促生,解磷解钾效果进行综合比较,挑选出三种优势微生物肥料菌株,木霉T68、芽孢杆菌BS-112和BS-E,并对BS-112和BS-E进行微生物形态学和生理生化鉴定:BS-112为胶状芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus),BS-E为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。最后盆栽黄瓜苗和番茄苗,接种三个微生物肥料菌株,与对照苗对比,研究其对蔬菜苗生长的影响。在生长1个月后通过各测量株高和茎粗与对照苗的进行对比,结果表明:选出的三个微生物肥料菌株对蔬菜苗生长具有一定的促进作用,经它们处理的黄瓜苗平均株高达到11.85 cm,比对照增加的百分比为36.2%,茎粗则达到了0.425 cm,比对照增长的百分比为42%;经处理的番茄苗株高达到了19.25cm,茎粗则达到了0.35cm,比对照增长的百分比则分别达到了106%和40%。并且发现混合处理比其它菌株单个处理对蔬菜苗生长有更加明显的促进效果。

关键词：微生物肥料拮抗作用促生作用解磷解钾鉴定

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崇明三岛柑橘园土壤养分特征研究

上海农业学报 2022年第2期38卷 70-75页

作者：王庆峰褚长彬赵峥周德平吴淑杭上海市农业科学院生态环境保护研究所上海201403

利用土壤养分状况系统研究法(ASI法)分析了上海市崇明三岛(崇明岛、横沙岛和长兴岛)柑橘园上层土壤(0—20 cm)和下层土壤(20—40 cm)的养分含量特征及差异。结果表明:崇明三岛柑橘园土壤(0—40 cm)大量元素氮平均含量分别为22.7 mg∕L、... 详细信息

利用土壤养分状况系统研究法(ASI法)分析了上海市崇明三岛(崇明岛、横沙岛和长兴岛)柑橘园上层土壤(0—20 cm)和下层土壤(20—40 cm)的养分含量特征及差异。结果表明:崇明三岛柑橘园土壤(0—40 cm)大量元素氮平均含量分别为22.7 mg∕L、16.5 mg∕L和9.8 mg∕L,磷平均含量分别为26.0 mg∕L、66.3 mg∕L和29.4 mg∕L,钾平均含量分别为30.0 mg∕L、114.7 mg∕L和42.2 mg∕L,有机质平均含量分别为7.6 mg∕kg、7.1 mg∕kg、6.3 mg∕kg,且上层土壤的氮、磷、钾和有机质含量显著高于下层土壤。崇明三岛柑橘园上层土壤的pH低于下层土壤,不同岛屿柑橘园土壤pH变动范围为8.23—8.41。崇明三岛不同岛屿之间柑橘园下层土壤的主要中量元素(钙和镁)含量无显著差异,而上层土壤差异显著;不同岛屿柑橘园上层土壤和下层土壤的硫含量均没有显著差异。柑橘园土壤微量元素铁、铜、锌含量处于较高水平,且上层土壤的含量高于下层土壤。可见,崇明三岛柑橘园上层土壤和下层土壤主要营养元素差异显著,上层土壤pH低于下层土壤。建议崇明岛果园多施用有机肥,调控土壤pH,降低土壤铁、铜、锌等微量元素含量。

关键词：崇明三岛柑橘土壤养分 ASI法

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上海郊区不同树龄葡萄园土壤养分特征研究

果树学报 2017年第11期34卷 1435-1442页

作者：赵峥褚长彬周德平吴淑杭上海市农业科学院生态环境保护研究所上海201403 上海低碳农业工程技术研究中心上海201415

【目的】探讨上海郊区不同树龄规模化葡萄园中土壤养分的特征,以期为葡萄园养分的科学管理和高效利用提供依据。【方法】采用土壤养分状况系统研究法(ASI法)对葡萄园土壤速效养分含量进行分析。【结果】种植年限的差异对葡萄园土壤中3... 详细信息

【目的】探讨上海郊区不同树龄规模化葡萄园中土壤养分的特征,以期为葡萄园养分的科学管理和高效利用提供依据。【方法】采用土壤养分状况系统研究法(ASI法)对葡萄园土壤速效养分含量进行分析。【结果】种植年限的差异对葡萄园土壤中3大主要养分氮、磷、钾含量有显著影响,其中树龄为6~10 a(年)的葡萄园土壤速效氮含量最高,而树龄为>10 a的葡萄园土壤速效磷和速效钾含量最高;土壤微量元素含量则仅有Zn和B两种元素具有统计学意义上的显著性差异;不同种植年限对葡萄园土壤有机质含量和p H的影响不显著。【结论】不同种植年限对葡萄园土壤中可利用氮磷钾含量有显著影响,但对土壤微量元素含量、有机质含量和p H的影响不显著。目前上海郊区葡萄园中土壤养分含量普遍处于较高水平,栽培过程中应减少化肥、尤其是磷钾肥的施用,同时适当地增施有机肥来提高土壤有机质含量,以此实现葡萄园养分的高效利用。

关键词：葡萄园树龄土壤养分施肥 ASI法

葡萄废果酵素肥对葡萄园土壤细菌多样性的影响

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果树学报 2020年第8期37卷 1207-1217页

作者：赵峥褚长彬周德平王庆峰吴淑杭上海市农业科学院生态环境保护研究所上海201403

【目的】将葡萄废果进行厌氧发酵制成酵素液肥并在葡萄园中进行回田施用,探索葡萄废果酵素肥对土壤微生物多样性和土壤生态健康的潜在影响。【方法】采用Illumina MiSeq高通量测序技术,评价葡萄废果酵素肥的施用对土壤细菌多样性和群落... 详细信息

【目的】将葡萄废果进行厌氧发酵制成酵素液肥并在葡萄园中进行回田施用,探索葡萄废果酵素肥对土壤微生物多样性和土壤生态健康的潜在影响。【方法】采用Illumina MiSeq高通量测序技术,评价葡萄废果酵素肥的施用对土壤细菌多样性和群落结构特征的影响。【结果】施用葡萄废果酵素肥后土壤微生物多样性Chao1指数和ACE指数,以及OTU总数均出现了显著降低;与常规施肥处理相比,土壤细菌群落结构组成在门水平和属水平均产生了显著差异;施用葡萄废果酵素肥后,土壤微生物优势种群分布规律发生了显著变化,在某些与氮循环相关的菌属如硝化菌属Nitrobacter和中慢生根瘤菌属Mesorhizobium中具有明显丰度优势。【结论】施用葡萄废果酵素液肥会显著影响葡萄园土壤细菌多样性和群落结构特征,研究结果为葡萄废果酵素肥的推广应用和土壤风险评估提供了科学依据。

关键词：葡萄废果酵素肥循环利用微生物多样性高通量测序