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原始森林土壤秸秆降解微生物组的历史地理气候驱动力

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微生物学报 2024年第8期64卷 2901-2917页

作者：邢妍栾畅张志明韩冰张洪李禄军阮云泽张佳宝贾仲君海南大学热带农林学院海南海口570228 中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土地保护与利用全国重点实验室吉林长春130102 中国科学院南京土壤研究所江苏南京210008 中国科学院大学北京100049

【目的】针对相距3860 km的热带(年均温25℃)和寒温带(年均温-2℃)原始森林土壤,研究历史地理气候显著差异条件下秸秆降解微生物群落的适应规律。【方法】设置低温(10℃)、高温(35℃)和高低温交叉锻炼(10℃/35℃),连续12周传代并通过16S... 详细信息

【目的】针对相距3860 km的热带(年均温25℃)和寒温带(年均温-2℃)原始森林土壤,研究历史地理气候显著差异条件下秸秆降解微生物群落的适应规律。【方法】设置低温(10℃)、高温(35℃)和高低温交叉锻炼(10℃/35℃),连续12周传代并通过16S rRNA基因测序分析秸秆降解微生物组群落组成。【结果】10℃下寒温带长白山土壤富集菌群的秸秆降解率(15.5%)更高;35℃下则是海南土壤富集菌群的降解率(33.1%)更高。线性判别分析效应大小(linear discriminant analysis effect size,LEfSe)差异分析显示,针对寒温带长白山原始森林土壤,在微生物属水平上,10℃条件下12周传代富集得到的秸秆降解优势属包括杜擀氏菌属(Duganella)、土地杆菌属(Pedobacter)、紫色杆菌属(Janthinobacterium)和沙雷氏菌属(Serratia);35℃条件下秸秆降解富集物中优势属包括类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和罗河杆菌属(Rhodanobacter);而10℃/35℃条件下寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)与无色杆菌属(Achromobacter)是秸秆降解优势类群。针对热带海南原始森林土壤,10℃条件下富集的秸秆降解优势属包括假单胞菌属(Pseudomonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)和黄杆菌属(Flavobacterium);35℃条件下优势属为贪铜菌属(Cupriavidus);而10℃/35℃条件下肠杆菌属(Enterobacter)和科恩氏菌属(Cohnella)是优势属。【结论】热带和寒温带的巨大温度差异,可能是原始森林土壤中秸秆降解微生物群落构建的重要驱动力,这些特征微生物类群为定向发掘东北寒区和南方热带土壤中高效降解秸秆的微生物资源提供了科学依据。

关键词：温度差异原始森林土壤微生物交叉锻炼秸秆降解

Bacillus amyloliquefaciens Strain W19 can Promote Growth and Yield and Suppress Fusarium Wilt in Banana Under Greenhouse and Field Conditions

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Pedosphere 2016年第5期26卷 733-744页

作者： WANG Beibei SHEN Zongzhuan ZHANG Fengge Waseem RAZA YUAN Jun HUANG Rong ruan yunze LI Rong SHEN Qirong National Engineering Research Center for Organic-Based Fertilizers Jiangsu Key Lab and Engineering Center for Solid Organics Waste Utilization Jiangsu Collaborative Innovation Center for Solid Organic Waste Resource Utilization Nanjing Agricultural University Hainan Key Laboratory for Sustainable Utilization of Tropical Bio-Resources College of Agriculture Hainan University Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilization in Low-Middle Reaches of the Yangtze River Ministry of Agriculture Nanjing Agricultural University

Plant growth-promoting rhizobacteria （PGPR） are considered to be the most promising agents for cash crop production via increasing crop yields and decreasing disease occurrence. The Bacillus amyloliquefaciens strain W19 can produce secondary metabolites （iturin and bacillomycin D） effectively against Fusarium oxysporum f. sp. cubense （FOC）. In this study, the ability of a bio-organic fertilizer （BIO） containing strain W19 to promote plant growth and suppress the Fusarium wilt of banana was evaluated in both pot and field experiments. The results showed that application of BIO significantly promoted the growth and fruit yield of banana while suppressing the banana Fusariurn wilt disease. To further determine the beneficial mechanisms of the strain, the colonization of green fluorescent protein-tagged strain W19 on banana roots was observed using confocal laser scanning microscopy and scanning electron microscopy. The effect of banana root exudates on the formation of biofilm of strain W19 indicated that the banana root exudates may enhance colonization. In addition, the strain W19 was able to produce indole-3-acetic acid （IAA）, a plant growth-promoting hormone. The results of these experiments revealed that the application of strain W19-enriched BIO improved the banana root colonization of strain W19 and growth of banana and suppressed the Fusarium wilt. The PGPR strain W19 can be a useful biocontrol agent for the production of banana under field conditions.

关键词： biocontrol bio-organic fertilizer colonization crop yield fungal disease indole-3-acetic acid plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) root exudates

Changes in bulk soil affect the disease-suppressive rhizosphere microbiome against Fusarium wilt disease

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Frontiers of Agricultural Science and Engineering 2020年第3期7卷 307-316页

作者： Lin FU Wu XIONG Francisco DINI-ANDREOTE Beibei WANG Chengyuan TAO yunze ruan Zongzhuan SHEN Rong LI Qirong SHEN Jiangsu Provincial Key Laboratory of Solid Organic Waste Uilization Jiangsu Collaborative Innovation Center of Solid Organic WastesEducation Ministry Engineering Center of Resource Saving FertilizersNanjing Agricultural UniversityNanjing 210095China School of Life Sciences Liaoning UniversityShenyang 110036China Ecology and Biodiversity Group Department of BiologyInstitute of Environmental BiologyUtrecht UniversityUtrecht3584 CHThe Netherlands Department of Plant Science The Pennsylvania State UniversityUniversity ParkPA 16802USA Huck Institutes of the Life Sciences The Pennsylvania State UniversityUniversity ParkPA 16802USA Hainan Key Laboratory for Sustainable Uilization of Tropical Bio-Resources Institute of Tropical Agriculture and ForestryHainan UniversityHaikou 570228China

Harnessing disease suppressive microbiomes constitutes a promising strategy for optimizing plant ***,relatively lttle information is available about the relationship between bulk and rhizosphere soil ***,the assembly of banana bulk soil and rhizosphere microbiomes was investigated in a mono-culture system consisting of bio-organic(BIO)and organic management *** BIO practice in newly reclaimed fields resulted in a high-efficiency biocontrol rate,thus providing a promising strategy for pre-control of Fusarium wilt *** soil microbiota was further characterized by MiSeq sequencing and quantitative *** results indicate that disease suppression was mediated by the structure of a suppressive rhizosphere microbiome with respect to distinct community composition,diversity and *** microbiome suppressiveness was primarily related to a particular set of enriched bacterial taxa affiliated with Pseudomonas,Terrimonas,Cupriavi-dus,Gp6,Ohtaekwangia and ***,struc-tural equation modeling was used to show that the changes in bulk soil bacterial community determined its induced rhizosphere bacterial community,which serves as an important and direct factor in restraining the ***,this study provides an integrative approach to disentangle the biological basis of disease-suppressive microbiomes in the context of agricultural practice and soil management.

关键词： agricultural practice bulk soil disease suppression rhizosphere ecology

基于因子-聚类分析的火龙果园土壤养分状况评价

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热带生物学报 2024年第2期15卷 150-156页

作者：王庆萱阮云泽赵鹏飞海南大学热带作物学院海口570228 深圳诺普信农化股份有限公司广东深圳518102

为了解海南省火龙果产区土壤养分现状,调查测定了184个土壤样品的营养成分水平,通过单个营养指标等级评估和因子聚类方法进行全面评估。等级评价结果表明:调研区域土壤酸化现象较严重,pH <6.5的酸性土壤占72.82%,土壤碱解氮含量普遍较低... 详细信息

为了解海南省火龙果产区土壤养分现状,调查测定了184个土壤样品的营养成分水平,通过单个营养指标等级评估和因子聚类方法进行全面评估。等级评价结果表明:调研区域土壤酸化现象较严重,pH <6.5的酸性土壤占72.82%,土壤碱解氮含量普遍较低,在调研的全部地块中,碱解氮含量处于缺乏状态(碱解氮小于0.01 mg·kg^(-1));速效钾、全氮和有机碳在部分地块含量较低,分别为23.37%、23.37%和33.7%,处于低及以下等级水平;土壤速效磷含量最高,处于中等及以上等级地块的比例占100%。因子分析表明,测定的6项养分指标可提取出2个公因子,其中,因子1和因子2表征的全氮、有机碳、速效钾、碱解氮、pH是作为主要影响火龙果园土壤综合营养状况的因子。通过对土壤营养综合指数IFI(Integrated fertility index)的聚类分析了解,海南省火龙果园土壤IFI值范围为-0.904~1.405,均值为-0.171,其中仅有41.3%的土壤处于中等及以上肥力水平。乐东、东方、三亚、陵水这四个海南火龙果主要果园地区中,东方和陵水的土壤IFI值有80.33%、50%的土壤处于低等肥力水平;三亚地区有61.9%的土壤IFI值处于中等以上肥力水平;整体来说,海南省火龙果园大部分地区(除三亚外)土壤肥力状况处于中等以下水平。

关键词：火龙果园土壤养分因子分析聚类分析

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海南荔枝养分投入限量标准及减量潜力分析

热带作物学报 2024年第2期45卷 304-314页

作者：吴小巧朱镕钟于秀王鸿霖李伟芳洪秀杨李菊阮云泽李婷玉海南大学三亚南繁研究院海南三亚572000 海南大学热带作物学院海南海口570228 唐河县中等职业学校河南南阳473400

海南是我国荔枝最南端的生产区,但生产中养分过量投入和土壤退化的问题较为严重,缺乏合理的养分投入标准。本研究根据作物产量水平及当下优化管理获得氮素盈余关键阈值,解析不同类型农户养分管理水平的差异以及对土壤肥力的影响。通过... 详细信息

海南是我国荔枝最南端的生产区,但生产中养分过量投入和土壤退化的问题较为严重,缺乏合理的养分投入标准。本研究根据作物产量水平及当下优化管理获得氮素盈余关键阈值,解析不同类型农户养分管理水平的差异以及对土壤肥力的影响。通过对海南主产区荔枝产量、养分管理和土壤肥力现状进行剖析,基于养分平衡原理,通过定量作物养分需求规律及优化条件下的合理氮素盈余水平,明确荔枝养分用量上限,提出海南荔枝氮、磷、钾养分投入减量目标,对不同经营规模的农户养分收支平衡和土壤肥力差异开展评价。结果表明:(1)不同产量水平下荔枝氮、磷、钾用量上限分别为200、100、260 kg/hm^(2)(产量<10 t/hm^(2));273、136、355 kg/hm^(2)(产量为10~20 t/hm^(2));439、220、571 kg/hm^(2)(产量为20~42 t/hm^(2))。农户施肥过量投入现象较为突出,且随着经营规模的增加,养分过量投入加剧。小农户、中等经营主体、规模化经营主体氮素投入分别高于氮肥投入上限的60%、97%、131%;磷素投入量分别高于磷肥投入上限的204%、236%、258%;钾素投入量分别高于钾肥投入上限的70%、101%、119%。同时海南荔枝氮、磷、钾养分投入均显著高于全国荔枝施肥平均水平的70.8%、189.9%、123.4%。(2)海南荔枝园氮、磷、钾养分盈余分别为365、377、542 kg/hm^(2),养分利用效率(NUE)分别为34%、21%、27%,大量磷素在土壤中固定或损失。不同类型农户养分管理存在较大差异,只有1.2%的小农户处于高氮产出和低氮盈余区间,而中高经营主体均处于高氮素盈余水平区间。(3)荔枝果园土壤磷素过量积累和土壤酸化问题突出,46%的果园土壤全磷含量超过0.96 g/kg,处于较丰富水平。94%的果园为酸性土(pH4.5~5.5),77%的果园土壤质量指数(IFI)综合评级较低。针对目前海南荔枝养分投入不合理及土壤退化问题,应尽快采取和推广肥料定额制度,同时提高有机肥和化肥利用效率,推动荔枝产业的绿色发展。

关键词：荔枝养分投入养分平衡化肥减量

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海南火龙果园土壤肥力与根结线虫数量调查

热带生物学报 2024年第2期15卷 182-189页

作者：李娟高翔陈思如武佳敏高伟张洪阮云泽海南大学热带作物学院海口570228 深圳诺普信农化股份有限公司广东深圳518102

为了明确海南岛火龙果园土壤肥力状况和根结线虫危害情况,采集了海南岛68家火龙果园的土壤样品共204份,分析测定了土壤氮、磷、钾、钙、镁等矿质营养元素含量及根结线虫的数量,并采用模糊综合评判法对果园土壤综合肥力状况进行评价,分... 详细信息

为了明确海南岛火龙果园土壤肥力状况和根结线虫危害情况,采集了海南岛68家火龙果园的土壤样品共204份,分析测定了土壤氮、磷、钾、钙、镁等矿质营养元素含量及根结线虫的数量,并采用模糊综合评判法对果园土壤综合肥力状况进行评价,分析了根结线虫数量与土壤养分状况的相关性。结果表明:海南岛火龙果园土壤pH为6.4,整体呈中性或弱酸性;有机质含量为19.9 g·kg^(-1),碱解氮含量为63.9 mg·kg^(-1),速效钾含量为95.8 mg·kg^(-1),均处于缺乏状态,而有效磷、交换性钙含量为丰富及以上等级,交换性镁处于中量水平;土壤pH与有机质、交换性钙、镁含量呈显著正相关,表明维持中性的pH水平有利于土壤有机质的积累,对钙、镁的有效性有重要意义;土壤有机质含量与碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、镁含量呈显著正相关,说明土壤有机质的提高有助于提升土壤基础矿质养分的含量;各火龙果园根结线虫数量差异较大,其中,每100克干中土根结线虫2龄幼虫(J2)数量最多的可达736条,而较少的仅有14条;根结线虫发生轻重情况南北差异较大,整体上北部地区的火龙果园根结线虫数量低于南部地区;土壤pH、有机质、有效磷、交换性钙与根结线虫数量呈正相关。调查结果显示,海南岛火龙果园土壤综合肥力指数处于较高水平。

关键词：海南火龙果园土壤肥力根结线虫数量

砖红壤施硼肥对花生产量和食用品质的影响研究

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土壤学报 2007年第6期44卷 1148-1151页

作者：常春荣廖基兴阮云泽华南热带农业大学农学院海南儋州571737 福建省漳州市诏安县梅州乡超大诏安基地福建漳州363501

花生是我国主要油料作物之一,是油脂加工业和副食品工业以及医疗等行业的重要原料,在国民经济中占有重要地位[1～3].近年来,我国花生的种植面积一般在400万hm2左右,居世界第一位[1～3].

关键词：砖红壤硼肥花生可溶性糖

基于多种方法的菠萝果实质地及食味品质综合评价

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中国农业科学 2023年第15期56卷 3006-3019页

作者：付山梁邺徐玖亮阮云泽罗剑李婷玉海南大学三亚南繁研究院海南大学热带作物学院中国农业大学资源与环境学院海南天地人生态农业股份有限公司

【目的】本研究基于多种研究方法，阐明影响菠萝感官品质的关键质构和理化指标，建立菠萝果实质地及食味品质的综合评价方法，为优良菠萝品种的筛选提供科学支撑。【方法】以7个不同品种的菠萝果实为研究对象，采用感官评价、质构测试... 详细信息

【目的】本研究基于多种研究方法，阐明影响菠萝感官品质的关键质构和理化指标，建立菠萝果实质地及食味品质的综合评价方法，为优良菠萝品种的筛选提供科学支撑。【方法】以7个不同品种的菠萝果实为研究对象，采用感官评价、质构测试和理化分析等方法，结合方差分析和不同维度指标间的相关性分析，明确影响菠萝感官总分的关键质构、理化指标，并进一步采用主成分回归分析法，以筛选出的关键质构特性、理化指标为自变量，感官评价总分为因变量进行回归分析，得到具有统计学意义的预测模型，用于菠萝质地及食味品质综合评价。【结果】不同品种菠萝部分质构属性及理化指标存在较大的差异，如硬度、咀嚼性、最大剪切力、糖酸比、可溶性蛋白、维生素C及可溶性果胶等在品种间的变异系数均大于25%，而弹性、凝聚性等在品种间的变异较小。不同品种菠萝感官总分从高到低依次为‘台农17号’>‘台农16号’>‘台农4号’>‘金菠萝’>‘台农11号’>‘无刺卡因’>‘巴厘’，‘台农17号’的果实质地和食味品质最佳，其固形物含量为16.23%，糖酸比为31.82，可溶性果胶含量为23.72 mg·g-1，咀嚼性为789.77 mJ，硬度和最大剪切力分别为1 826.55 N、3 491.37 N。相关性分析表明，影响感官总分的关键指标包括质构属性中的硬度、咀嚼性、最大剪切力和理化指标中的可溶性固形物、糖酸比及可溶性果胶。利用主成分回归分析方法建立的菠萝感官预测模型决定系数R 2为0.916，标准偏差为0.11。【结论】菠萝品种间质地与食味品质差异大，采用单一评价方法不能准确评价各品种菠萝质地与食味品质。本研究明确了影响整体感官满意度的6个关键分析指标，并建立了基于关键质构和理化指标的菠萝感官预测模型，可以较准确地预测菠萝的质地与食味品质，以弥补人工感官分析中客观性不足的缺陷。

关键词：菠萝感官评价质构属性理化成分相关性分析

海南花岗岩砖红壤^(15)N示踪尿素氮的去向

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热带作物学报 2005年第3期26卷 103-108页

作者：阮云泽唐树梅何秋香吴川德华南热带农业大学农学院海南儋州571737 海南大学农学院海南海口571000 琼海市农业技术推广中心大路推广站海南琼海571425

应用15N示踪技术,研究海南花岗岩砖红壤蕹菜栽培条件下尿素氮的去向。结果表明:在该试验条件下,蕹菜吸收尿素氮的比例随着施氮量的增加而减少,吸收率在22.50%￣43.84%之间,平均吸收率为33.32%,施氮量为2.696kg/(0.09m2)(300kg/hm2)时,... 详细信息

应用15N示踪技术,研究海南花岗岩砖红壤蕹菜栽培条件下尿素氮的去向。结果表明:在该试验条件下,蕹菜吸收尿素氮的比例随着施氮量的增加而减少,吸收率在22.50%￣43.84%之间,平均吸收率为33.32%,施氮量为2.696kg/(0.09m2)(300kg/hm2)时,蕹菜的产量、干重和氮肥利用率最佳;土壤残留量随着施氮量的增加而增加,残留率在24.25%￣47.28%之间,平均残留率为32.68%,残留在土壤中的肥料氮80%以上都分布在0￣40cm土层中,无机氮主要是NH4+-N,施氮量越大,在40cm以下土层中残留尿素氮所占的比例越大;尿素氮的损失率在30.22%￣39.55%之间,平均损失率为34%,其中挥发损失率在0.78%￣28.10%之间,平均挥发损失率为19.11%。

关键词：海南砖红壤 ^15N示踪尿素氮的去向