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防护林建设过程中土壤微生物养分限制与有机碳组分之间的关系

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环境科学 2024年第4期45卷 2342-2352页

作者：徐凤璟黄懿梅黄倩申继凯西北农林科技大学资源环境学院农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室农业农村部西北旱地农业绿色低碳重点实验室杨凌712100

微生物主要通过“体外修饰”和“体内周转”途径影响土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)的累积,而不同的植物输入引起的微生物养分限制对两种土壤有机碳(SOC)组分累积的影响机制尚不清楚.因此,以陕西省米脂县的撂荒地为对照... 详细信息

微生物主要通过“体外修饰”和“体内周转”途径影响土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)的累积,而不同的植物输入引起的微生物养分限制对两种土壤有机碳(SOC)组分累积的影响机制尚不清楚.因此,以陕西省米脂县的撂荒地为对照(CK),测定人工林建设的第3、13、20和37 a的0~5、5~10和10~20 cm土层中SOC、POC和MAOC含量及用于计算养分限制的土壤胞外酶活性,探讨防护林建设过程中SOC积累的微生物养分限制机制.结果表明:(1)ω(SOC)、ω(POC)和ω(MAOC)分别3.14~8.35、0.44~1.87和1.99~6.72 g·kg^(-1);各组分有机碳含量在林地建设第3 a时均显著低于CK(P植物源有机碳累积,且以固氮植物造林将有助于促进稳定的SOC组分增加,提升植被固碳效率.

关键词：防护林建设土壤有机碳(SOC) 颗粒态有机碳(POC) 矿物结合态有机碳(MAOC) 土壤胞外酶活性养分限制

番茄潜叶蛾种群定殖与种群重建及延续能力研究

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中国农业科学 2024年第3期57卷 514-524页

作者：张桂芬万坤潘梦妮王龙黄聪王玉生张毅波冼晓青杨念婉桂富荣刘万学万方浩中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害综合治理全国重点实验室/农业农村部外来入侵生物防控重点实验室农业农村部外来入侵生物预防与控制研究中心云南农业大学植物保护学院湖南农业大学植物保护学院云南农业大学热带作物学院中国农业科学院西部农业研究中心

【背景】番茄潜叶蛾（Tuta absoluta）是一种对番茄等作物最具毁灭性危害的世界检疫性害虫，2017年首次在我国西北新疆伊犁的露地番茄发现，2018年又在我国西南云南临沧的保护地番茄发生，目前已快速传播至我国20余个省级区域。【目的... 详细信息

【背景】番茄潜叶蛾（Tuta absoluta）是一种对番茄等作物最具毁灭性危害的世界检疫性害虫，2017年首次在我国西北新疆伊犁的露地番茄发现，2018年又在我国西南云南临沧的保护地番茄发生，目前已快速传播至我国20余个省级区域。【目的】以成虫为对象在室内笼罩条件下，研究明确番茄潜叶蛾的种群定殖、种群重建及延续能力。【方法】每笼接入不同数量（2、4、6、8、10头）的番茄潜叶蛾成虫（性比1:1），通过评价其产卵量和幼虫孵化率，研究繁殖体数量对番茄潜叶蛾种群定殖能力的影响；以1对成虫（2头，性比1:1）为起始繁殖体数量，通过种群数量动态监测、虫态（龄期）个体数量占比及丰富度指数R评价，研究番茄潜叶蛾的种群重建和延续能力。【结果】以5个繁殖体数量（2、4、6、8、10头，性比1:1）接入番茄潜叶蛾成虫，各繁殖体数量的总计产卵量分别为93.1、194.9、271.3、311.5和400.2粒，差异显著；平均单雌产卵量分别为93.1、97.4、90.4、77.9和80.0粒，差异显著，且繁殖体数量为1♀:1♂、2♀:2♂和3♀:3♂的平均单雌产卵量明显高于4♀:4♂和5♀:5♂；此外，在5个繁殖体起始数量处理中，卵孵化为幼虫的比率均比较高，为91.3%—92.7%；综合分析结果显示，种群定殖能力大小依次为5♀:5♂>3♀:3♂>4♀:4♂>2♀:2♂>1♀:1♂。1对（2头，性比1:1）番茄潜叶蛾成虫即可重新建立种群，约90 d(3个世代)后种群即可达到稳定状态。在168 d（约5个世代）的种群重建和种群延续过程中，仅在最初的0—91 d范围观察到3个较为明显的种群发生高峰（世代），高峰日总计虫量（蛹未予计入）较起始繁殖体数量分别增加77.8、60.5和60.1倍，其中，成虫数量分别增加6.4、4.1和7.7倍；之后，各虫态（卵、1—4龄幼虫、成虫）同时发生，世代重叠现象明显，种群数量趋于稳定并波动增长，总计种群数量持续稳定在96.6—140.6头，不同虫态（龄期）个体数量占比在16.67%上下波动，丰富度指数R稳定在1.011—1.094。【结论】番茄潜叶蛾1对成虫即具有较高的生殖与存活能力，传入的起始繁殖体数量越大，番茄潜叶蛾成功定殖的可能性越大；1头雌虫和1头雄虫即可重新建立种群并使种群得以稳定延续。1对成虫的传入即具有较大的入侵风险并产生足够多的后代以满足种群延续和扩张，因此，在番茄潜叶蛾防控工作中，应加强对该虫的监测预警，并力争在其点片发生期予以灭除。

关键词：番茄潜叶蛾繁殖体数量种群定殖种群重建种群延续虫态(龄期)丰富度

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钝化剂对轻中度镉污染农田的安全利用效果

环境科学 2024年第2期45卷 1098-1106页

作者：王晓晶张东明曹阳吕家珑代允超西北农林科技大学资源环境学院农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室杨凌712100

为研究酸性镉(Cd)污染土壤安全利用问题,以陕西商洛轻中度Cd污染农田为研究对象,分别施加生石灰、生物炭和钙镁磷肥,通过小麦-玉米轮作试验,探究不同用量钝化剂对Cd污染土壤的安全利用效果,筛选出最佳的钝化剂配比.结果表明:(1)通过钝... 详细信息

为研究酸性镉(Cd)污染土壤安全利用问题,以陕西商洛轻中度Cd污染农田为研究对象,分别施加生石灰、生物炭和钙镁磷肥,通过小麦-玉米轮作试验,探究不同用量钝化剂对Cd污染土壤的安全利用效果,筛选出最佳的钝化剂配比.结果表明:(1)通过钝化剂的施加,能不同程度地改善土壤质量.(2)施用钝化剂后,小麦和玉米的籽粒产量均有不同程度地提高.(3)3种钝化剂可有效地提升土壤pH值和降低土壤有效态Cd含量,生石灰2340 kg·hm^(-2)(C3)处理效果最佳,分别增加小麦和玉米土壤pH 1.453和1.717单位,减少有效态Cd含量34.38%和30.20%.(4)施加生物炭1800 kg·hm^(-2)(B2)处理对降低小麦根系、秸秆和籽粒Cd含量效果最好,较CK分别显著降低了53.60%、38.86%和52.96%,其小麦籽粒ω(Cd)降低至0.09 mg·kg^(-1),低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017)中规定的小麦Cd限量值(0.1 mg·kg^(-1));施加生物炭1260 kg·hm^(-2)(B1)处理对降低玉米根系、秸秆和籽粒Cd含量综合效果最佳,较CK分别显著降低43.74%、53.20%和94.57%,其玉米籽粒ω(Cd)降低至0.0019mg·kg^(-1),远低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017)中规定的玉米Cd限量值(0.1 mg·kg^(-1)).因此,在田间试验条件下,综合考虑各项指标的影响,生物炭在轻中度Cd污染的小麦-玉米轮作区农田土壤效果最好.

关键词：轻中度镉污染农田小麦玉米轮作钝化剂安全利用

茶轮斑病拮抗细菌kc-16的抑菌性能及田间防效

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微生物学通报 2024年

作者：杨学宇谭琳沈程文邓玉莲李桂花黄虹胡秋龙湖南农业大学茶学教育部重点实验室湖南农业大学园艺学院湖南农业大学植物保护学院

【背景】茶轮斑病是茶树的主要病害，目前仍以化学防治为主，而化学防治引起的农残与抗药性问题亟待解决，发掘和利用生防微生物资源是保障茶叶安全生产和提高产量的重要举措。【目的】筛选对茶轮斑病菌具有拮抗能力的芽孢杆菌并初步明... 详细信息

【背景】茶轮斑病是茶树的主要病害，目前仍以化学防治为主，而化学防治引起的农残与抗药性问题亟待解决，发掘和利用生防微生物资源是保障茶叶安全生产和提高产量的重要举措。【目的】筛选对茶轮斑病菌具有拮抗能力的芽孢杆菌并初步明确该拮抗菌的抑菌性能及其对茶树的田间防病促生效果，为茶轮斑病菌生防技术开发提供支持。【方法】利用平板对峙法筛选对茶轮斑病菌具有拮抗效果的细菌菌株；通过形态特征、生理生化特征结合16S rRNA对筛选所得拮抗菌进行种属鉴定；利用不同检测平板分析产真菌细胞壁裂解酶的特性，通过平板对峙试验测定菌株kc-16不同类型代谢产物对茶轮斑病病原菌的抑制能力，同时测定菌株kc-16对其他9种常见植物病原真菌的拮抗率以确定其广谱抑菌能力，最后进行田间试验评价kc-16对茶轮斑病的防治和对茶树的增产效果。【结果】筛选到一株对茶轮斑病菌有较好抑制效果的菌株kc-16，抑菌率为79.62%±0.82%。经生理生化特征比对与16S rRNA基因序列同源性分析，将菌株kc-16鉴定为枯草芽孢杆菌沙漠亚种(Bacillus subtilis subsp. inaquosorum）；该菌具有固氮与解磷能力，但不具有解钾能力；能够分泌蛋白酶、纤维素酶、β-1，3葡聚糖酶和几丁质酶，此外，其对9种病原真菌均有不同程度的抑制效果，抑制率从47%到81%不等。同时，其胞外抑菌物质均对茶轮斑病病原菌有抑制作用，无菌滤液、蛋白粗提物、挥发性物质和非挥发性物质平板抑制率分别为69%、58%、48%、79%；田间实验表明枯草芽孢杆菌沙漠亚种对茶树有良好的防病促生效果，在显著降低茶轮斑病发病率的同时，使茶叶鲜重(1芽1叶）相较空白对照提升了25%。【结论】枯草芽孢杆菌沙漠亚种对茶轮斑病菌有较好的抑制效果，同时对茶树也有较好的促生效果，具有潜在的应用价值。同时本研究结果为该菌株的后续研究和其在防治植物病害方面的应用提供了理论支撑。

关键词：茶轮斑病枯草芽孢杆菌沙漠亚种生物防治促生

丁子香酚对人参黑斑病菌的抑制活性及其作用机制研究

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农药学学报 2024年第3期26卷 619-624页

作者：郭鸶怡马榕李思奇李自博朴静子周如军沈阳农业大学植物保护学院沈阳110866

黑斑病是人参上最重要的真菌病害之一,严重影响人参的产量与品质。本文采用菌丝生长速率法和孢子萌发法,研究了丁子香酚对人参黑斑病菌的抑制活性,并评价了对病菌相对电导率、丙二醛含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明:丁子香酚对人参... 详细信息

黑斑病是人参上最重要的真菌病害之一,严重影响人参的产量与品质。本文采用菌丝生长速率法和孢子萌发法,研究了丁子香酚对人参黑斑病菌的抑制活性,并评价了对病菌相对电导率、丙二醛含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明:丁子香酚对人参黑斑病菌的抑制作用显著,0.30 mg/mL时,对菌丝生长和孢子萌发的抑制率分别高达90.14%和94.40%;丁子香酚处理病原菌菌丝12 h后,其相对电导率和丙二醛(MDA)含量明显升高,分别为66.18%和1.83nmol/g;抗氧化酶过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性峰值出现在24 h,分别为379.80、38.80和305.10 U/g。丁子香酚能够破坏细胞膜完整性、增强膜脂质过氧化反应、促使活性氧大量积累,从而诱导细胞死亡,发挥抑菌功能。本研究可为丁子香酚在人参黑斑病绿色防控中的合理应用提供参考,同时为人参黑斑病防控增加了用药选择。

关键词：丁子香酚人参黑斑病菌抑菌活性生理生化机理

中国城乡交错带土壤-农作物重金属污染的Meta分析

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环境科学 2024年第8期45卷 4766-4779页

作者：白宗旭杨雳王宏蕾陈涛西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室杨凌712100

受人类活动的影响,城乡交错带农田土壤重金属污染问题十分突出.准确掌握城乡交错带土壤-农作物重金属的污染特征,对保障食品安全与促进社会可持续发展具有重要意义.现有的农田土壤重金属污染研究大多基于小尺度、小范围实地监测,已有的... 详细信息

受人类活动的影响,城乡交错带农田土壤重金属污染问题十分突出.准确掌握城乡交错带土壤-农作物重金属的污染特征,对保障食品安全与促进社会可持续发展具有重要意义.现有的农田土壤重金属污染研究大多基于小尺度、小范围实地监测,已有的全国尺度研究并不能很好地反映出城乡交错带这一特殊界面的污染特点.通过收集整理已公开发表文献,基于Meta分析探究了中国城乡交错带土壤-农作物系统的重金属污染现状,在此基础上对特定地区主要作物重金属的人类健康风险进行评估.结果显示,我国城乡交错带农田土壤重金属累积显著,其中Cd(I_(geo)=0.89)污染最为突出,其空间分异特征明显;从不同耕地类型来看,水田和水浇地更易发生重金属积累;从不同城市等级来看,中、小城市的土壤重金属累积较为突出;对于城乡交错带农作物而言,Pb和Cd的超标率在水稻(39.64%和28.25%)和小麦(42.72%和27.72%)中最高;作物重金属健康风险评估结果显示,Cd是构成人体健康风险的主要元素,且对儿童和成人构成一定的非致癌风险和不可接受的致癌风险.

关键词：城乡交错带土壤农作物重金属 Meta分析

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中国农田土壤重金属污染分析与评价

环境科学 2024年第5期45卷 2913-2925页

作者：杨雳白宗旭薄文浩林静杨俱佳陈涛西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室杨凌712100

为掌握中国农田土壤八大重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)的污染现状,探究其时空变化和在不同耕地类型之间的差异,通过中国知网和Web of Science收集并整理了2005~2021年449篇相关文献数据,采用基于“样点数”、“研究区面... 详细信息

为掌握中国农田土壤八大重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)的污染现状,探究其时空变化和在不同耕地类型之间的差异,通过中国知网和Web of Science收集并整理了2005~2021年449篇相关文献数据,采用基于“样点数”、“研究区面积”和“标准差”的加权方式进行Meta分析.结果显示,中国农田土壤八大重金属的含量平均值为:ω(As)11.00 mg·kg^(−1)、ω(Cd)0.3502 mg·kg^(−1)、ω(Cr)62.91 mg·kg^(−1)、ω(Cu)28.87 mg·kg^(−1)、ω(Hg)0.1351 mg·kg^(−1)、ω(Ni)28.91 mg·kg^(−1)、ω(Pb)34.67 mg·kg^(−1)和ω(Zn)90.24 mg·kg^(−1).与土壤背景值相比,中国农田土壤中各重金属元素(除As外)均存在一定累积,其中Cd和Hg的累积量最大,分别超过对应土壤背景值177.9%和340.3%.污染评价结果表明,我国农田土壤重金属污染以Cd和Hg为主,人类活动是造成其在土壤中累积的主要影响因子;从时空变化上看,云贵高原和东部沿海是污染案例最集中的区域,污染重心随时间变化由长江中游向西南地区偏移;不同耕地类型之间土壤重金属含量存在差异,蔬菜地和水田中重金属的累积量明显大于其他耕地类型.

关键词：中国农田土壤重金属空间分布污染评价 Meta分析

不同土地利用方式下土壤有机质分子组成变化的整合分析

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环境科学 2024年第5期45卷 2848-2858页

作者：黄世威赵一锴朱馨雨刘贺雷刘姣姣陈稍陈佳永张阿凤西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室杨凌712100

利用生物标志物研究土壤有机质(SOM)分子组成可用于分析有机质的来源及降解,从分子层面揭示土壤有机碳(SOC)的稳定机制.为了进一步明确不同土地利用方式对土壤有机质分子组成的影响,通过对已发表的研究数据进行整合分析,研究了全球尺度... 详细信息

利用生物标志物研究土壤有机质(SOM)分子组成可用于分析有机质的来源及降解,从分子层面揭示土壤有机碳(SOC)的稳定机制.为了进一步明确不同土地利用方式对土壤有机质分子组成的影响,通过对已发表的研究数据进行整合分析,研究了全球尺度上农田、草地和森林这3种土地利用方式下有机质分子组成(游离脂质、角质、木栓质和木质素)的变化.结果表明,不同土地利用方式下有机质分子组成有明显差异,森林土壤游离态脂类(烷烃、烷酸、烷醇和环脂)、角质和木质素酚含量显著高于草地和农田,草地和森林土壤的木栓质含量无显著差异,草地木栓质与角质的比值最高,平均为2.96,农田和森林平均分别为1.68和2.21.农田土壤的丁香基的酸醛比(Ad/Al)S和香草基的酸醛比(Ad/Al)V最大,分别为1.25和1.58,显著高于草地(0.46和0.69)和森林(0.78和0.7).且相关性分析结果表明,农田土壤中,木栓质与年均降雨量(MAP)和黏粒呈显著相关,角质与黏粒呈显著相关,木质素与年均温度(MAT)、MAP、砂粒和容重呈显著相关;草地土壤中,总游离脂质与MAP和容重呈显著相关,木栓质和角质均与MAT和MAP呈显著相关,木质素与MAP、pH、砂粒和容重呈显著相关;森林土壤中,仅木质素与MAP和砂粒呈显著相关.总体而言,3种土地利用方式下,森林土壤中有机碳和各分子组分含量均较高,草地土壤中植物根系对于土壤有机质的贡献更大,农田土壤中,由于人为耕作活动而加速了木质素的降解.未来研究应进一步关注土壤理化性质和气候条件对于有机质分子组成的调控.

关键词：土地利用方式生物标志物土壤有机质分子组成脂类木质素

花生白绢病菌拮抗细菌的分离鉴定及其温室抑菌促生效果

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农药学学报 2024年第2期26卷 337-347页

作者：李爽张志钒高飞赵特杜鹏强周琳河南农业大学植物保护学院郑州450046

由齐整小核菌Sclerotium rolfsii Sacc.侵染引起的土传真菌性病害——花生白绢病,严重威胁花生的生产。为挖掘对花生白绢病有较好防治效果的拮抗细菌,利用稀释涂布法从感染***的植株根际土壤中分离得到570株细菌,采用平板对峙法筛选出32... 详细信息

由齐整小核菌Sclerotium rolfsii Sacc.侵染引起的土传真菌性病害——花生白绢病,严重威胁花生的生产。为挖掘对花生白绢病有较好防治效果的拮抗细菌,利用稀释涂布法从感染***的植株根际土壤中分离得到570株细菌,采用平板对峙法筛选出32株***拮抗细菌,结合16S rRNA基因序列、形态学及生理生化特征,确定细菌的分类学地位。通过***与拮抗细菌的发酵液共培养和盆栽试验结果表明:在所筛选的32株拮抗细菌中,4株细菌HNZZ23、HNKF5、HNXX14和HNXX169对***的抑制时间长,抑制效果好,其发酵液对***菌丝生长的抑制率分别为85.30%、85.88%、85.16%和91.00%,对***菌核萌发的最大抑制率分别为100%、85.33%、82.67%和93.33%。菌株HNZZ23和HNXX14的发酵液对盆栽花生白绢病的防治效果分别为30.50%和25.73%,且菌株HNZZ23对花生植株的生长具有显著的促进作用。经分类学鉴定,菌株HNZZ23、HNKF5、HNXX14和HNXX169分别为萎缩芽孢杆菌Bacillus atrophaeuse、短小芽孢杆菌***、铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa和枯草芽孢杆菌***。本研究结果表明,感病花生根际细菌HNZZ23、HNKF5、HNXX14和HNXX169对花生白绢病原菌***具有良好的拮抗作用和生防潜力,可为花生白绢病的生物防治提供优质菌种资源。

关键词：花生白绢病齐整小核菌拮抗细菌生物防治花生促生作用