综合改良对农田栽参土壤微生态环境的改善研究

该文研究综合改良措施对农田栽参土壤微生态环境的影响,建立农田土壤改良的标准流程,以保证农田栽参的顺利开展。研究采用土壤消毒、绿肥回田和施肥改土相结合处理传统农田,通过观测土壤的理化性状、细菌群落多样性及人参生长指标等因素,发现综合改良措施可显著增加0~30 cm土层有机质含量,降低土壤容重,增加0~20 cm土壤营养元素含量,改变土壤细菌群落的多样性及组成,提高农田参苗存苗率,促进了人参生长。该研究表明土壤消毒、绿肥回田结合施肥改土的综合措施可有效改善农田土壤微生态环境,为农田栽参顺利开展提供参考。     

农田栽参的研究进展及优势分析

农田栽参是生态友好型人参栽培模式,可以保障人参产业的可持续发展。本研究对农田栽参中土壤改良和栽参技术进行了综述,探讨了物理消毒、化学消毒、施肥改土、绿肥回田的措施对参地微生态环境的改善作用,并且介绍了人参栽培的新品种,阐述中国与日韩两国在人参栽培模式方面的差异及人参栽培过程中发现的主要病虫害及其防治策略。本研究对农田栽参模式的推广具有指导意义,为人参产业的健康发展提供依据。     

不同地块人参根区土壤微生物群落组成及其多样性分析

目的:分析土壤微生物群落组成及其多样性与土壤理化性质的相关性,揭示不同地块人参锈腐病发病率与土壤微生态差异的关系。方法:以人参根区土壤为研究对象,采用高通量测序技术,对农田健康、农田病重、林地健康、林地病重等4组人参根区土壤细菌的16S r RNA基因序列和真菌ITS序列进行测序。结果:人参根区土壤微生物细菌OTU数量大于真菌,说明细菌群落占主导地位;影响土壤微生物群落组成的重要因素是土壤p H和交换性铝;细菌中黄单胞菌属Xanthomonadaceae可能是导致本研究中病重组发病较重的原因之一;无论农田还是林地,真菌中的土赤壳属Ilyonectria的病原菌在病害组的相对丰度均显著高于健康组,其可能是导致土壤微生态失衡、土壤质量下降,进而引起人参锈腐病发生的主要原因。结论:揭示了健康和病害人参根区土壤微生物群落组成多样性的差异,阐明了土壤质量与土壤微生物差异之间的关系,为人参种植中科学合理选地奠定理论基础。     

外源添加镰刀菌和木霉菌对农田栽参土壤真菌群落的影响

目的 探究外源添加镰刀菌和木霉菌对农田栽参土壤真菌群落多样性和碳代谢功能多样性的影响。方法 通过Illumina HiSeq 2500高通量测序和Biolog-ECO联用技术，分析不同处理农田栽参土壤真菌群落物种多样性和功能多样性。结果 高通量测序结果显示，添加外源微生物后，农田栽参土壤的微生物数量和种类显著改变，相对丰度>1%土壤真菌类型分别为被孢霉属（Mortierella sp.）、镰刀菌属（Fusarium sp.）、腐质霉属（Humicola sp.）和拟青霉属（Simplicillium sp.）真菌，其中各处理组被孢霉属均显著升高；外源添加镰刀菌可引起腐质霉属和拟青霉属等真菌增加，添加高浓度木霉菌能显著抑制镰刀菌的生长；由Biolog和主成分分析可知，外源添加高浓度木霉菌组的平均颜色变化率（AWCD）显著高于对照组和镰刀菌低浓度组，且对氨基酸、羧酸、多聚物及胺类的利用能力增强，而外源添加高浓度镰刀菌组（LG）土壤微生物代谢活性降低，且两者土壤微生物对酚酸类碳源的利用程度均无显著提高。结论 外源添加镰刀菌协同引起其他致病真菌的生长繁殖，外源添加木霉菌有利于增强农田栽参土壤真菌群落结构和代谢多样性，抑制镰刀菌增殖，改善农田栽参土壤微生物环境。     

“四大怀药”地黄、牛膝、山药、菊花的无公害栽培体系研究

产于古怀庆府一带的道地药材地黄、牛膝、山药、菊花,习称"四大怀药"。由于老产区土壤质量下降、产区面积萎缩、品种退化、病虫害严重及滥用化肥农药等问题突出,导致生产的药材农残及重金属超标严重。为解决以上问题,本研究对"四大怀药"的无公害栽培技术进行探讨,提出利用GIS生态适宜性区划系统指导栽培选地、结合"土壤消毒+绿肥回田+菌剂调控"的土壤复合改良措施整地、利用现代育种技术开展抗性品种选育、制定种子种苗标准、实行有机肥为主的"基肥+追肥+叶面肥"的施肥模式以及病虫害的综合防治等关键技术为一体的"四大怀药"无公害栽培体系,该体系可为无公害"四大怀药"的生产提供指导,同时为其他中药材的无公害栽培体系提供参考。     

无公害人参农田栽培技术规范及标准

随着毁林栽参在我国被禁止,农田栽参将成为人参种植产业发展的主要模式。为建立无公害人参农田栽培技术体系,减少药材农残及重金属含量,本文在多年农田栽参研究基础上,结合国内外农田栽参种植基地调研结果,制订了无公害人参农田栽培技术规范和药材农残重金属及有害元素限量标准。提出了依据GIS指导生态适宜性栽培选地,分子标记技术辅助抗性品种选育,利用绿肥进行土壤改良,精细种植及田间管理,进行无公害病虫害综合防治,发布无公害人参农残及重金属团体标准等。本文为无公害人参农田栽培产业的健康可持续发展提供科学依据。     

人参无公害农田栽培技术体系及发展策略

随着国家对伐林栽参可用林地的逐步限制,农田栽参将成为人参种植产业发展的主要模式,而无公害生产是未来人参产业发展的重要方向。通过多年农田栽参研究数据及产区调研结果,该文制订了人参无公害农田栽培技术体系。该体系包括人参生态适宜性数值区划确定农田栽参栽培用地、无公害种植方法、田间管理、病虫害防治、采收加工及质量控制等内容。该文提出农田栽参土壤修复,建立病虫害综合防治平台,培育适宜农田栽培的抗逆新品种,建立人参无公害种植产地溯源系统等技术策略,以促进农田栽参种植产业的健康可持续发展。     

西洋参农田栽培施肥改土初步研究

本文分析了西洋参农田栽培施肥改土对土壤性状、参苗生长发育的影响及增产效果,并提出了施肥改土的方法。     

人参根际真菌群落多样性及组成的变化

连作障碍导致人参减产减收,影响人参产业的可持续发展。土壤真菌群落参与关键生态过程,其多样性及组成的变化与连作障碍相关。该研究采用高通量测序技术,分析人参根际土壤真菌群落多样性及组成的变化,阐述人参栽培模式对根际微生态的影响,为克服连作障碍提供策略。与森林土壤相比,人参根际土壤微生物多样性增加,且随着种植年限的增加,多样性增加趋势下降;真菌群落Sordariomycetes,Alatospora,Eurotiomycetes,Leotiomycetes,Saccharomycetes,Mucorales,Pezizomycetes的丰度增加。皮尔森相关分析表明,土壤理化指标影响人参根际真菌群落的丰度,pH与Dothideomycetes和Alatospora的丰度显著相关,有效钾含量与Dothideomycetes,Alatospora,Mucorales的丰度显著相关,土壤总氮含量与Sordariomycetes,Mucorales的丰度显著相关。结果表明,施肥是影响人参根际微生态的关键因素之一,优化施肥体系是克服人参连作障碍的有效途径之一。     

外源人参三萜皂苷对新林土中土壤微生物群落的影响

人参皂苷不仅是人参主要的药用活性物质,而且人参皂苷是人参化感作用的主要化感物质,其在人参植株生长及生态适应性方面发挥重要作用。为了研究人参皂苷对土壤微生物群落的影响,采用外源添加的方式研究人参总皂苷对新林土中微生物群落动态的影响,分析新林土中微生物群落代谢活性的变化趋势,探讨人参皂苷对土壤微生物群落的生态学效应。与对照相比,加入人参总皂苷10 d和40 d后新林土中土壤微生物群落的代谢活性均显著高于对照组,处理10 d后土壤微生物群落多样性指数除了均匀度指数(E)外,其他多样性指数随皂苷浓度升高呈现出先升高后降低的趋势,其中,低浓度处理碳源利用丰富度指数(S)与对照相比差异显著。后期除了均匀度指数(E)外,其他多样性指数高于对照。人参总皂苷可改变新林土中土壤微生物群落的组成和代谢活性,人参皂苷在土壤中的积累可以改变土壤微生态环境从而影响人参生长。     

Influence of Panax ginseng Continuous Cropping on Metabolic Function of Soil Microbial Communities

Objective To investigate the influence of Panax ginseng continuous cropping on the carbon substrate metabolic activity of microbes in soils sampled from Dafang,Huangni,and Wulidi in Jilin Province,China.Methods Soil metabolisms of soil communities were characterized by community level physiological profiles using BIOLOGTM EcoPlate.Results Soils sampled from the three sites were analyzed and their metabolic activities were compared.Principal component analysis explored the significant variance in metabolic function of microbial communities in soils,though the Shannon index and the evenness index of them were similar.Futhermore,two principal components(PC1 and PC2),which contributed 67.83% and 10.78% of total variance,were extracted respectively.And also,substrates significantly correlated with PC1 and PC2 at the three sampling sites were identified.Conclusion Characteristic of soil is the primary factor influencing microbial communities,and P.ginseng continuous cropping has significant influence on microbial community.Though soil samples show similar microbial metabolic profiles,microbial communities in rhizosphere soil are changed obviously during the cultivation of P.ginseng,which would finally result in the unbalance of microbial community.Phytopathogens would gradually be the predominants in rhizosphere soil and make P.ginseng sick.     

三七持续种植关键技术

针对三七产业存在的技术瓶颈,本文聚焦三七新品种选育、连作障碍克服、标准体系建立等方面,采用生物技术、信息技术等手段,从产区选择、田间管理、收获储藏等过程实现数字化、网络化,解决三七种植中精准选址、品种选育、土壤改良、施肥管理、病害防控等关键问题,实现三七栽培的精准化及最优化,建立了三七 持续种植复合技术体系,该体系包括：三七抗病新品种的选育、土壤复合改良技术、三七栽培技术及质量追溯技术。获得首个三七抗病新品种,为其持续种植提供可行性前提。建立三七连作土壤复合改良技术并应用于大 田,连作土壤的修复及改良为三七持续种植提供保障。发布了首个无公害三七质量标准,为其高品质树立规 范。完成了品质溯源体系,保障了三七的质量可控。该复合技术体系为其它中药材精细栽培提供借鉴。     

不同种植模式下黄连根际土壤理化特性及细菌群落结构变化

自然林下种植和人工搭棚种植是目前黄连大生产上主要的种植模式,研究这2种种植模式对根际土壤理化性质及细菌群落结构的影响,有助于深入了解黄连土壤健康状况,为土壤改良及黄连生态种植提供科学依据和理论指导。该研究采用高通量测序技术对2种模式下一至五年生黄连根际土壤中细菌群落进行测定,分析了土壤细菌的alpha多样性、群落组成、群落结构差异以及土壤理化性质与细菌群落的关系。结果表明,在2种种植模式下,细菌多样性都是随种植年限的增加呈现增加、减少再增加的动态变化过程。将不同种植模式下同一年生黄连根际土壤相比,自然林种植模式下一年生黄连土壤细菌的多样性显著低于人工搭棚;2种种植模式下,二至五年生黄连根际土壤细菌多样性无显著性差异。在自然林种植模式下共计检测到53个门、60个纲、140个目和266个科;人工搭棚模式下共计检测到54个门、65个纲、140个目和264个科。在这2种种植模式下,丰度前10的优势细菌门占90.14%~93.29%,未被鉴定的细菌门占3.15%~3.92%。2种种植模式下群落丰度前10的优势细菌门种类相同,分别是变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、疣微菌门、芽单胞菌门、厚壁菌门和蓝细菌门,但在丰度排序上存在差异。MetaStat分析结果表明,在人工搭棚模式下黄连根际土壤中的芽单胞菌门丰度显著高于自然林种植模式(P<0.05)。不同种植模式下相同年份黄连根际土壤细菌群落结构分析结果表明:一至四年生黄连根际土壤细菌群落结构存在显著差异,其中一年生样品之间的差异最大;随着种植年限增加,差异有逐渐减小的趋势;五年生样品之间细菌群落结构已无显著差异。细菌群落结构与土壤理化性质的RDA分析表明,环境因子对黄连根际土壤细菌的影响力由大到小依次为:pH>速效磷>全磷>全钾>容重>全氮>速效氮>有机质。     

石柱黄连根腐病根际土壤细菌微生态研究

该研究应用Illumina Hiseq 2500高通量测序平台,分析了未种植黄连土壤、黄连健株及病株根际土壤的细菌种群丰富度及多样性变化,并结合土壤养分及酶活变化检测,对黄连根腐病产生的机制进行了深入探讨。高通量测序显示,栽培黄连造成了土壤细菌种群的丰富度的显著降低(P0.05)和细菌种群多样性的降低;罹患根腐病的黄连植株根际土壤细菌的种群丰富度要显著低于未种植和健康黄连土(P0.05),种群多样性要显著低于未种植黄连土样(P0.05),但与健株土样之间差异不显著。对土壤的养分及酶活测定结果表明,栽培黄连造成了土壤pH、有效磷、脲酶活性的显著降低,蔗糖酶活性的显著升高(P0.05);根腐病土样中有机碳的含量、碱解氮、过氧化氢酶和脲酶活性显著低于健康土样,速效磷和速效钾含量显著高于健康土样(P0.05)。综合分析表明,栽培黄连造成了土壤中细菌种群丰富度和多样性的降低;病株土样中,细菌种群丰富度的显著降低和种群多样性的降低,有可能是导致黄连根腐病产生的一个重要原因,此外,土壤有机碳和过氧化氢酶活性的显著减低,也许是导致黄连根腐病发生的一个诱因。     

Influence of Allelochemicals on Microbial Community in Ginseng Cultivating Soil

Objective To study the influence of allelochemicals such as benzoic acid, diisobutyl phthalate, diisobutyl succinate, palmitic acid, and 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl) propane on the microbial community of ginseng cultivating soil. Methods Soil samples were sprayed with five allelochemicals (100 mg/L) and their mixture (20 mg/L), respectively. Carbon metabolic ability variances were analyzed by Biolog method and genetic polymorphism variance was analyzed by RAPD method. The Nei’s genetic diversity index and Shannon’s information index were calculated. Results Significant differences in carbon metabolic activity were found between allelochemical-treated soils and control. Further analysis indicated that although the carbon-utilizing ability and genetic polymorphism of soils treated with di-isobutyl phthalate, di-isobutyl succinate, and allelochemical mixtures were lower than those of the other treatments, genetic similarities of soils treated with di-isobutyl phthalate, diisobutyl succinate, and allelochemical mixtures were much higher than those of the other treatments. Conclusion Allelochemicals significantly declined the genetic diversity and carbon metabolic activity of microorganisms in newly reclaimed forest soil for ginseng cultivation.