为揭示间作体系中土壤微生物对根系分泌物的响应机制，设计桶栽试验，于2020-2021年在江西农业大学科技园种植冬季作物，探索紫云英与油菜间作根系分泌物与土壤微生物群落变化的互作机制。结果显示，紫云英和油菜不同种植模式下根系分泌物特征差异明显，与单作紫云英相比，间作显著增加了单糖类化合物含量，降低神经递质类化合物含量。氨基酸、单糖、神经递质类等化合物与土壤微生物显著相关，其中，单糖类化合物与酸杆菌门、绿弯菌门等微生物呈显著正相关；神经递质类化合物与绿弯菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、蓝藻细菌等微生物呈显著正相关。紫云英单作（A）、油菜单作（R）和紫云英与油菜间作（AR）3种模式的相关性结果显示，油菜单作模式下分泌物与微生物的相关性和整体结果差异最大，同时，紫云英单作和油菜单作模式下单糖类化合物与酸杆菌、绿弯菌均没有显著相关性，而紫云英与油菜间作模式下单糖类化合物与酸杆菌、绿弯菌呈极显著正相关。紫云英与油菜间作模式中酸杆菌群落相对丰度显著高于紫云英单作，微生物覆盖度指数也显著大于紫云英单作。因此，根系分泌物很可能是紫云英和油菜间作改变土壤微生物群落结构的重要因素，单糖化合物在这个过程中发挥了主要作用。

【目的】分析不同外源有机物料(稻草、葡萄糖)及氮素投入对紫云英季土壤固氮微生物的调控作用,为我国南方紫云英-水稻轮作体系中秸秆还田及化肥减施增效提供支持。【方法】采用盆栽试验,共设7个处理,即CK(对照,不添加有机物料和氮)、稻草等量添加并配施不同量氮素(分别表示为Rs、RsN1和RsN2,对应C/N比分别为66、25和13);等秸秆碳量添加葡萄糖并配施不同量氮素(即Glc、GlcN1、GlcN2)、调整C/N比与秸秆添加相应处理保持一致。采集紫云英快速生长期土壤样品,利用Illumina Miseq PE300高通量测序和绝对定量PCR技术分析固氮功能基因nifH及固氮微生物群落特征。【结果】单独添加外源秸秆或葡萄糖处理的土壤C/N与对照无明显差异,但增施氮肥后C/N比呈下降趋势,GlcN2处理土壤C/N显著低于对照;对于土壤速效养分,Rs和RsN1处理土壤NO3--N含量与CK类似,但RsN2处理明显增加了60%;而添加葡萄糖处理土壤NO3--N含量整体较高(增幅为35%—79%);稻草单独添加或与氮素配施对土壤速效磷含量无明显影响,添加葡萄糖处理则显著降低其含量,降幅为16%—24%,但不同氮水平之间无明显差异。不同处理土壤nifH基因拷贝数为80.4×106—140.5×106 g-1土,稻草和葡萄糖添加处理nifH基因拷贝数较CK呈增加趋势,而增施氮素后有所下降。外源碳、氮添加导致固氮微生物α-多样性较CK整体降低,但α-多样性对氮素的响应因碳源种类而异,即稻草添加后增加氮素供应(RsN1和RsN2)处理土壤固氮微生物物种数目和Chao 1指数较Rs显著降低,降低幅度分别为6%—11%和13%—15%,而添加葡萄糖后增施氮肥则对α-多样性有一定促进作用。PCoA结果显示土壤固氮微生物群落结构主要因碳源种类差异而聚集为不同组别,受氮水平供应的影响相对较小。属水平上不同物种对外源碳、氮添加的响应存在明显差异:慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)相对丰度最高,而外源碳、氮添加后较CK明显降低,且稻草添加处理的降低幅度(12.3%—19.7%)小于葡萄糖添加处理(31.6%—40.5%);第二优势菌属(地杆菌,Geobacter)对碳源添加的响应趋势与Bradyrhizobium相反,与CK相比,葡萄糖添加处理Geobacter相对丰度的增加幅度(170%—270%)明显大于秸秆添加处理(25.0%—54.6%)。同时,多元回归树、RDA及相关性分析表明土壤固氮微生物丰度、多样性和群落结构组成主要受土壤NO3--N和速效磷的影响较大。【结论】氮素供应对固氮微生物多样性和群落结构的调控作用受碳源种类(或秸秆和葡萄糖中碳源有效性差异)影响;同时,不同碳源添加后造成土壤速效磷含量的差异也可能是影响紫云英季土壤固氮微生物群落组成的重要环境因子。

采用盆栽试验,研究水稻田土壤施用不同类型除草剂后对紫云英养分吸收利用和土壤微生物种群以及土壤酶活性的影响。结果表明:与不施用除草剂(CK)相比,施用乙草胺和吡嘧磺隆后均显著增加土壤中细菌和放线菌的数量,降低紫云英植株中含磷量;施用吡嘧磺隆后显著降低紫云英植株中氮、钾含量和土壤中真菌数量以及紫云英干物质累积量;施用乙草胺后主要影响土壤中多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性;施用吡嘧磺隆后则主要影响土壤中脲酶活性。结论:在本试验条件下,与施用除草剂吡嘧磺隆相比,施用乙草胺能为紫云英作物提供更适宜的土壤微生态环境,从而有利于其吸收利用土壤养分。

【目的】探讨紫云英根分泌物对难溶性磷活化、吸收能力,以及不同紫云英基因型对难溶性磷活化差异。【方法】采用Hoagland营养液培养并收集紫云英根分泌物,经旋转蒸发仪减压、浓缩后,进行难溶性磷活化试验,利用高效液相色谱(HPLC)测定分泌物中有机酸成分及含量。【结果】缺磷胁迫下,不同基因型紫云英根半径减少,而根冠比和根比表面积较供磷有显著提高。紫云英根系分泌的有机酸有草酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸等,但主要为草酸;缺磷条件下,不同基因型紫云英分泌草酸存在显著差异,且各有机酸分泌量显著高于供磷时的分泌量。闽紫1号、浙紫5号和闽紫6号分泌的各种有机酸量明显高于余江大叶和弋江籽分泌的量。缺磷和供磷下,紫...

【目的】探究绿肥混播对稻田土壤N_2O的减排效果和机制，筛选既高产稳产，又减排的适合南方双季稻区发展应用的绿肥混播种植模式。【方法】比较不同紫云英与油菜混播比例（单播紫云英（CK1）、单播油菜（CK2）)、3/4紫云英+1/4油菜（3/4M+1/4R）、1/2紫云英+1/2油菜（1/2M+1/2R）、1/4紫云英+3/4油菜（1/4M+3/4R））对稻田N_2O排放规律及相关功能基因的影响。【结果】（1）作物种类影响N_2O排放。各处理的N_2O排放规律基本一致，其中冬作季N_2O排放主要集中在冬季绿肥的盛花期，早晚稻季主要集中在水稻的分蘖、灌浆和成熟期。总体来看，稻田N_2O排放主要集中在水稻季，早稻季的N_2O排放量低于晚稻季；2018年稻田N_2O排放通量总体比2019年高。（2）各处理的早稻N_2O累积排放量差异均不显著。连续两年单播处理的N_2O累积排放量低于混播各处理，其中2019年处理CK1最低，处理3/4M+1/4R的N_2O周年累积排放量在各混播处理中最低。（3）整体来看，晚稻土壤的amo A-AOA和amoA-AOB基因拷贝数比早稻要高，amo A-AOA基因拷贝数比amo A-AOB高1—2个数量级。晚稻的土壤nirS、nir K、nosZ基因拷贝数比早稻要高，其中nir S基因拷贝数比nir K和nosZ高1—2个数量级。紫云英与油菜混播提高了土壤amo A-AOA和amoA-AOB基因丰度，amoA-AOA基因为优势功能基因，而且提高了土壤nir S、nir K、nosZ基因丰度，nirS基因占主导地位。反硝化基因拷贝数比硝化基因拷贝数高1—3个数量级，反硝化作用对N_2O排放贡献更大。【结论】“3/4紫云英+1/4油菜-早稻-晚稻”种植模式在保证高产和高肥力的情况下，N_2O排放量相对较低，是较理想的种植模式。

为研究花生根系分泌物对根际微生物群落功能多样性的影响,通过向土壤中添加花生根系分泌物溶液的方法,研究了不同浓度的外源花生根系分泌物对土壤微生物量碳(MBC)、微生物商(q MB)、基础呼吸(BRC)和代谢商(q CO2)的影响,并利用Biolog技术研究了土壤微生物群落功能多样性的变化。结果表明:施入不同浓度花生根系分泌物后土壤MBC和BRC呈现显著性差异,其中,BRC随浓度升高而呈上升趋势,当施入高浓度根系分泌物时达到最大值,较CK提高21.15%;MBC的变化趋势为:高浓度>中浓度>CK>低浓度,其中高浓度处理比CK提高11.55%,低浓度处理较CK降低2.16%。只有在高浓度根系分泌物处...

为了探明稻虾共生模式中虾对水稻生长的促进作用，实验以红螯螯虾为养殖对象，比较了稻虾共生和水稻单作两种模式下结实期水稻根系分泌物（有机酸、氨基酸和酚酸）和微生物群落结构的差异。结果显示，稻虾共生模式显著增加了结实期水稻根系苹果酸、酒石酸、马来酸、异亮氨酸、丝氨酸以及总有机酸和总氨基酸的分泌量，分别较对照组提高了29.07％、61.84％、10.8％、136.11％、218.54％、21.50％和12.69％；对羟基苯甲酸、香豆酸及酚酸总量降低了20.38％、25.5％和9.48％。在结实后期，稻虾共生模式在门水平上显著增加了Methylomirabilota和Latescibacterota的丰度，分别提高了101.11％和48.86％；在属的水平上，稻虾共生模式显著提高了Vicinamibacterales-norank和Latescibacterota -norank的丰度，分别较对照组提高了22.96％和48.23％。相关性分析表明根系分泌的有机酸和酚酸总量皆与绿弯菌门（Chloroflexi）和放线菌门（Actinobacteriota）呈显著负相关，酒石酸、异亮氨酸、丝氨酸及总有机酸与放线菌门也呈显著负相关，酒石酸和丝氨酸与Vicinamibacterales-norank呈显著正相关。研究表明，稻虾共生模式可以显著提高水稻根系有机酸和氨基酸的分泌量，为Methylomirabilota、Latescibacterota、Latescibacterota-norank和Vicinamibacterales-norank微生物提供碳源，促使其在水稻根际聚集，加速土壤有效养分的释放，进而提高水稻根系对养分的吸收速率，促进水稻的高产。

【目的】研究不同间作模式对胶园土壤微生物群落功能多样性的影响，为今后橡胶林下间作模式优化和间作栽培管理提供科学依据。【方法】运用Biolog-Eco技术研究土壤微生物代谢功能特征，分析不同间作胶园土壤微生物碳源代谢活性和多样性的差异。【结果】土壤微生物对碳源利用在培养216 h时达到稳定，不同处理的平均吸光值AWCD大小依次为橡胶/王草间作＞橡胶/咖啡间作＞橡胶/益智间作＞纯林胶园。间作模式不仅增加了土壤微生物利用的碳源种类，还增强了碳源代谢活性，橡胶/王草间作土壤微生物对碳水化合物类、氨基酸类、酚酸类、羧酸类、多聚物类的代谢能力较强，橡胶/咖啡间作土壤微生物对胺类的代谢能力较强。主成分分析表明，间作胶园与纯林胶园之间土壤微生物碳源利用特征差异显著，橡胶/王草与橡胶/咖啡、橡胶/益智间作之间差异显著，橡胶/咖啡与橡胶/益智间作二者之间无显著差异。不同间作模式提高了胶园土壤微生物多样性指数，各处理之间AWCD值和McIntosh指数差异显著，Shannon指数、Simpson指数无显著差异。相关性分析表明，胶园土壤微生物碳源代谢功能与土壤环境因子密切相关，土壤含水量、pH、有机质是影响胶园土壤碳源代谢差异的主要因子。【结论】橡胶林下间作王草、益智和咖啡作物有利于改善土壤生态环境，促进土壤碳源利用，提高土壤微生物群落功能多样性。

根系是植物与外界环境进行物质和能量交换的重要器官,研究根系分泌物对明确植物和外界环境的互作关系具有十分重要的意义。就近年来植物根系分泌物的相关研究报道,从根系分泌物组成、产生途径、影响因素及其对根际微生态环境的影响等方面进行了阐述,对植物根系分泌物研究方法及研究方向进行了展望。

以湖北省武汉市紫云英、秸秆还田及不同化肥施用量的12个田间试验为基础,结合添加2%和4%紫云英的室内培养实验,研究紫云英种植还田(MV)、水稻秸秆还田(S)和化肥减施(40%～100%NPK)对水稻土表层土壤(0～20 cm)养分及活性有机碳的影响。结果表明:相比紫云英与秸秆不还田与不施肥的对照(CK)处理,紫云英、秸秆还田下施用40%～100%化肥均能有效提高土壤有机质、碱解氮、颗粒有机碳的含量,增幅分别为3.98%～46.49%、4.46%～35.88%、3.59%～35.77%;单独种植紫云英还田处理土壤的速效磷、速效钾含量降低,在配施秸秆、施用化肥后含量显著增加;土壤各养分含量在80%化肥施用量下最高。与不添加紫云英处理相比,添加2%和4%的紫云英处理均能有效提高土壤pH以及有机质、碱解氮、速效钾、颗粒有机碳的含量,增幅随着紫云英添加量的增加而升高。

【目的】探索玉米根系代谢活动对土壤微生物生态的影响。【方法】2003和2004年,采用定位试验法,研究了西北干旱半干旱地区不同栽培模式(常规、补灌、覆膜、覆草、休闲地(对照))对玉米根区(R)和根外(B)土壤细菌、真菌及放线菌数量的影响。【结果】①覆盖处理能强化玉米根区、根外细菌及真菌的数量差异,提高玉米根区与根外土壤微生物数量比值(R/B)。细菌和真菌的平均R/B分别为常规处理的2.26和2.28倍,但覆盖处理对根区和根外放线菌数量影响不大;②玉米生长活动及根系代谢产物对土壤细菌、真菌和放线菌数量的增加有促进作用。种植玉米后,土壤细菌、真菌和放线菌数量均高于休闲地。③根系的代谢活动能够降低土...

在少耕条件下,采用裂区设计研究了油菜与紫云英间混作方式与施磷对油菜生长发育和产量形成的影响。结果表明:施磷对油菜苗期生长和抗病能力提高有促进作用;油菜地上部干物质积累以油菜与紫云英混作处理增加较多,间作次之,而地下部则相反;油菜叶片数、角果叶绿素含量和可溶性糖含量均以混作处理最高;油菜单株产量也以混作处理最高,比间作处理增加33.4%,比施磷单作处理增加13.0%;间作与混作处理的油菜产量在可比面积上比油菜单作产量高,其中混作产量最高。因此,少耕时油菜与紫云英混作种植方式最好,既增产又增加有机肥源,提高土壤肥力。

采用田间试验方法,探讨紫云英-有机肥配施对土壤团聚结构、有机碳和全氮分布及水稻产量的影响。试验设置了有机肥1 500 kg/hm2+0 kg/hm2紫云英翻压量(CK)、有机肥1 500 kg/hm2+紫云英翻压量30 000 kg/hm2(B1)、有机肥1 500 kg/hm2+紫云英翻压量45 000 kg/hm2(B2)和有机肥1 500 kg/hm2+紫云英翻压量60 000 kg/hm2(B3)共4个处理。结果表明,翻压紫云英未显著提高大团聚体的含量,却明显提高了团聚体稳定性,改善了土壤结构,且团聚体稳定性与土壤有机碳含量呈正相关;随着紫云英翻压量增加,水稻生育期逐渐延长(CK

关键词： 紫云英  土壤团聚体  团聚体稳定性  有机碳  全氮  水稻产量