砒砂岩改良风沙土水分和磷对紫花苜蓿生长的互作效应及作用机制

发布时间：2020-04-19 16:10

【摘要】：晋陕蒙接壤区由于矿产开发导致生态环境严重破坏,区域内生态植被恢复迫在眉睫。风沙土是该区域的主要土壤类型之一,质地疏松,漏水漏肥,砒砂岩作为下伏地层在该区域广泛存在,结构性差,但吸水能力强,风沙土和砒砂岩在性质上表现出互补,利用砒砂岩改良风沙土,可以提高风沙土的保水保肥性质。水和肥是植物生长的关键影响因素,但是施入水肥对植物的效应受到土壤性质的影响。为探究改良后土壤中植物对施入水分和磷肥的响应,本研究选用该区域的风沙土和砒砂岩风化物,利用砒砂岩改良风沙土,选用紫花苜蓿作为供试植物,研究砒砂岩改良风沙土(改良土)和风沙土中不同供水、施磷水平及接种根瘤菌对紫花苜蓿生长、氮磷养分吸收及植株生理生态特征的影响,以期为晋陕蒙接壤区植被恢复提供参考和依据。得出结论如下:(1)未接种根瘤菌与接种根瘤菌处理中,紫花苜蓿生物量均在改良土中充分供水(70%田间持水量)和高磷(20 mg·kg~(-1))施入条件下最大,较风沙土中干旱(35%田间持水量)不施磷条件下第一茬地上生物量最大增幅达到380%,第二茬地上生物量最大增幅达到597%,地下生物量增幅达到138%。风沙土和改良土中施入磷肥可以显著促进紫花苜蓿生长,增加生物量,提高植株PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm和实际光化学效率Y(II),增加根瘤数以及地上部氮磷含量和累积量。施磷可以减轻干旱对紫花苜蓿生长的损害,提高植物抗旱能力。(2)风沙土和改良土中干旱胁迫会抑制植物生长,充分供水处理中紫花苜蓿生物量、地上部磷含量和氮磷累积量均显著高于干旱胁迫处理,表明增加供水可以促进植物生长,提高施入磷肥对植物的有效性。(3)接种根瘤菌对紫花苜蓿生长及养分吸收没有显著影响,但是显著增加了植株根瘤数,从而提高植株固氮效率,减少植株生长对外源氮肥的依赖。(4)施磷与供水对植物的促进效应在土壤类型间表现出差异。在相同水磷供给条件下,植物在改良土中生物量和地上部磷含量及氮磷累积量均显著高于在风沙土中,表明改良土土壤生产力高于风沙土,施入改良土中的水肥对植物的有效性较高,提高了资源利用效率。(5)紫花苜蓿根系酸性磷酸酶活性在不施磷处理中显著高于施磷处理,同时酸性磷酸酶活性与植株磷利用效率显著正相关,说明低磷胁迫会诱导紫花苜蓿酸性磷酸酶活性增加,提高有机磷的利用。紫花苜蓿根际有机酸包括草酸、酒石酸、苹果酸、丙二酸和柠檬酸,不同磷处理对根际有机酸含量有显著影响,在不施磷处理中有机酸含量高于施磷处理,说明增加有机酸分泌量也是紫花苜蓿对低磷胁迫的应对策略。紫花苜蓿根系有机酸分泌和阳离子吸收等生理活动会导致根际酸化,根际pH低于非根际pH,pH的降低可以提高根际土壤中磷的有效性。综合上述结果,改良土有利于植物的生长以及水分养分资源的有效利用,在晋陕蒙接壤区植被恢复建设中推荐使用,同时在改良土中供应适当水分和磷肥可以促进植物生长,加快植被恢复。
【图文】：

技术路线图,技术路线,线图

Fig.22-1技术路线

叶茎比,磷水平,根瘤,施磷

3.1.3由下，第显著高（P<0.中叶茎受到土中叶茎显著影第三章植株叶茎由图 3-2 可知第一茬叶茎比高于 P0 处.001），总体茎比均显著降土壤水分的显茎比较 W1 处影响（P=0.0水分和磷肥茎比知，第二茬比受到施磷理（P=0.0体表现出随降低，分别显著影响（处理中降低016），改良以及接种根瘤叶茎比要大磷水平的显著04），高了随着施磷量的别降低了 23%P=0.019），，低了 9%。接良土中叶茎比瘤菌对紫花苜大于第一茬著影响（P=21%；第的增加而降%（P<0.00随着土壤接种根瘤菌条比比风沙土苜蓿生长和叶。由表 3-6=0.013），其第二茬叶茎比降低，与 P001）和 23%水分的增加条件下，第土中低了约叶绿素荧光参可知，在未其中 P5 处比受到施磷0 处理相比%（P<0.001加表现出降第一茬叶茎比9%。参数的影响未接种根瘤处理中叶茎比磷水平的显，P5 和 P21）。第二茬降低趋势，W比受到土壤瘤菌条件比最大，著影响20 处理茬叶茎比W2 处理壤类型的
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S541.9;S156

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