云南金平砂仁根际土壤生态环境研究

发布时间：2020-05-07 10:23

【摘要】：砂仁(Amomum villosum)来源于姜科豆蔻属多年生草本植物,是我国“四大南药”之一。目前全国大部分阳春砂仁产区都出现砂仁产量、品质大幅下降的现象,然而云南省金平县的阳春砂仁品质、产量却保持很高的水平。金平地区砂仁在产量、品质上与广东道地的阳春砂仁不相上下,当前对金平地区的自然环境是如何影响砂仁形成高品质、高产量特点的研究鲜有,尤其是关于其砂仁根际土壤生态环境的研究尚未见到。本课题基于金平地区砂仁根际土壤肥力、土壤微生物多样性开展深入系统的研究,运用土壤生态环境综合评价的方法,以期构建一种砂仁生态种植模式,为保持金平地区砂仁的可持续发展,提供相应的土壤基础理论支持。本研究选取了金平地区最具代表性的三种种植模式作为研究样地,分别是人工杉木林下种植(PA样地)、自然常绿阔叶林下种植(PB样地)、自然常绿阔叶林下加人工管理(PC样地),分别采集三块样地砂仁开花前(3月)、盛花期(6月)、果实成熟期(9月)、果实采收后(12月)四个时期的根际土壤作为研究样本。同时,在三块样地中随机选取了5个1m×1m的样方,调查测量每个样方中砂仁壮株的密度、株高、直径、鲜果重量等数据。采集的土样检测理化性质、酶活性等指标,探讨金平地区砂仁不同种植模式下根际土壤肥力指标的变化规律。通过对土样的微生物进行高通量测序,研究金平地区砂仁不同种植模式下根际土壤微生物的群落组成及其中的优势菌群,分析它们的变化规律。运用主成分分析法对金平地区砂仁不同种植模式下的根际土壤生态环境进行综合评价,与砂仁植株的生长状况和果实产量对比,得出一种砂仁生态种植模式。通过上述方法得出以下研究结果和结论:运用主成分分析法分析金平地区砂仁不同种植模式下根际土壤生态环境,发现自然常绿阔叶林下的砂仁根际土壤生态环境最优,人工杉木林下的砂仁根际土壤生态环境次之,自然常绿阔叶林下加人工管理的砂仁根际土壤生态环境最差。这与我们对三种模式下砂仁的植株的平均株高、平均直径的调查数据基本一致,而与砂仁每平方米果实产量的调查数据有所差异。基于金平地区砂仁根际土壤生态环境的综合分析,结合砂仁植株生长状况和果实产量的调查研究分析,我们认为自然常绿阔叶林下砂仁种植模式的根际土壤生态环境最佳。自然常绿阔叶林下砂仁种植模式根际土壤生态环境是:水分含量全年变化范围介于21.52%~31.05%,pH值全年变化范围介于5.12~5.84,有机质含量全年变化范围介于48.88g/kg~51.05g/kg,全氮含量全年变化范围介于1.74g/kg~2.61g/kg,全磷含量全年变化范围介于0.60g/kg~0.71g/kg,全钾含量全年变化范围介于9.74g/kg~14.45g/kg,水解氮含量全年变化范围介于197.40mg/kg~241.53mg/kg,有效磷含量全年变化范围介于8.06mg/kg~11.98mg/kg,速效钾含量全年变化范围介于159.90mg/kg~284.88mg/kg,多酚氧化酶活性全年变化范围介于57.84mg·g~(-1)·2h~(-1)~99.52mg·g~(-1)·2h~(-1),过氧化氢酶活性全年变化范围介于0.33mg·g~(-1)·20min~(-1)~2.37mg·g~(-1)·20min~(-1),转化酶活性全年变化范围介于10.23mg·g~(-1)·d~(-1)~47.53mg·g~(-1)·d~(-1),酸性磷酸酶活性全年变化范围介于88.92mg·g~(-1)·d~(-1)~134.95mg·g~(-1)·d~(-1),脲酶活性全年变化范围介于4.09mg·g~(-1)·d~(-1)~57.30mg·g~(-1)·d~(-1),蛋白酶活性全年变化范围介于1.63mg·g~(-1)·d~(-1)~9.69mg·g~(-1)·d~(-1);土壤优势细菌菌群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi),土壤优势真菌菌群为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)。
【图文】：

多样性指数,样地

第二章金平砂仁不同种植模式下根际土壤微生物多样性研究多样性分析.1Alpha 多样性分析Alpha 多样性是指一个特定区域或者生态系统内的多样性，常用的度量标准有 cnnon、coverage 等指数，指数越大，细菌丰富度越大。通过观察各种指数值进而的多样性丰度等信息，也可以对样本分组，运用统计学的方法，检测两组之间是否具有显著性差异。Chao：是用 chao1 算法估计样本中所含 OTU 数目的指o1 在生态学中常用来估计物种总数，是反映物种丰富度的指数。Shannon：用来中微生物多样性的指数之一，是常用于反映 alpha 多样性指数。Shannon 值越群落多样性越高。Coverage：是指各样本文库的覆盖率，其数值越高，则样本测出的概率越高，而没有被测出的概率越低。该指数反映测序结果是否代表了生物的真实情况。

多样性指数,样地,砂仁,指数

能够反映砂仁三块样地根际土壤细菌的真实群落的种类和结构。由图 2-2 可见，PA 样地砂仁全年不同生长期根际土壤细菌 Chao 指数、Shannon 指数有所差异。Chao 指数的大小顺序为：12 月＞6 月＞9 月＞3 月，其中砂仁生长的 12月和 6 月的 Chao 指数显著大于 3 月的 Chao 指数（P＜0.05），砂仁生长的其他各时期Chao 指数之间无显著差异。Shannon 指数的大小顺序为：12 月＞6 月＞9 月＞3 月，，其中砂仁生长的 12 月和 6 月的 Shannon 指数显著大于 3 月的 Shannon 指数（P＜0.05），砂仁生长的其他各时期 Shannon 指数之间无显著差异。由图 2-3 可见，PB 样地砂仁全年不同生长期根际土壤细菌 Chao 指数、Shannon 指数之间无显著性差异。Chao 指数的大小顺序为：3 月＞9 月＞12 月＞6 月，Shannon 指数的大小顺序为：3 月＞9 月＞12 月＞6 月。由图 2-4 可见，PC 样地砂仁全年不同生长期根际土壤细菌 Chao 指数、Shannon 指数之间无显著性差异。Chao 指数的大小顺序为：3 月＞12 月＞6 月＞9 月，Shannon 指数的大小顺序为：12 月＞9 月＞3 月＞6 月。
【学位授予单位】：云南中医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S567.239;S154.1

【参考文献】