荒漠草原植物根分泌物及其有机酸组分对土壤中微生物及养分的影响

发布时间：2020-05-18 17:30

【摘要】：本研究以内蒙古四子王旗荒漠草原的建群种短花针茅(Stipa breviflora)、优势种无芒隐子草(Cleistogenes songorica)和冷蒿(Artemisia frigida)以及伴生种阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)和银灰旋花(Convolvulus ammannii)5种植物为研究对象,分别收集根系12 h、24 h和48 h的分泌物,运用超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱法(UPLC-QTof/MS)分析根分泌物中的有机酸组分。并将收集的5种植物根分泌物原液及4种有机酸组分回接到土壤中培养,分析其对土壤中微生物数量及养分的影响。主要结果如下:1.短花针茅和阿尔泰狗娃花不同收集时间根分泌物中均检出棕榈酸(palmitic acid)和油酸(Oleic acid)2种有机酸;无芒隐子草不同收集时间根分泌物中检出邻苯二甲酸(o-Phthalic acid)、油酸和棕榈酸3种有机酸;冷蒿不同收集时间根分泌物中仅检出邻苯二甲酸1种有机酸;银灰旋花不同收集时间根分泌物中检出琥珀酸(Succinic acid)、棕榈酸、油酸、和邻苯二甲酸共4种有机酸。2.不同收集时间短花针茅、无芒隐子草和冷蒿的根分泌物原液对土壤中细菌、真菌和放线菌数量均有显著促进作用;银灰旋花收集12 h根分泌物对土壤中细菌和放线菌数量有促进作用,对真菌数量有显著抑制作用,收集24 h和48 h的根分泌物对3种微生物均有促进作用;收集12h的阿尔泰狗娃花根分泌物对土壤中3类微生物的数量均有促进作用,收集24 h和48 h的根分泌物对土壤中细菌和放线菌数量有促进作用,对真菌数量有抑制作用。5种植物根分泌物均能提高土壤有机质(SOM)、有效磷(AP)和碱解氮(AN)的含量,降低土壤pH值。3.四种有机酸组分中,不同浓度棕榈酸和油酸均可增加土壤中3大类微生物的数量,提高土壤中有机质(SOM)、有效磷(AP)和碱解氮(AN)的含量。土壤中邻苯二甲酸浓度为5μL/g时,细菌和真菌数量增加,放线菌数量减少;浓度为10μL/g和15μL/g时,土壤真菌数增多,细菌和放线菌数减少;3个浓度的邻苯二甲酸均可减少土壤有机质(SOM)和碱解氮(AN)的含量,增加土壤有效磷(AP)含量。土壤中琥珀酸浓度为5μL/g时,3类微生物的数量均增加;浓度为10μL/g时,真菌和放线菌数量显著增加,细菌数量减少;浓度为10μL/g时,真菌数量增加,细菌和放线菌数量减少;不同浓度琥珀酸可显著增加土壤中土壤有机质(SOM)、碱解氮(AN)和有效磷(AP)的含量。不同浓度的4种有机酸均能降低土壤pH值,均对土壤含水量(SWC)无显著影响。
【图文】：

菌和共生固氮菌等，这些微生物可为其寄生的植物提供植物生长所需的碳源、氮源生长因子，而植物也为这些微生物的生长繁殖也提供了适宜的条件和养分[84]。土中微生物对植物的作用主要有以下几种：共生固氮：土壤中的一些微生物可以将空气中的 N2 转化为 NH3 而更有利于物的吸收利用。土壤中主要固氮菌主要有共生固氮菌、自身固氮菌和联合固氮菌大类。研究发现，种植燕麦土壤中的固氮菌可以促进燕麦植株的生长，增加根冠比提高燕麦产量[69,71,84]。矿质元素释放：土壤微生物能将土壤中难溶矿质元素的分解，并将不能被植物收的物质转化为可吸收的物质。而土壤中还有较大数量的菌根真菌，这些菌根真菌以扩大植物养分吸收范围，提高植物对活性养分的吸收能力[34,62,64]。增强植物抗逆作用：土壤中微生物在生长发育地不同时间中会产生不同种类的级代谢产物。这些代谢产物中含有能促进植物生长的激素和生长因子，，同时，这些素和生长因子也可提高植物抗逆性[62,64,84]。

为探究内蒙古短花针茅荒漠草原建群种短花针茅，优势种冷蒿和无芒隐子草以及伴生种银灰旋花和阿尔泰狗娃花根分泌物中有机酸组成和生理生化功能。本实验在2018 年 8 月采用水培法对 5 种植物的根分泌物进行 12 h、24 h 和 48 h 三个时间段连续收集，对各根分泌物进行了超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱法(UPLC-QTof/MS)检测其组分中有机酸的种类和含量，同时测定了收集液原液及有机酸组分对土壤养分及微生物数量的影响情况。3.1 五种植物根分泌物中有机酸组分分析3.1.1 有机酸标准品的分离实验将通过水培收集到的 5 种植物 3 个收集时间(12 h、24 h 和 48 h)的根分泌物进行 UPLC-QTof/MS 分析，鉴定出的有机酸成分及相对含量见表 3-1。图 3-1 和图 3-2为标准品色谱图和二级质谱图。
【学位授予单位】：内蒙古师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S154.3;S158

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;怎样营造饲料林[J];内蒙古林业;1987年04期

2 赵书元;;论在荒漠草原建立旱作草地[J];内蒙古畜牧科学;1987年03期

3 陈昌笃;;中国荒漠的主要类型与经济开发[J];植物生态学与地植物学学报;1987年02期

4 潘萍;;宁夏荒漠草原地区土壤沙化原因及防治[J];宁夏农林科技;1987年04期

5 田畴,贺答汉;荒漠草原牧草害虫及研究进展[J];植物保护;1988年05期

6 包·白乙拉;;“为子孙后代造福”[J];内蒙古林业;1988年08期

7 刘忠;赵书元;阿拉塔;;荒漠草原区防护林营造试验[J];内蒙古畜牧科学;1988年01期

8 罗义珍;;蒙古布鲁克地区荒漠草原与荒漠的植物及其利用价值[J];内蒙古畜牧科学;1988年01期

9 黄德华,陈佐忠;内蒙古荒漠草原37种植物氮与灰分含量的特征[J];植物学通报;1989年03期

10 赵书元;论在荒漠草原建立旱作草地[J];中国草地;1989年04期

相关会议论文 前10条

1 张卫东;冯立涛;张秀荣;孙爱红;金保;崔红兵;;山地荒漠草原禽类生态饲养管理技术研究[A];2015中国草原论坛论文集[C];2015年

2 王锁民;张金林;郭正刚;包爱科;伍国强;宫海军;朱学艺;席杰军;周向睿;岳利军;;荒漠草原盐生和旱生植物适应逆境的生理研究[A];中国草学会青年工作委员会学术研讨会论文集[C];2007年

3 王晓芳;马红彬;沈艳;许冬梅;谢应忠;李建平;李小伟;;不同轮牧方式对荒漠草原植物的群落特征的影响[A];2018中国草学会年会论文集[C];2018年

4 刘晨;闫宝龙;王悦骅;王占文;宋晓辉;韩国栋;王忠武;;短花针茅荒漠草原土壤养分对不同载畜率的响应[A];2018中国草学会年会论文集[C];2018年

5 丁茹;朱国栋;郭娜;王莹;王晓楠;张雅楠;王成杰;;混合放牧对荒漠草原温室气体通量的影响[A];2017中国草学会年会论文集[C];2017年

6 王悦骅;宋晓辉;王占文;王忠武;;植物多样性及生产力对荒漠草原不同退化阶段模拟降水的响应[A];中国植物学会八十五周年学术年会论文摘要汇编（1993-2018）[C];2018年

7 韩颖;侯向阳;;荒漠草原牧户气候变化感知和适应的实证分析[A];第八届博士生学术年会论文摘要集[C];2010年

8 郭艳菊;马晓静;于双;许冬梅;;不同植被恢复模式荒漠草原土壤有机碳含量及其分异特征[A];2018中国草学会年会论文集[C];2018年

9 乌兰吐雅;包玉龙;包玉海;常书娟;邱晓;刘永志;;内蒙古荒漠草原生态风险评价[A];风险分析和危机反应中的信息技术--中国灾害防御协会风险分析专业委员会第六届年会论文集[C];2014年

10 沈艳;谢应忠;马红彬;;不同轮牧方式下的宁夏荒漠草原土壤性质分异特征[A];第八届博士生学术年会论文摘要集[C];2010年

相关重要报纸文章 前7条

1 内蒙古自治区乌拉特中旗政协 杜俊龙;生态保护奖补应向荒漠草原倾斜[N];人民政协报;2013年

2 记者 师巧梅;我区对1.5亿亩荒漠草原永久禁牧[N];新疆日报(汉);2011年

3 乔绍玉;荒漠草原变成出口基地[N];国际商报;2001年

4 梁景之;荒漠草原牧区环境效应研究[N];中国社会科学院报;2009年

5 关俏俏　赵春晖;新疆1.5亿亩荒漠草原永久禁牧[N];西部时报;2011年

6 见习记者 史兆琨;内蒙古首例保护荒漠草原行政公益诉讼案在苏尼特左旗法院开庭并当庭宣判[N];检察日报;2016年

7 赵倩 张玉敏;锡林郭勒[N];中国旅游报;2000年

相关博士学位论文 前10条

1 苏里坦;绿洲-荒漠交错带水热传输模拟研究[D];河海大学;2005年

2 珊丹;控制性增温和施氮对荒漠草原植物群落和土壤的影响[D];内蒙古农业大学;2008年

3 米楠;基于草畜平衡的荒漠草原可持续利用模式研究[D];宁夏大学;2017年

4 卞莹莹;荒漠草原区农林牧复合系统结构与模式优化研究[D];宁夏大学;2015年

5 李元恒;内蒙古荒漠草原植物群落结构和功能对增温和氮素添加的响应[D];内蒙古农业大学;2014年

6 韩芳;气候变化对内蒙古荒漠草原生态系统的影响[D];内蒙古大学;2013年

7 蒙仲举;荒漠草原坡面侵蚀分异规律及防控措施研究[D];内蒙古农业大学;2010年

8 白春利;荒漠草原优势植物养分利用及化学计量特征研究[D];内蒙古农业大学;2013年

9 杨婷婷;荒漠草原生物量动态及碳储量空间分布研究[D];内蒙古农业大学;2013年

10 陈海军;荒漠草原主要植物种群繁殖性状及化学计量特征对载畜率的响应[D];内蒙古农业大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 贾渊;荒漠草原植物根分泌物及其有机酸组分对土壤中微生物及养分的影响[D];内蒙古师范大学;2019年

2 樊文韬;氮添加对内蒙古不同放牧背景下荒漠草原群落特征的影响[D];内蒙古大学;2018年

3 阎欣;荒漠草原沙漠化过程中土壤有机碳活性组分特征及其稳定性[D];宁夏大学;2018年

4 刘可;荒漠草原人工柠条林多时间尺度蒸散特征研究[D];宁夏大学;2018年

5 王玺;载畜率对荒漠草原四种优势植物功能性状的影响[D];内蒙古农业大学;2018年

6 韩雪娇;内蒙古中部荒漠草原的化学计量特征[D];内蒙古大学;2017年

7 金净;荒漠草原植物群落根系和土壤氮素对不同放牧处理的响应[D];内蒙古农业大学;2017年

8 杨阳;宁夏荒漠草原区不同植物群落多样性及化学计量特征研究[D];宁夏大学;2015年

9 李淑君;荒漠草原区不同林龄柠条林土壤种子库研究[D];宁夏大学;2014年

10 邱璇;不同利用方式对内蒙古小针茅荒漠草原土壤有机碳库及其结构的影响[D];沈阳农业大学;2016年

本文编号：2670072