不同耐瘠性苦荞根际土壤酶调控下氮转化机制研究

发布时间：2020-05-28 09:44

【摘要】：荞麦被誉为五谷之王、三降食品,是重要的医食同源作物之一,具有营养、保健、医疗等多重功效。在山西省,尤其是在山西贫困和土壤贫瘠地区,苦荞经常被用来作为救荒填闲作物,因此使得缺肥成为限制苦荞生长发育主要因素。为此,本论文研究了不同氮处理条件下土壤氮素与土壤酶活性的动态变化,以及土壤氮与酶活性的相互关系,为促进根际土壤酶调控下氮转化机制提供理论依据。本研究设置了四种处理(CK1、CK2、N1、N2),种植了两种苦荞品种:黑丰(不耐瘠)和迪庆(耐瘠),并分别于苗期、开花期、成熟期采集植株和土壤样品,对其植株和产量、理化性质和酶活性进行了分析,主要研究结果如下:(1)不同氮处理对苦荞植株生长发育及产量产生一定影响。两种苦荞植株的株高随着氮肥施用量的增加而先增加后降低,且均在N1处理时植株最高,同时,在三个时期不同氮处理下,两种苦荞株高的差异表现为:迪庆黑丰。两种苦荞的茎粗随氮肥施用量的增加而增长,且均在N1、N2处理时茎粗达到最大,且在三个时期不同氮处理下,两种苦荞的茎粗不存在显著性差异。两种苦荞的叶面积随着氮肥施用量的增加而增长,且均在N2处理处的叶面积达到最大,在三个时期不同氮处理下,两种苦荞的叶面积差异表现为:黑丰迪庆。两种苦荞的千粒重之间,每个品种在四个处理处的千粒重之间均不存在显著性差异。(2)不同氮处理对苦荞根际土壤的理化性质产生一定影响。1)两种苦荞根际土壤的pH随着施氮量的增加而降低,Eh随着氮肥施用量的增加而增加,土壤的水分含量随施氮量的增加基本不产生变化;2)氨氮:在苗期和开花期,两种苦荞根际土壤的氨氮含量随着氮肥施用量的增加而增加,且均在N2处理时氨氮含量达到最大,在成熟期,两种苦荞根际土壤氨氮含量随着氮肥施用量的增加而先增加后降低,且在N1处理时氨氮含量达到最大;3)硝氮:两种苦荞根际土壤的硝氮含量随施氮量的增加而先增加后降低;4)全氮:在苗期,黑丰和迪庆根际土壤的全氮含量随着氮肥施用量的增加而增加,且均在N2处理时全氮含量达到最大,在开花期和成熟期,两种苦荞根际土壤的全氮含量随着氮肥施用量的增加而先增加后降低,且均在N1处理时全氮含量达到最大;5)碱解氮:在苗期和成熟期,黑丰和迪庆根际土壤的碱解氮含量随着氮肥施用量的增加而先增加后降低,且均在N1处理时的碱解氮含量达到最大。在开花期,两个品种根际土壤的碱解氮含量却随着氮肥施用量的增加而增加,且均在N2处理时碱解氮含量达到最大。在苦荞生长发育的三个时期,不同氮处理条件下两种苦荞根际土壤的氨氮、全氮含量存在差异性,表现为:迪庆黑丰,而两种苦荞的碱解氮含量之间不存在显著性差异。(3)不同氮处理对苦荞根际土壤酶活性的影响。1)脲酶:黑丰苦荞在苗期和成熟期,脲酶活性随氮肥施用量的增加而先增加后降低,且均在N1处理处的脲酶活性达到最大,在开花期,脲酶活性在N2处理处达到最大。迪庆苦荞在苗期,脲酶活性在N2处理处达到最大值,在开花期和成熟期,脲酶活性在N1处理处达到最大值;2)氨氧化酶:两种苦荞根际土壤的氨氧化酶活性随氮肥施用量的增加而增长,且均在N2处理处氨氧化酶活性达到最大。在三个时期,两种苦荞根际土壤的氨氧化酶活性差异表现为迪庆黑丰;3)硝酸还原酶:黑丰苦荞在苗期和成熟期,根际土壤的硝酸还原酶活性在N2处理处达到最大,在开花期,根际土壤硝酸还原酶活性在四个处理之间不存在显著性差异。迪庆苦荞在苗期,四个处理之间不存在显著性差异,在开花期和成熟期,根际土壤硝酸还原酶活性随施氮量的增加而先增加后降低,在CK2处理处硝酸还原酶活性达到最大。在三个时期,两种苦荞根际土壤的氨氧化酶活性表现为迪庆黑丰;4)蛋白酶:两种苦荞根际土壤的蛋白酶活性均随着施氮量的增加而先降低后增长。在三个时期,两种苦荞根际土壤的蛋白酶活性差异性表现为迪庆黑丰。(4)苦荞根际土壤酶活性与土壤氮素的相关关系。在苗期不同氮处理条件下:硝氮与蛋白酶呈极显著负相关,全氮与氨氧化酶和硝酸还原酶呈显著正相关;在开花期不同氮处理条件下:氨氮与脲酶和氨氧化酶呈极显著正相关,硝氮与蛋白酶呈显著负相关,全氮与脲酶和氨氧化酶呈显著正相关,碱解氮与脲酶和氨氧化酶呈极显著正相关,与硝酸还原酶呈显著负相关;在成熟期不同氮处理条件下:氨氮与脲酶呈极显著正相关,与硝酸还原酶呈显著负相关,硝氮与氨氧化酶呈极显著负相关,与硝酸还原酶、蛋白酶呈显著负相关,全氮与脲酶呈显著正相关,碱解氮与脲酶呈极显著正相关。
【图文】：

技术路线图,耐瘠性,氮转化,单相关

土壤理化性质：p氨氮、硝氮、全土壤酶活性：脲酶硝酸还原酶处理与分析使用软件：SPS壤酶调控下的氮机制进行分析使用分析方法：单相关分不同耐瘠性苦荞根际土壤酶调控下氮转化机

株高,开花期,苗期,植株

图 3-1 不同氮处理水平下（苗期（A）、开花期（B）、成熟期（C））的植株株高Fig. 3-1 plant height at different nitrogen treatment levels (seedling stage (A), flowering stage (B) andmaturation stage (C)))图 3-2 为黑丰、迪庆两种苦荞在苗期、开花期、成熟期，不同氮处理水平下的植株株高。由图可知，在三个时期，苦荞品种迪庆的株高明显高于黑丰。图 a 为苗期，在不同氮处理水平条件下，，黑丰、迪庆两种苦荞的植株株高。在 CK1、CK2 处理条件下，迪庆苦荞的株高与黑丰存在明显差异，明显高于黑丰的株高，比其分别高 7%和 16.6%，但在 N1、N2 处理条件下，两个苦荞品种的株高不存在显著差异。图 b 为开花期，在不同氮处理水平条件下，黑丰、迪庆两种苦荞的植株株高。由图可知，在四个氮处理水平条件下，迪庆苦荞的株高与黑丰均存在明显差异，迪庆苦荞的株高分别比黑丰高 10%、24.5%、15.6%和 8.4%。图 c 为成熟期，在不同氮处理水平条件下，黑丰、迪庆两种苦荞的植株株高。在
【学位授予单位】：山西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S517;S154.2

【参考文献】