钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤的改良效应研究
发布时间：2022-12-18 05:49
由于气候限制,北方日光温室生产地区集中,地域性连续种植单一经济作物,使得日光温室蔬菜生产过程中连作障碍普遍存在,严重影响蔬菜产量、品质和农民利益。因此,采取措施防治和改良番茄连作障碍土壤,对于日光温室蔬菜生产保持可持续发展具有重要意义。本研究以氧化钙、稻草秸秆以及用稻草秸秆生产的生物炭,这三种环境友好、成本低廉的物料为材料对番茄连作20年产生连作障碍的土壤进行改良,探讨这些物料的改良效应,为生产上应用外源物料改良番茄连作障碍土壤提供理论依据。主要结果如下:1明确了增施氧化钙、稻草和生物炭的不同配施组合,可不同程度地改善连作20年番茄土壤的理化性质。其中,RCCa（稻草秸秆+生物炭+氧化钙）处理土壤＞0.25mm的大团聚体颗粒含量最高,占到全土的94.6%;3种物料的施加均能显著提高＜0.01mm的粘粒比重,其中C（单施生物炭）处理增幅最大,为46.47%;R处理（单施稻草秸秆）的在降低土壤EC方面的效果最好,其EC值为0.14m S·cm-1,对降低土壤容重效果最佳,其土壤容重仅为0.84g·cm-3。CCa（生物炭+氧化钙）处理较CK的孔隙...
【文章页数】：107 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
前言
1 日光温室连作障碍产生的主要原因
1.1 土壤营养元素失衡、理化性状恶化
1.2 自毒作用
1.3 土壤微生物生态失衡
2 作物连作障碍的防治和改良措施
2.1 合理施肥
2.2 改变种植制度和模式
2.3 嫁接栽培
2.4 土壤消毒灭菌
2.5 微生物菌剂
3 研究土壤微生物的分子生物学手段
3.1 利用PCR-DGGE技术对土壤微生物群落多样性的分析测定
3.2 利用BIOLOG技术对土壤微生物功能多样性的分析测定
3.3 结合PCR-DGGE和BIOLOG两种技术对土壤微生物的分析测定
4 添加氧化钙、稻草秸秆和生物炭对连作的影响
4.1 施加稻草秸秆对连作土壤的影响
4.2 施加生石灰对连作土壤的影响
4.3 施加生物炭对连作土壤的影响
5 本研究的目的和意义
6 技术路线
第一章 钙素及秸秆物料对日光温室连作番茄生长发育的影响
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 试验设计
1.3 测定指标及方法
1.3.1 植株干鲜重的测定
1.3.2 植株N、S、C含量的测定
1.3.3 根系抗性酶的测定
1.3.4 根系活力的测定
1.3.5 植株光合荧光作用的测定
1.3.6 植株生长、产量和品质的测定
1.4 数据处理
2 结果与分析
2.1 钙素及秸秆物料对日光温室连作番茄形态指标的影响
2.2 钙素及秸秆物料对日光温室连作番茄果实产量和品质的影响
2.3 钙素及秸秆物料对日光温室连作番茄根系的影响
2.3.1 钙素及秸秆物料对连作番茄根系活力的影响
2.3.2 钙素及秸秆物料对连作番茄根系保护性酶的影响
2.4 钙素及秸秆物料对连作番茄光合作用的影响
2.4.1 钙素及秸秆物料对连作番茄荧光特性的影响
2.4.2 钙素及秸秆物料对连作番茄碳素同化的影响
2.5 钙素及秸秆物料对日光温室植株C、N和S含量的影响
3 讨论
3.1 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作根系生长的影响
3.2 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作植株N利用的影响
3.3 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作光合作用的影响
3.4 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作N元素积累的影响
4 小结
第二章 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤理化性质的影响
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 试验设计
1.3 取样方法
1.4 测定指标及方法
1.4.1 EC与pH测定采用DDS-307电导率仪和pH仪测定。
1.4.2 吸管法分析土壤粒级含量
1.4.3 容重、比重和孔隙度采用环刀法。
1.4.4 土壤全部和速效氮、磷、钾含量的测定
1.4.5 钙素及秸秆物料对日光温室土壤有机碳含量的测定
1.5 数据处理
2 结果与分析
2.1 钙素及秸秆物料对日光温室土壤理化性质的影响
2.1.1 对土壤团聚体的影响
2.1.2 钙素及秸秆物料对日光温室土壤容重、比重和孔隙度的测定
2.2 钙素及秸秆物料对日光温室土壤营养元素含量的影响
2.3 钙素及秸秆物料对日光温室土壤有机碳含量和C/N的影响
2.4 土壤理化性质特异性指标的相关性分析
3 讨论
3.1 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤理化性状的影响
3.2 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤营养含量的影响
3.3 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤不同形式有机碳含量的影响
4 小结
第三章 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤生态结构影响
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 试验设计
1.3 取样方法
1.4 测定指标及方法
1.4.1 DNA提取及检测
1.4.2 PCR扩增
1.4.3 DGGE步骤
1.4.4 真菌PCR扩增条件
1.4.5 氨氧化菌16SrDNA的PCR扩增采用Neste-PCR程序
1.4.6 氨氧化细菌PCR产物变性梯度凝胶电泳(DGGE)条件
1.4.7 土壤微生物群落功能多样性的测定
2 结果与分析
2.1 钙素及秸秆物料对日光温室土壤细菌群落结构的影响
2.1.1 土壤DNA提取结果
2.1.2 土壤细菌PCR扩增结果
2.1.3 钙素及秸秆物料对日光温室番茄土壤细菌的群落结构的影响
2.2 钙素及秸秆物料对日光温室土壤真菌群落结构的影响
2.3 钙素及秸秆物料对日光温室土壤氨氧化细菌群落结构的影响
2.4 钙素及秸秆物料对日光温室土壤微生物功能多样性的影响
3 讨论
3.1 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤微生物群落多样性的影响
3.2 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤微生物功能多样性的影响
4 小结
第四章 钙素及秸秆物料对日光温室土壤微生物数量、土壤酶活性和自毒物质的影响及特异性指标间的相关性分析
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 试验设计
1.3 取样方法
1.4 测定指标及方法
1.4.1 土壤微生物数量的测定
1.4.2 土壤酶活性的测定
1.4.3 色谱条件色谱柱
2 结果与分析
2.1 钙素及秸秆物料对日光温室土壤微生物数量的影响
2.2 钙素及秸秆物料对日光温室土壤酶活性的影响
2.3 钙素及秸秆物料对日光温室土壤根系自毒物质含量的影响
2.4 土壤环境各特异标志性指标相关性分析
2.4.1 土壤微生物数量与土壤种群多样性和功能多样性的相关性分析
2.4.2 土壤微生物群落多样性和功能多样性与土壤不同形态有机碳的相关性分析
2.4.3 土壤酚酸物质、土壤酶和土壤微生物种群和功能多样性的相关性分析
2.4.4 土壤酶活性与土壤理化性状的相关性分析
3 讨论
3.1 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤微生物数量的影响
3.2 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤酶活性的影响
3.3 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤酚酸物质的影响
3.4 番茄连作土壤对钙素及秸秆物料的改良响应
4 小结
全文总结
研究特点和创新之处
研究展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物炭配施有机肥可改善土壤环境并减轻苹果连作障碍[J]. 王玫,徐少卓,刘宇松,张素素,张红,陈学森,王艳芳,毛志泉. 植物营养与肥料学报. 2018(01)
[2]生石灰对酸性土壤pH值及微生物群落功能多样性的影响[J]. 淡俊豪,齐绍武,黎娟,靳辉勇,朱益,梁仲哲. 西南农业学报. 2017(12)
[3]生物质炭改善果园土壤理化性状并促进苹果植株氮素吸收[J]. 刘会,朱占玲,彭玲,陈倩,刘相阳,葛顺峰,姜远茂. 植物营养与肥料学报. 2018(02)
[4]Using probiotics to improve swine gut health and nutrient utilization[J]. Shengfa F.Liao,Martin Nyachoti. Animal Nutrition. 2017(04)
[5]秸秆还田配施氮肥对东北春玉米光合性能和产量的影响[J]. 白伟,张立祯,逄焕成,孙占祥,牛世伟,蔡倩,安景文. 作物学报. 2017(12)
[6]采煤沉陷区不同造林树种恢复土壤酚酸物质对土壤微生物的影响[J]. 及利,杨立学. 应用生态学报. 2017(12)
[7]秸秆还田与施氮肥对松嫩平原玉米氮素吸收及产量的影响[J]. 于舒函,龚振平,马春梅,王永吉,张喜亭. 玉米科学. 2017(04)
[8]秸秆还田对植烟土壤酶活性及细菌群落多样性的影响[J]. 薄国栋,申国明,陈旭,张忠锋,许家来,高林,王毅,管恩森,王树键,张继光. 中国烟草科学. 2017(01)
[9]土壤增氧方式对其氮素转化和水稻氮素利用及产量的影响[J]. 胡继杰,朱练峰,胡志华,钟楚,林育炯,张均华,曹小闯,Allen Bohr James,禹盛苗,金千瑜. 农业工程学报. 2017(01)
[10]Autotrophic and Heterotrophic Nitri?cation in a Highly Acidic Subtropical Pine Forest Soil[J]. FAEFLEN J.Sarwee,LI Shiwei,XIN Xiaoping,Alan L.WRIGHT,JIANG Xianjun. Pedosphere. 2016(06)
博士论文
[1]不同管理下稻田土壤有机碳及土壤胞外酶活性变化研究[D]. 李子川.南京农业大学 2016
[2]生物炭对不同类型土壤理化性质和微生物多样性的影响[D]. 韩光明.沈阳农业大学 2013
硕士论文
[1]AM真菌与生物炭对连作梨园化感作用的效应研究[D]. 陈艳芳.西南大学 2017
[2]马铃薯连作对根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响[D]. 白艳茹.内蒙古农业大学 2010
[3]生石灰调节大豆根际微环境研究[D]. 李兆林.东北林业大学 2008
[4]日光温室黄瓜连作土壤微生物区系与酶活性变化研究[D]. 马云华.山东农业大学 2004
[5]利用RAPD技术研究设施不同种植年限土壤微生物多样性[D]. 焦晓丹.东北农业大学 2004
本文编号：3721474
【文章页数】：107 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
前言
1 日光温室连作障碍产生的主要原因
1.1 土壤营养元素失衡、理化性状恶化
1.2 自毒作用
1.3 土壤微生物生态失衡
2 作物连作障碍的防治和改良措施
2.1 合理施肥
2.2 改变种植制度和模式
2.3 嫁接栽培
2.4 土壤消毒灭菌
2.5 微生物菌剂
3 研究土壤微生物的分子生物学手段
3.1 利用PCR-DGGE技术对土壤微生物群落多样性的分析测定
3.2 利用BIOLOG技术对土壤微生物功能多样性的分析测定
3.3 结合PCR-DGGE和BIOLOG两种技术对土壤微生物的分析测定
4 添加氧化钙、稻草秸秆和生物炭对连作的影响
4.1 施加稻草秸秆对连作土壤的影响
4.2 施加生石灰对连作土壤的影响
4.3 施加生物炭对连作土壤的影响
5 本研究的目的和意义
6 技术路线
第一章 钙素及秸秆物料对日光温室连作番茄生长发育的影响
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 试验设计
1.3 测定指标及方法
1.3.1 植株干鲜重的测定
1.3.2 植株N、S、C含量的测定
1.3.3 根系抗性酶的测定
1.3.4 根系活力的测定
1.3.5 植株光合荧光作用的测定
1.3.6 植株生长、产量和品质的测定
1.4 数据处理
2 结果与分析
2.1 钙素及秸秆物料对日光温室连作番茄形态指标的影响
2.2 钙素及秸秆物料对日光温室连作番茄果实产量和品质的影响
2.3 钙素及秸秆物料对日光温室连作番茄根系的影响
2.3.1 钙素及秸秆物料对连作番茄根系活力的影响
2.3.2 钙素及秸秆物料对连作番茄根系保护性酶的影响
2.4 钙素及秸秆物料对连作番茄光合作用的影响
2.4.1 钙素及秸秆物料对连作番茄荧光特性的影响
2.4.2 钙素及秸秆物料对连作番茄碳素同化的影响
2.5 钙素及秸秆物料对日光温室植株C、N和S含量的影响
3 讨论
3.1 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作根系生长的影响
3.2 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作植株N利用的影响
3.3 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作光合作用的影响
3.4 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作N元素积累的影响
4 小结
第二章 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤理化性质的影响
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 试验设计
1.3 取样方法
1.4 测定指标及方法
1.4.1 EC与pH测定采用DDS-307电导率仪和pH仪测定。
1.4.2 吸管法分析土壤粒级含量
1.4.3 容重、比重和孔隙度采用环刀法。
1.4.4 土壤全部和速效氮、磷、钾含量的测定
1.4.5 钙素及秸秆物料对日光温室土壤有机碳含量的测定
1.5 数据处理
2 结果与分析
2.1 钙素及秸秆物料对日光温室土壤理化性质的影响
2.1.1 对土壤团聚体的影响
2.1.2 钙素及秸秆物料对日光温室土壤容重、比重和孔隙度的测定
2.2 钙素及秸秆物料对日光温室土壤营养元素含量的影响
2.3 钙素及秸秆物料对日光温室土壤有机碳含量和C/N的影响
2.4 土壤理化性质特异性指标的相关性分析
3 讨论
3.1 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤理化性状的影响
3.2 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤营养含量的影响
3.3 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤不同形式有机碳含量的影响
4 小结
第三章 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤生态结构影响
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 试验设计
1.3 取样方法
1.4 测定指标及方法
1.4.1 DNA提取及检测
1.4.2 PCR扩增
1.4.3 DGGE步骤
1.4.4 真菌PCR扩增条件
1.4.5 氨氧化菌16SrDNA的PCR扩增采用Neste-PCR程序
1.4.6 氨氧化细菌PCR产物变性梯度凝胶电泳(DGGE)条件
1.4.7 土壤微生物群落功能多样性的测定
2 结果与分析
2.1 钙素及秸秆物料对日光温室土壤细菌群落结构的影响
2.1.1 土壤DNA提取结果
2.1.2 土壤细菌PCR扩增结果
2.1.3 钙素及秸秆物料对日光温室番茄土壤细菌的群落结构的影响
2.2 钙素及秸秆物料对日光温室土壤真菌群落结构的影响
2.3 钙素及秸秆物料对日光温室土壤氨氧化细菌群落结构的影响
2.4 钙素及秸秆物料对日光温室土壤微生物功能多样性的影响
3 讨论
3.1 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤微生物群落多样性的影响
3.2 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤微生物功能多样性的影响
4 小结
第四章 钙素及秸秆物料对日光温室土壤微生物数量、土壤酶活性和自毒物质的影响及特异性指标间的相关性分析
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 试验设计
1.3 取样方法
1.4 测定指标及方法
1.4.1 土壤微生物数量的测定
1.4.2 土壤酶活性的测定
1.4.3 色谱条件色谱柱
2 结果与分析
2.1 钙素及秸秆物料对日光温室土壤微生物数量的影响
2.2 钙素及秸秆物料对日光温室土壤酶活性的影响
2.3 钙素及秸秆物料对日光温室土壤根系自毒物质含量的影响
2.4 土壤环境各特异标志性指标相关性分析
2.4.1 土壤微生物数量与土壤种群多样性和功能多样性的相关性分析
2.4.2 土壤微生物群落多样性和功能多样性与土壤不同形态有机碳的相关性分析
2.4.3 土壤酚酸物质、土壤酶和土壤微生物种群和功能多样性的相关性分析
2.4.4 土壤酶活性与土壤理化性状的相关性分析
3 讨论
3.1 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤微生物数量的影响
3.2 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤酶活性的影响
3.3 钙素及秸秆物料对日光温室番茄连作土壤酚酸物质的影响
3.4 番茄连作土壤对钙素及秸秆物料的改良响应
4 小结
全文总结
研究特点和创新之处
研究展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物炭配施有机肥可改善土壤环境并减轻苹果连作障碍[J]. 王玫,徐少卓,刘宇松,张素素,张红,陈学森,王艳芳,毛志泉. 植物营养与肥料学报. 2018(01)
[2]生石灰对酸性土壤pH值及微生物群落功能多样性的影响[J]. 淡俊豪,齐绍武,黎娟,靳辉勇,朱益,梁仲哲. 西南农业学报. 2017(12)
[3]生物质炭改善果园土壤理化性状并促进苹果植株氮素吸收[J]. 刘会,朱占玲,彭玲,陈倩,刘相阳,葛顺峰,姜远茂. 植物营养与肥料学报. 2018(02)
[4]Using probiotics to improve swine gut health and nutrient utilization[J]. Shengfa F.Liao,Martin Nyachoti. Animal Nutrition. 2017(04)
[5]秸秆还田配施氮肥对东北春玉米光合性能和产量的影响[J]. 白伟,张立祯,逄焕成,孙占祥,牛世伟,蔡倩,安景文. 作物学报. 2017(12)
[6]采煤沉陷区不同造林树种恢复土壤酚酸物质对土壤微生物的影响[J]. 及利,杨立学. 应用生态学报. 2017(12)
[7]秸秆还田与施氮肥对松嫩平原玉米氮素吸收及产量的影响[J]. 于舒函,龚振平,马春梅,王永吉,张喜亭. 玉米科学. 2017(04)
[8]秸秆还田对植烟土壤酶活性及细菌群落多样性的影响[J]. 薄国栋,申国明,陈旭,张忠锋,许家来,高林,王毅,管恩森,王树键,张继光. 中国烟草科学. 2017(01)
[9]土壤增氧方式对其氮素转化和水稻氮素利用及产量的影响[J]. 胡继杰,朱练峰,胡志华,钟楚,林育炯,张均华,曹小闯,Allen Bohr James,禹盛苗,金千瑜. 农业工程学报. 2017(01)
[10]Autotrophic and Heterotrophic Nitri?cation in a Highly Acidic Subtropical Pine Forest Soil[J]. FAEFLEN J.Sarwee,LI Shiwei,XIN Xiaoping,Alan L.WRIGHT,JIANG Xianjun. Pedosphere. 2016(06)
博士论文
[1]不同管理下稻田土壤有机碳及土壤胞外酶活性变化研究[D]. 李子川.南京农业大学 2016
[2]生物炭对不同类型土壤理化性质和微生物多样性的影响[D]. 韩光明.沈阳农业大学 2013
硕士论文
[1]AM真菌与生物炭对连作梨园化感作用的效应研究[D]. 陈艳芳.西南大学 2017
[2]马铃薯连作对根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响[D]. 白艳茹.内蒙古农业大学 2010
[3]生石灰调节大豆根际微环境研究[D]. 李兆林.东北林业大学 2008
[4]日光温室黄瓜连作土壤微生物区系与酶活性变化研究[D]. 马云华.山东农业大学 2004
[5]利用RAPD技术研究设施不同种植年限土壤微生物多样性[D]. 焦晓丹.东北农业大学 2004
本文编号：3721474
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