秸秆残体还田对黄瓜幼苗生长及土壤微生物菌群的影响

发布时间：2017-06-12 12:03

  本文关键词：秸秆残体还田对黄瓜幼苗生长及土壤微生物菌群的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：黄瓜(Cucumis sativus L.)由于其清香的气味,清脆的口感成为世界上广受欢迎的蔬菜之一,拥有广阔的市场前景。近些年,由于市场对黄瓜的迫切需求,黄瓜的连作面积越来越大,导致黄瓜植株生长不良,果实品质下降,病害发生严重等一系列连作障碍问题。研究发现,作物秸秆管理能够改善土壤的理化性状和生物学性状,有利于缓解土壤的连作障碍问题,但是不同的作物秸秆对同一受体植物或不同受体植物的生长及发育有不同的作用。本研究以黄瓜连作6年(12茬)的大棚土为供试土壤,以黄瓜为试验材料,在连作土壤中分别单独添加玉米、小麦以及菊芋秸秆,通过常规方法测定玉米、小麦以及菊芋秸秆处理后黄瓜幼苗的株高、茎粗、干鲜重以及叶面积,土壤酶活性,土壤微生物量碳及氮含量,土壤可培养微生物数量,利用qPCR及PCR-DGGE技术探明土壤中特异微生物的群落大小及结构的变化,利用高通量测序技术探明土壤中真菌及细菌的群落组成和多样性的变化,探明不同秸秆对黄瓜幼苗生长及土壤生态环境的影响,为生产上利用作物秸秆缓解土壤连作障碍提供理论依据及技术支撑。试验研究结果如下:(1)整体上,与对照相比,玉米和小麦秸秆处理均能够在一定程度上促进黄瓜幼苗的株高、茎粗、鲜重、干重和叶面积的增加,菊芋秸秆处理只在第10d和20d时对黄瓜生长表现促进作用。(2)玉米秸秆处理提高了土壤脲酶及转化酶活性,小麦秸秆处理提高了土壤中性磷酸酶、转化酶以及脱氢酶活性,菊芋秸秆处理提高了土壤脲酶、转化酶以及脱氢酶活性。(3)各秸秆处理在三个取样时期均一定程度地增加了土壤中微生物量碳的含量,显著增加了土壤中微生物量氮的含量。整体上,小麦和菊芋秸秆处理微生物量碳和氮含量较高,玉米秸秆处理含量较低。(4)各秸秆处理均降低了土壤中真菌的数量,在第10d时差异达到显著。各秸秆处理均显著增加了土壤中细菌的数量,在三个取样时期,菊芋秸秆处理细菌数量较高,小麦秸秆处理较低。(5)各秸秆处理均有增加土壤假单胞菌群落丰度的趋势。此外,秸秆处理后土壤尖孢镰刀菌的相对丰度在第10d和20d时呈现上升趋势,在30d时,三种秸秆处理均显著降低了土壤尖孢镰刀菌的相对丰度,处理间差异不显著。(6)各秸秆处理的土壤假单胞菌和芽孢杆菌的图谱条带数及多样性指数均先升高后降低,其中玉米和小麦秸秆处理的假单胞菌和芽孢杆菌的图谱条带数和多样性指数要高于菊芋秸秆处理。(7)高通量测序结果表明,在三个取样时期,各秸秆处理均增加了土壤子囊菌门和变形菌门的相对丰度,降低了接合菌门和厚壁菌门的相对丰度。在第30d时,玉米和小麦秸秆处理降低了土壤轮枝孢属、毒虫霉属、帚枝霉属、赤霉菌属、棒孢属、土壤寡养单胞菌属和屈挠杆菌属的相对丰度,增加了土壤纤维弧菌属、丰佑菌属、类诺卡氏菌属、硝化螺菌属的相对丰度,菊芋秸秆处理的各菌属的变化趋势与玉米、小麦秸秆两处理相反。综上,玉米和小麦秸秆处理均在一定程度上能够促进黄瓜幼苗的生长。整体上,玉米秸秆处理提高了土壤脲酶及转化酶活性,小麦秸秆处理提高了土壤中性磷酸酶、转化酶以及脱氢酶活性,菊芋秸秆处理提高了土壤脲酶、转化酶以及脱氢酶活性。各秸秆均在一定程度上增加了土壤微生物量碳及氮的含量,其中小麦和菊芋秸秆的微生物量碳及氮的含量相对较高。各秸秆处理均一定程度地降低了土壤真菌的数量,增加了土壤细菌的数量,提高了假单胞菌的丰度。各秸秆处理的Fusarium oxysporum的相对丰度,假单胞菌及芽孢杆菌的多样性指数均呈现先升高后降低的趋势。各秸秆处理均改变了土壤真菌和细菌的群落组成。
【关键词】：秸秆 黄瓜 连作障碍 土壤酶 土壤微生物量 土壤微生物群落组成
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S642.2;S141.4
【目录】：

• 摘要8-10
• 英文摘要10-12
• 1 引言12-20
• 1.1 研究的目的与意义12-13
• 1.2 国内外研究进展13-20
• 1.2.1 黄瓜连作障碍研究进展13-14
• 1.2.2 连作障碍的防治措施14-16
• 1.2.3 植物残体与土壤修复16-18
• 1.2.4 植物残体与植物生长、产量的关系18
• 1.2.5 土壤微生物多样性与其研究方法18-20
• 2 材料与方法20-27
• 2.1 试验材料20
• 2.2 供试试剂与试验仪器20-21
• 2.2.1 供试试剂20-21
• 2.2.2 供试仪器21
• 2.3 试验设计21-22
• 2.4 测定项目与测定方法22-26
• 2.4.1 生长指标的测定22
• 2.4.2 土壤基本化学性质的测定22
• 2.4.3 土壤酶活性的测定22
• 2.4.4 土壤微生物生物量碳、氮的测定22-23
• 2.4.5 土壤可培养微生物数量的测定23
• 2.4.6 土壤微生物群落数量及丰度的测定23-24
• 2.4.7 土壤微生物群落结构的测定24-25
• 2.4.8 土壤的微生物群落组成及多样性的测定25-26
• 2.5 数据分析26-27
• 3 结果与分析27-52
• 3.1 秸秆残体还田对黄瓜幼苗生长的影响27-30
• 3.1.1 秸秆残体还田对黄瓜幼苗株高的影响27
• 3.1.2 秸秆残体还田对黄瓜幼苗茎粗的影响27-28
• 3.1.3 秸秆残体还田对黄瓜幼苗鲜重的影响28
• 3.1.4 秸秆残体还田对黄瓜幼苗干重的影响28-29
• 3.1.5 秸秆残体还田对黄瓜幼苗叶面积的影响29-30
• 3.2 秸秆残体还田对土壤酶活性的影响30-31
• 3.3 秸秆残体还田对土壤微生物量碳、氮的影响31
• 3.4 秸秆残体还田对土壤可培养微生物数量的影响31-32
• 3.5 秸秆残体还田对土壤微生物群落丰度的影响32-33
• 3.6 秸秆残体还田对土壤微生物群落结构的影响33-40
• 3.6.1 秸秆残体还田对土壤假单胞菌的群落结构的影响33-37
• 3.6.2 秸秆残体还田对土壤芽孢杆菌群落结构的影响37-40
• 3.7 秸秆残体还田对土壤微生物群落组成及多样性的影响40-52
• 3.7.1 土壤微生物测序的合理性40-42
• 3.7.2 秸秆残体还田对土壤微生物多样性的影响42-43
• 3.7.3 秸秆残体还田对土壤微生物群落组成的影响43-52
• 4 讨论52-55
• 4.1 秸秆残体还田对黄瓜幼苗生长的影响52
• 4.2 秸秆残体还田对土壤酶活性的影响52
• 4.3 秸秆残体还田对土壤微生物量碳、氮含量的影响52-53
• 4.4 秸秆残体还田对土壤可培养微生物数量的影响53
• 4.5 秸秆残体还田对土壤微生物群落丰度的影响53-54
• 4.6 秸秆残体还田对土壤微生物群落组成和多样性的影响54-55
• 5 结论55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-67
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文67

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本文编号：443974