微透析技术在秸秆还田化感作用研究中的初步应用

发布时间：2020-07-07 16:55

【摘要】：秸秆还田是我国农业可持续发展的有效途径之一,随着近年来秸秆还田的普及,在稻-油轮作区,由水稻秸秆直接还田引发的负效应日益凸显。许多研究认为由木质素降解产生的单体酚酸类化合物(以下称酚酸)是植物材料腐解产生的主要化感物质,但水稻秸杆还田后产生的负效应是否为酚酸作用的结果,尚需进一步研究阐明。另外,在当前化感作用的机理和机制研究上还存在技术瓶颈,能够准确监测土壤中化感物质真实动态的研究方法被认为是正确的突破路径。本研究首先采用parker bioassay法,以秸秆混土培养获得的土壤水提取液为培养基,以油菜和稗草为受体进行了生物测试,以稗草为对照,从各项生物指标上评价了秸秆处理对油菜的化感效应。生物测试结果表明:秸秆处理对油菜和稗草都具有化感作用,表现为低促高抑,但从整体上看,在所有时期均未对油菜和稗草种子发芽率有显著影响,对两者的胚根生物量有增加趋势。秸秆处理对油菜和稗草种子幼芽的化感抑制作用集中体现在对地上部分生物量抑制上,其中对油菜地上部分生物量最显著抑制培养时间为7 d-15 d两个时期,其化感效应指数为-17.7%,高于稗草的-9.5%,这说明其受到的抑制作用强于稗草。这充分肯定了水稻秸秆处理对油菜幼苗的化感作用。对试验中土壤水提取液酸酸总含量的统计结果显示:土壤水提取液中酚酸总含量为3.3-49.0μg/g,与前人的结果处于同一数量级。水稻秸秆处理所致的土壤水溶态酚酸总量的最大增幅也出现在培养7 d-15 d时,与油菜幼芽地上部分生物量的化感抑制率呈现显著相关性,肯定了酚酸对于水稻秸秆化感作用的意义。土壤水溶态C与水溶态酚酸总量间存在极显著正相关性(P0.01),则肯定了秸秆处理后土壤中水溶态酚酸的增加是水稻秸秆腐解的结果。本研究为突破化感作用研究的技术瓶颈,尝试引入了微透析技术,对化感物质进行原位、实时、持续取样分析,以上述实验土壤水提液中普遍被检出且总含量最高的对羟基苯甲酸为研究对象,研究了部分重要环境因素对对羟基苯甲酸回收率的影响。结果表明,在液体环境和石英砂及土壤环境下,透析平衡都在45 min～90 min之间;在10℃～35℃,随着温度升高回收率显著提高(0.01p0.05);在5.29～8.04的pH值范围内,pH值地降低有利于回收率提高;在不同灌流液下,探针提取对羟基苯甲酸的回收率情况分别为:纯水0.01 MNaN030.01 MHC10.1 MHC1。基于前述条件,本研究以稻-油轮作系统中2种代表性的土壤为介质,在25℃恒温条件下,以0.01 MNaN03为灌流液,在持续6小时的取样时间内,利用微透析技术对两次以不同浓度(土壤中正常水平浓度和5倍于正常水平的高浓度)外源添加的对羟基苯甲酸在土壤中不同时间节点的动态轨迹进行了持续性监测取样,通过HPLC进行检测分析。试验表明,在上述试验参数下,微透析技术可以有效反应出土壤中化感物质的动态变化轨迹,实现了对土壤中目标化感物质原位、连续、微空间尺度取样。肯定了微透析技术在研究非根际-根际-植物体系中化感物质去向的巨大潜力。本论文最后在前述试验结论的基础上建立了微透析提取—HPLC分析系统研究土壤中酚酸动态变化的研究方法。
【学位授予单位】：湖北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S141.4;X712
【图文】：

稗草,油菜,发芽率,水稻

图中数据为平均值＋标准偏差；多重比较采用ＬＳＤ法；图１一图７相同。逡逑２．３．２水稻稻轩处理对油菜和碑草地上和根系生物量的影响逡逑由图２－２和图２－３可知，稻杆处理对油菜和稗草幼苗的地上部分生物量的影响随着逡逑枯轩添加量的不同而表现出差异。整个实验期间，稻杆处理对油菜和稗草幼苗总生物量逡逑都表现出显著负效应。稻巧处理对油菜和稗草生物量的影响主要缘于地上部生物量的变逡逑化，对油菜地上部分生物量的显著负效应发生在播种后７ｄ－１５ｄ阶段，其中，不同稻轩逡逑量添加量水平之间的差异在播种１５ｄ最大，１．邋５倍稻杆还田量显示出最高的抑制效应。逡逑程杆处理对碑草地上部分生物量影响，仅在播种１５邋ｄ前后表现出明显抑制。其中１倍逡逑稻轩还田量水平影响最显著。从程杆处理对根系生物量的影响来看。由图２－３可Ｗ看出逡逑１４逡逑

油菜,稗草,稻秸秆,根系生物量

第２章水稻稻轩还田对油菜的化感作用评价理后，油菜根系生物量呈现在时间上呈现出先升后降，随后再上升，油７ｄ时最高，而稗草根系生物量变化在时间上呈现相反的动态，且在７ｄ时轩添加量水平上，油菜和稗草的根系生物量都表现出低促高抑的响应。逡逑．６邋１逦１逡逑

根系生物量,油菜,稗草

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