江西省豇豆连作障碍现状及缓解机制的研究

发布时间：2020-06-30 11:30

【摘要】：目前连作障碍是制约我国农业健康可持续发展的难题之一,豇豆连续多年种植生长发育变缓,产量减低、品质下降。基于此,本研究通过调查江西省豇豆连作障碍现状及其形成的原因,拟通过生物多样性、绿色环保技术来探究出有效缓解豇豆连作障碍的方法。试验以芹菜和紫背天葵为伴生作物、大蒜和芥菜秸秆作为腐解材料以及芥菜浸提液处理连作豇豆,通过分析其对豇豆生长发育、生理指标、土壤理化性质及微生物群落结构的影响,探讨其缓解豇豆连作障碍的作用机制,为在实际生产中提供切实可行的理论依据。主要结果如下:1、为进一步掌握江西省豇豆连作障碍发生主要原因和防治情况,在江西省选择6个豇豆主要产区进行调查。结果表明,江西省豇豆均存在不同程度的连作障碍问题,其中新干、高安地区连作程度较为严重,豇豆平均发病率达到了27.4%以上。施肥情况的调查以及连作豇豆土壤测定情况中发现,连作豇豆土壤的主要养分铵态氮和有效钾的含量显著不均匀,而偏施化肥、肥水管理不当,会导致的土壤养分不均衡。另外,对豇豆不同连作年限、土壤pH、电导率和发病率进行相关性分析,连作豇豆土壤有酸化的趋势,并与连作年限呈负相关,存在显著性差异,而土壤电导率和发病率则呈现出相反的趋势,与连作年限呈正相关,存在显著性差异。通过对豇豆连作障碍形成的原因进行分析,总结出土壤养分失衡、土壤次生盐渍化、酸化及土传病害是导致豇豆连作障碍发生的主要原因。2、探究芹菜和紫背天葵伴生连作豇豆对其生理指标及根际土壤理化性质的影响。结果表明,与CK相比,芹菜伴生处理能显著提高豇豆株高、茎粗、地上鲜重和地上干重等生长指标,分别增加了23.98%、9.07%、16.14%和16.00%;同时,叶绿素含量、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性也显著提高,过氧化氢酶(CAT)活性也有所提高,但无显著差异。芹菜伴生和紫背天葵伴生处理均能显著提高土壤酶活性(蔗糖酶、多酚氧化酶和酸性磷酸酶)和土壤pH值以及降低土壤电导率。芹菜伴生处理可以显著增加连作豇豆根际土壤放线菌含量,降低真菌含量。最后,两种伴生方式均能提高豇豆产量。3、探究不同秸秆腐解物对豇豆连作土壤微生态环境和豇豆幼苗相关生理指标的影响。结果表明,与CK相比,大蒜和芥菜秸秆腐解均能显著提高豇豆连作土壤pH值、降低土壤电导率,提高土壤酶活性;并且都能显著增加土壤中细菌和放线菌数量和降低真菌数量。种植豇豆后,芥菜秸秆处理能显著提高豇豆幼苗株高、茎粗、鲜重、干重和壮苗指数等指标,而大蒜秸秆处理与CK处理生长指标无显著差异。大蒜和芥菜秸秆处理均能显著提高豇豆叶片叶绿素含量;同时还能提高CAT、POD和超氧化物歧化酶(SOD)活性,并且显著降低了丙二醛(MDA)含量。4、探究芥菜浸提液对豇豆种子发芽和连作下豇豆早期幼苗生长影响的生理机制。结果表明,高浓度芥菜浸提液对种子萌发和胚根生长有强烈的抑制作用,而低浓度下对种子胚根生长及幼苗生长有显著地促进作用,以10 g·L~(-1)的浸提液处理的豇豆幼苗综合指标最好。连作豇豆土壤浇灌芥菜水浸提液提高土壤pH以及土壤酶活性、降低土壤电导率;可不同程度地增加豇豆幼苗株高、茎粗、干质量、鲜质量、壮苗指数以及提高豇豆根长度、根系表面积、根体积、根尖数等生长指标。芥菜浸提液处理后还能促进幼苗叶片过氧化氢(H_2O_2)爆发、以及促进SOD、CAT、POD、GR及DHAR活性的提高。
【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S643.4
【图文】：

豇豆,发病率,电导率,相关性

图 2-1 豇豆连作年限与土壤 pH、电导率及发病率的相关性Fig. 2-1 The correlation between the duration of cowpea and soil pH, conductivity and morbidity如表 2-3 所示，Spearman 相关分析表明，豇豆连作年限与土壤电导率和豇豆发病率呈显著正相关；与土壤 pH 呈显著负相关。土壤 pH 与豇豆发病率呈极显著负相关；土壤电导率与土壤 pH 呈负相关，土壤电导率与豇豆发病率呈正相关，但相关程度均未达到显著水平。表 2-3 豇豆连作年限、土壤 pH、电导率及豇豆发病率 Spearman 相关性分析Table 2-3 Spearman correlation analysis of the number of years of cowpea, soil pH, conductivity andincidence类别Category连作年限Cropping year土壤 pHSoil pH土壤电导率Soil EC发病率Morbidity连作年限Cropping year1.00土壤 pHSoil pH-0.74* 1.00土壤电导率0.69* -0.37 1.00

紫背天葵,芹菜,豇豆,蔗糖酶

.3.3 伴生芹菜和紫背天葵对豇豆根际土壤酶活性的影响伴生芹菜（T2）和紫背天葵（T1）对豇豆根际土壤酶活性的影响，如图 3-1 所示生紫背天葵处理其土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性最高，与单作处理相比，脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶和酸性磷酸酶活性分别显著增加了 7.07%、381.00%1.63%和 42.79%。伴生芹菜处理其蔗糖酶、多酚氧化酶和酸性磷酸酶活性较单作分别显著增加了 162.48%、30.75%和 35.27%；而脲酶活性与单作处理相比无显别。

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