氮素对人参生长和根际土壤酶及细菌群落的影响

发布时间：2020-03-04 19:09

【摘要】：本文以经过一定土壤改良后的农田为基础,设定了空白对照包含在内的四个施氮梯度(0、5、10、15 g/m2),探究了不同施氮浓度对在农田中种植的人参生长的影响,以及不同人参生长时期的人参根际土中土壤酶与细菌群落变化情况,实验中测定了人参株高、茎粗、叶面积、存苗率;并采用滴定法及比色法检测了酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性变化;采用高通量测序手段研究了细菌群落的变化情况。分析结果如下:综合考虑各施氮浓度对人参生长指标的影响认为在本实验条件下,施加中浓度的氮肥较为合适(10g/m2),实验所用的改良后的农田土壤理化性质为:全氮含量为3.12±0.65g/kg、碱解氮含量为113±3.1mg/kg、速效磷含量为45.47±1.6mg/kg、速效钾含量为257.19±4.2mg/kg、有机质含量为66.80±1.54g/kg、p H为5.63±0.46。不同施氮浓度对人参各生长指标的影响为:中、高浓度的施氮处理显著提高了人参在花期、红果期的人参株高;中浓度的施氮处理显著提高了花期的人参茎粗;中、高浓度的施氮处理显著提高了人参在红果期的茎粗;中浓度及高浓度施氮处理显著提高了人参叶面积。施氮处理并未显著改变人参的存苗率(P0.05)。不同施氮浓度对人参根际土中四种土壤酶的活性影响情况为:中浓度的施氮处理显著提高了出芽期过氧化氢酶的活性;中浓度及高浓的的施氮处理显著提高了出芽期及红果期脲酶的活性,高浓度的施氮处理显著提高了红果期脲酶的活性;高浓度的施氮处理显著提高了出芽期及花期酸性磷酸酶的活性;中浓度及高浓度的施氮处理显著提高了出芽期、花期、红果期人参根际土中蔗糖酶的活性。不同施氮浓度对人参根际土中细菌群落的影响为:对人参根际土中细菌alpha多样性分析发现:各时期、各处理组的ace、chao、shannon指数都未出现显著性差异,认为氮处理并未对人参根际土中细菌的多样性产生显著影响。对人参根际土中细菌门水平的组分分析发现:在人参出芽期,高浓度的施氮处理显著提高了酸杆菌门的比例,酸杆菌随施氮浓度的增高,其比例也在增高,施氮处理降低了疣微菌门以及放线菌门、绿弯菌门在土壤中的含量;在人参花期,施加氮素降低了芽单胞菌门与拟杆菌门在花期人参根际土中的含量;在人参红果期,施氮降低了人参根际土壤中疣微菌门、芽单胞菌门、厚壁菌门的含量,其中疣微菌门的含量随着施氮浓度的提高而降低,施氮处理提高了放线菌门、绿弯菌门在人参根际土中的含量;在人参枯萎期,施氮降低了枯萎期人参根际土中放线菌门、芽单胞菌门、厚壁菌门的含量,提高了疣微菌门的含量。对人参根际土中细菌不同时期的RDA分析发现:在出芽期,Candidatus Solibacter、Sphingomonas、Gemmatimonas、Nitrospira、Acidothermus的含量与实验中设定的施氮浓度成正相关,Bradyrhizobium、Massilia、Clostridium sensu stricto 1、Methanosarcina的含量与实验中设定的施氮浓度成负相关;在花期,Gemmatimonas、Bradyrhizobium、Arthrobacter的含量与实验中设定的施氮浓度成正相关,Nitrospira、Rhizomicrobium、Sphingomonas、Bryobacter、Pseudolabrys、Candidatus Solibacter在人参根际中的含量与初期施入土中的施氮浓度成负相关;在红果期。Nitrospira、Acidothermus、Gaiella的含量与氮素浓度成正相关,Candidatus Solibacter、Sphingomonas、Pseudolabrys、Bradyrhizobium、Bryobacter、Gemmatimonas、Rhodanobacter、Rhizomicrobium的含量与实验中初期施入土中的氮素浓度成负相关;在枯萎期,Arthrobacter、Bryobacter的含量与实验中设定的施氮浓度成正相关,Sphingomonas、Gemmatimonas、Candidatus Solibacter、Rhizomicrobium、Acidothermus、Bradyrhizobium、Rhodanobacter、Pseudolabrys、Gaiella、Nitrospira的含量与实验中设定的施氮浓度成负相关。对人参根际土中细菌不同时期的Lef Se分析发现:在出芽期,施氮处理显著提高了Variibacter、Acetobacteraceae、Granulicella在人参根际土壤中的含量,显著降低了Mycobacterium、Tumebacillus的含量;在花期,施氮处理显著降低了bacterium Ellin6517、Aquincola、Sorangium在人参根际土壤中的含量;在红果期,施氮处理显著降低了Acetobacteraceae在人参根际土壤中的含量,显著提高了Aquicella、Nocardioides、Haliangium、Actinoplanes、Planctomycetaceae含量;在枯萎期,氮素处理显著降低Clostridium sensu stricto 12、Myxococcaceae、Arthrobacter、Gemmatimonas、Streptomyces、Reyranella在土壤中的含量。施氮处理显著提高了Anaeromyxobacter、Acidobacteriaceae含量。
【图文】：

株高,氮素,农田,人参

3.3.2.1 人参株高受氮素影响人参生长指标中，出芽期数据测定于五月下旬，花期数据测定于六月中旬，红果期数据测定于八月初。如图3.1所示，，随施氮浓度的增高，人参株高总体呈现先增高后下降的趋势。在出芽期，实验设定的四个施氮浓度对人参株高并没有显著性差异，但随着施氮浓度的增高，实验中人参出芽期及红果期的株高都显现了增高的趋势。在花期及红果期，施氮浓度显著影响了人参的株高，中浓度实验组（10g/m2）下的株高最高，显著高于其他三组，高浓度实验组（15g/m2）下的人参株高比中浓度的株高略有降低。综上所述，相比于对照组，在本实验条件下设置的中、高浓度的施氮处理显著提高了人参在花期、红果期的人参株高，低浓度的施氮并没有对人参株高造成显著影响。另外在出芽期

茎粗,氮素,红果

Fig.3.2 The effects of the application of nitrogen on the stem diameter of ginseng（注：P<0.05，图中显著性比较标注为同一时期下不同施氮浓度的比较结果）如图3.2所示，在出芽期及红果期，随施用氮素浓度的增高，人参茎粗体现出增高趋势。本实验中氮素浓度对出芽期的人参的茎粗并没有显著性影响。在花期，氮素浓度显著影响了人参的茎粗，人参茎粗随着氮素浓度的提高出现先升高后降低的趋势，中浓度的施氮浓度下的人参茎粗最高，显著高于其他三组的下的人参茎粗，而CK、T1、T3三组间人参的茎粗并无显著差异。在红果期，中浓度及高浓度实验组的人参茎粗显著高于对照组，而两者间无显著性差异，低浓度实验组的人参茎粗与其他三组的人参茎粗无显著性差异。综上所述
【学位授予单位】：鲁东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S567.51

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