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38000字硕士毕业论文植烟土壤根系分泌物对连作的响应

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:38000字
论点:连作,土壤,活性
论文概述:

土壤细菌群落丰富度连作较轮作土壤低,土壤细菌群落多样性连作小于轮作土壤细菌群落。土壤细菌在湖南浏阳烟区连作栽培模式中主要为厚壁菌门,拟杆菌目和杆菌属,而在轮作栽培模式中主

论文正文:

第一章文献综述

1研究的问题和意义
许多关于克服连作障碍的研究侧重于改善土壤生境,如秸秆还田、水肥结合、间作和其他农艺措施,而关于烟草根系分泌物对连作的响应机制和调节的研究较少。本文采用先进的化学分析方法(气相色谱-质谱)和生物技术方法(聚合酶链反应-DGGE)研究了烤烟根际分泌物组分与土壤养分、土壤酶活性和土壤微生物群落多样性的相关性,为烟草种植制度改革、新品种选育、土壤消毒剂开发、根系土壤微生态环境技术优化和病虫害防治提供理论和技术支持。

2国内外连作障碍机理及调控研究进展

2.1土壤养分和酶活性对连作的响应
土壤养分不平衡是导致连作障碍的一个重要因素。由于作物对土壤养分有特定的选择性吸收规律,特别是对某些中微量元素有特殊需求,长期连作往往导致固定施肥和土壤养分失衡,从而因作物各种养分失衡而造成生理和功能障碍。合理轮作是缓解土壤养分平衡的有效手段。不同作物吸收的养分种类和数量不同,收获后土壤中剩余的有效养分也不同。

2.1.1土壤酸碱度对连作的响应
土壤酸碱度与土壤化学生化反应和微生物活性密切相关,从而影响土壤养分的转化和生物有效性。作物通常根据自身需求对外部环境中的养分有高度的选择性。当向土壤中施用某种肥料时,由于植物的选择性吸收特性,肥料中的阴离子和阳离子将不可避免地发生不平衡,从而影响土壤的酸碱度。大多数研究表明,连作降低了土壤酸碱度缓冲能力,不利于土壤养分供应和养分吸收,从而影响作物生长、发育、产量和品质。张可(2010)比较了6年连作和轮作烤烟种植的土壤酸碱度。连作使土壤酸碱度从5.81降至5.23,轮作玉米土壤酸碱度变化不大。马海燕(2011)测定了不同连作年限日光温室种植非洲菊的土壤酸碱度。连作土壤酸碱度总体呈下降趋势。连作7年土壤酸碱度比连作1年降低0.11个单位,土壤容重也降低。其原因可能是温室封闭状态下土壤水分平衡发生了变化,大量施肥导致土壤盐碱化,进而导致酸碱度变化。郭宏伟(2011)测量了不同年份温室辣椒土壤的酸碱度。结果表明,土壤酸碱度呈显著下降趋势。土壤酸化的原因可能是有机肥的施用量相对减少,土壤缓冲能力降低,长期过量施用单一化肥,特别是生理酸肥料(如硫酸钾)和化学酸肥料(如过酸消耗),以及氮肥和精细有机肥的施用量相对较大,土壤中大量氮的积累和绝大多数向NCV的氧化(林德,2003年)

2.1.2土壤有机质对连作的响应
土壤有机质含量是土壤肥力的指标之一,是一种稳定、长期的氮源物质。腐殖质是在微生物的参与下通过腐殖化形成的,从而提高土壤肥力保持能力。关于有机质对连作的反应,不同的研究报告有不同的结论。龚诺(2011)以不同连作年限的棉田为研究对象,测定了不同年份的土壤有机质。连作12年棉田土壤有机质含量最高。连作20-30年后,有机质会降至初始水平。虽然在种植初期土壤中的有机质是通过作物残体的分解来补充的,但作物在生长过程中也吸收了大量的土壤养分,归还给土壤的有机质也较少,因此多年连作的棉田越来越接近荒地的有机质含量。周珂(2011年)测量了冯丹根际土壤有机质对连作的响应。根际土壤有机质含量明显高于非耕作土壤。然而,连作时间越长,有机质含量越低,这可能是由于长期连作造成土壤中酚酸的积累,土壤根际环境酸化,酶活性降低加剧,根际土壤腐殖质和有机质形成减少。马海燕(2011)在温室中测定了不同连作年限非洲菊的土壤有机质。土壤有机质含量随连作年限增加而增加,这可能与施肥措施有关。温室连作辣椒土壤有机质含量的增加程度随着连作年限的延长而增加,可能是化肥和有机肥的投入量过大,超过了蔬菜生长的吸收能力。
土壤酶活性是土壤微生态环境中一项重要的生理活性指标。它常用于评价土壤微生态环境的变化,越来越受到人们的关注。过氧化酶和多元酸氧化酶是重要的氧化还原酶,是土壤腐殖化的介质。脲酶催化尿素水解为氨,并影响土壤中尿素的有效性。转化酶活性与有机质、氮、磷含量、微生物数量、土壤呼吸等有关。它通常用来描述土壤成熟的程度。磷酸酶活性可作为作物磷丰缺的指标(龚聪,2011) [11]。采用盆栽方法,研究了大蒜连作不同年份土壤酶活性的变化。结果表明,各种酶活性(过氧化物酶、聚肼氧化酶、脲酶、磷酸酶和鹿糖)的变化呈倒“马鞍”状,峰值出现在第10年。谷赞超(2011) [] 4]测定了连作3-8年的植烟土壤酶活性。结果表明,土壤脲酶、磷酸酶和鹿糖度活性在3年内最高,其次是主脉,在连作8年内最低。结果表明,随着连作年限的增加,土壤酶活性先升高后降低,而长期连作会降低土壤酶活性,这与根际土壤微生物数量的变化一致。马海燕(2011)
结论温室连作非洲菊土壤酶活性测定表明,土壤脲酶或鹿糖酶活性呈现先升高后降低的趋势,连作1年和3年后土壤酶活性下降,连作5年后又上升。土壤过氧化物酶和中性磷酸酶活性呈下降趋势,蛋白酶呈上升趋势。张可(2011) [6]通过对不同连作年限植烟土壤酶活性的测定,表明连作抑制脲酶和普通糖酶活性,但增加过氧化氢酶活性。原因是连作土壤氧化作用强,根际微生物代谢活跃,过氧物质分解快,对根系毒性弱,能在一定程度上缓解烤烟连作障碍。

第三章土壤酶活性对连作的影响............................26-31
1材料和方法................................26-28
1.1采样位置................................26
1.2实验设计................................26
1.3土壤养分测定方法................................26-27
1.4土壤酶活性测定方法................................27-28
结果和分析................................28-30
3结论................................30-31
第四章连作轮作烟田根际................................31-38
1材料和方法................................31-33
1.1研究领域概述................................31-32
1.2样品的取样和制备................................32
1.3摘录................................32-33
结果和分析................................33-37
3结论................................37-38
第五章连作和轮作................................38-47
1材料和方法................................39-40[/溴/] 1.1测试材料................................39[/比尔/] 1.2测试设计................................39 [/溴/] 1.3土壤细菌和真菌群落多样性分析方法................................39-40
1.4 DGGE地图集分析................................40
结果和分析................................40-45
2.1脱氧核糖核酸提取和聚合酶链反应扩增................................40-41
2.2细菌群落多样性分析................................41-42[/比尔/] 2.3 16锶脱氧核糖核酸序列分析................................42-44
2.4 18锶脱氧核糖核酸序列分析................................44-45
3结论................................45-47

[8]

采用气相色谱和质谱法测定和分析了连作和轮作根际土壤中有机酸组分的含量和差异。结果表明,连作根际土壤中有机酸含量高于轮作土壤,验证了以往连作土壤酸化的理论,丰富了连作障碍的理论基础。采用聚合酶链反应结合变性梯度凝胶电泳技术分析了烟草根际土壤细菌的16 S rDNA片段。结果表明,连作和轮作根际植烟土壤细菌群落多样性不同。连作栽培模式降低了土壤细菌群落的多样性。磁带中的特定片段被测序,磁带的序列在美国的基因银行(Genebank)中被发现!注册后,BLAST程序用于将测试序列与已知细菌片段序列进行比较。结果表明,连作和轮作烤烟根际土壤细菌群落的类型和功能存在差异,这可能与地理环境和栽培因素有关。
连作障碍是由多种因素造成的,其中许多因素相互关联,对烤烟的生长起协同作用。然而,本文只研究了各主要因素对连作的响应。邻苯二甲酸是一种增塑剂,可能与农业生产中大量塑料薄膜残留有关。这些环境污染物对烤烟的生长有胁迫作用,但对烤烟质量的影响尚未见报道。土壤中的有机污染物可以被根际细菌或真菌降解,但尚不清楚哪些细菌或真菌可以降解污染物。将来,应该筛选细菌或真菌,以选择能够降解有机物的细菌或真菌,并将其应用于生产。由于土壤是一个大的反应池,在发生异常反应,即连作障碍后,可以通过旋转或休闲来调节其反应强度。各种动植物和昆虫病害物质或化感物质进入土壤后,会影响土壤本身化学物质的组成和含量。当化学物质积累到一定浓度时,它们会影响植物本身的生长。