發(fā)布時間：2017-09-04 11:05

  本文關鍵詞：不同種植模式對胡麻田土壤酶活性和土壤微生物群落結構及多樣性的影響

  更多相關文章： 胡麻 種植模式 土壤酶活性 微生物群落結構 微生物多樣性

【摘要】：胡麻是我國北方地區(qū)傳統(tǒng)和重要的油料作物。近年來隨著胡麻油價格的不斷上升,農戶種植面積不斷擴大,造成種植結構單一,連作現(xiàn)象普遍,導致植株生長發(fā)育受阻、病蟲害加劇、產量和品質下降等問題,嚴重影響了胡麻產業(yè)的健康發(fā)展。本研究于2014年在甘肅省中部榆中縣半干旱山區(qū)設置了定位試驗,以胡麻-小麥輪作、胡麻/小麥間作、胡麻連作和撂荒處理四種處理模式為背景,研究胡麻不同種植方式對土壤酶活性、土壤養(yǎng)分、根際細菌和真菌遺傳多樣性等環(huán)境因子的影響,以期揭示胡麻不同種植模式下根層土壤微生態(tài)環(huán)境變化機制,為胡麻種植和選擇種植模式提供理論依據和實踐探索。主要研究結果如下:1、不同種植模式對根層土壤酶活性有顯著影響不同種植模式在不同生育期對0-20cm耕層土壤過氧化氫酶、脲酶、堿性磷酸酶和蔗糖酶活性有顯著的影響。土壤過氧化氫酶活性和蔗糖酶活性在整個生育期的變化趨勢基本一致,苗期酶活性均低于開花期,平均為2.07mg·(g·h)-1和23.58 mg·(g·d)-1。開花期兩種酶活性均上升,收獲期活性下降。土壤脲酶活性呈先減后增趨勢,開花期顯著低于苗期和收獲后。而堿性磷酸酶活性則呈持續(xù)降低趨勢。撂荒處理在不同時期數(shù)值相對穩(wěn)定,呈線性變化,苗期略低于開花期和收獲后。2、不同種植模式土壤酶活性隨土層加深均呈下降趨勢20-40cm土層各種酶活性顯著下降,且處理間差異趨于不顯著;當土層深度達到40-60cm時,各種酶活性繼續(xù)下降,處理間差異不顯著。這主要是因為不同種植模式所引入的不同植物的根系和土壤相互作用引起的土壤有機質的分層分布不均,對土壤微生物的生長和繁殖產生不同影響,進而影響到土壤酶的活性,但對深層土壤酶活性的影響較小。3、土壤酶活性與土壤理化性狀間關聯(lián)性差異較大土壤酶活性與土壤理化性狀及部分養(yǎng)分元素有密切關聯(lián),不同的土壤酶活性與不同土壤理化性狀關聯(lián)性差異較大。過氧化氫酶活性與土壤p H值、有效鋅含量呈現(xiàn)顯著負相關,與速效鉀含量、脲酶活性、全磷含量呈現(xiàn)顯著正相關,與有效鋅含量呈顯著負相關;堿性磷酸酶活性與全磷含量、速效鉀含量均呈現(xiàn)顯著正相關性,而與有效鋅含量、有效錳含量呈現(xiàn)顯著負相關;蔗糖酶活性則未見與各土壤理化性狀指標間有顯著相關性。4、不同種植模式對作物根際土壤微生物群落結構有較大影響通過大田設置和高通量測序相結合的試驗方法獲得不同種植模式下作物根際土壤微生物群落結構的變化,結果可知,不同種植模式對作物根際土壤微生物群落結構的影響各不相同。通過高通量測序結果表明,土壤中占優(yōu)勢的四種細菌門和四種處理間的相互影響不同,表現(xiàn)為變形菌門(P roteobacteria)的百分含量輪作間作撂荒≈連作處理。酸桿菌門(A cidobacteria)連作間作≈撂荒輪作。放線菌門(A ctinobacteria)輪作連作撂荒間作。綠彎菌門(Chloroflexi)連作輪作≈間作撂荒。土壤中占優(yōu)勢的四種真菌門和四種處理間的相互影響不同,表現(xiàn)為子囊菌門(A scomycota)的百分含量連作輪作撂荒間作。土壤中接合菌門(Z ygomycota)的百分含量間作連作輪作撂荒。土壤中擔子菌門(B asidiomycota)的百分含量輪作≈撂荒間作連作。說明不同種植模式對作物根際土壤微生物群落結構的影響各不相同。5、不同種植模式下作物根際土壤微生物多樣性的變化通過高通量測序,不同種植模式下作物根際土壤微生物群落多樣性的指數(shù)各不相同,分析數(shù)據的Shannon和Simpson結果可知,細菌的S impson指數(shù)輪作撂荒間作連作,真菌的S impson指數(shù)輪作間作撂荒連作。細菌的S hannon指數(shù)輪作撂荒間作連作,真菌的S hannon指數(shù)輪作間作撂荒連作。本研究結果初步揭示了高寒區(qū)胡麻不同種植模式下的土壤酶活性,土壤養(yǎng)分,土壤細菌和真菌群落結構以及土壤微生物多樣性的變化規(guī)律,提出了輪作、間作等不同的種植模式可在不同程度上對土壤微生態(tài)環(huán)境的部分相關因子產生積極影響,為高寒區(qū)胡麻產業(yè)可持續(xù)生產提供理論和實踐參考。
【關鍵詞】：胡麻 種植模式 土壤酶活性 微生物群落結構 微生物多樣性
【學位授予單位】：甘肅農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S565.9;S154
【目錄】：

• 摘要3-5
• Summary5-11
• 前言11-12
• 第一章 文獻綜述12-22
• 1. 不同種植模式對土壤微生態(tài)環(huán)境造成的不同影響12-16
• 1.1 在連作的種植模式下耕層土壤微生態(tài)環(huán)境的變化趨勢12-13
• 1.2 在輪作的種植模式下耕層土壤微生態(tài)環(huán)境的變化趨勢13-14
• 1.3 在間作的種植模式下耕層土壤微生態(tài)環(huán)境的變化趨勢14-15
• 1.4 種植模式對土壤理化性質的影響15
• 1.5 種植模式對土壤酶活性的影響15-16
• 1.6 種植模式對土壤微生物群落結構的影響16
• 2 土壤微生物多樣性研究方法的研究進展16-20
• 2.1 土壤微生物多樣性的研究意義16-17
• 2.2 土壤微生物研究方法的進展17-20
• 3 本研究的目的及意義20
• 4 研究內容20-22
• 第二章 試驗設計和材料22-28
• 1 技術路線22-23
• 2 試驗地概況23
• 3 試驗設計23-24
• 4 試驗材料及來源24
• 5 樣品的采集及處理24
• 6 試驗方法24-27
• 6.1 土壤酶活性的測定24-25
• 6.2 土壤理化性質分析25
• 6.3 土壤微生物群落結構及多樣性的測定25-27
• 6.3.1 實驗設置25-26
• 6.3.2 土壤總DNA的提取26-27
• 6.3.3 定量PCR27
• 6.3.4 PCR擴增及MiSeq測序27
• 7 數(shù)據分析27-28
• 第三章 不同種植模式對土壤酶活性以及養(yǎng)分的影響28-33
• 1 結果與分析28-32
• 1.1 不同種植模式下根層土壤酶活性動態(tài)變化28-30
• 1.1.1 不同種植模式下作物生育期土壤過氧化氫酶活性變化29
• 1.1.2 不同種植模式下作物生育期土壤脲酶活性變化29-30
• 1.1.3 不同種植模式下作物生育期土壤蔗糖酶活性變化30
• 1.1.4 不同種植模式下作物生育期土壤堿性磷酸酶活性變化30
• 1.2 不同種植模式下作物生育期土壤酶活性的垂直變化30-31
• 1.3 土壤養(yǎng)分對土壤酶活性的響應31-32
• 2 本章小結32-33
• 第四章 不同種植模式對土壤微生物群落及多樣性的影響33-41
• 1 結果與分析33-39
• 1.1 細菌和真菌高通量數(shù)據特性33-34
• 1.2 細菌群落組成34-36
• 1.3 真菌群落組成36-38
• 1.4 不同種植模式下細菌和真菌的多樣性指數(shù)（Alpha-diversity）的變化38-39
• 2 本章小結39-41
• 第五章 討論與結論41-45
• 1 討論41-43
• 1.1 不同種植模式對土壤酶活性的影響41-42
• 1.2 土壤養(yǎng)分對土壤酶活性的響應42
• 1.3 不同種植模式對土壤土壤微生物群落結構的影響42
• 1.4 不同種植模式對作物根際土壤微生物群落多樣性的影響42-43
• 2 結論43-45
• 2.1 胡麻連作對不同生育期四種土壤酶活性的影響有顯著差異43
• 2.2 四種土壤酶活性隨土層加深均呈下降趨勢43
• 2.3 不同的土壤酶活性與不同土壤理化性狀關聯(lián)性差異較大43-44
• 2.4 不同種植模式對作物根際土壤微生物群落結構的影響各不相同44
• 2.5 不同種植模式下作物根際土壤微生物多樣性的變化44-45
• 第六章 問題與展望45-46
• 1 存在的問題45
• 2 研究展望45-46
• 參考文獻46-54
• 致謝54-55
• 導師簡介55-56
• 作者簡介56

【參考文獻】

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本文編號：791149