【摘要】：生物污泥是污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的固體有機(jī)物,含有豐富的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)及園林綠化,實(shí)現(xiàn)其資源化利用。除基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,生物污泥中富含腐殖質(zhì)、氨基酸、維他命等多種生物活性物質(zhì),可以提高草坪草抵御環(huán)境脅迫的能力,如干旱、寒冷、高溫等。為明確污泥對(duì)多年生黑麥草(Lolium perenne L.)抗旱生理及基因表達(dá)的影響,本試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì),主處理為充分澆水、干旱(50%虧缺灌溉)2種水分條件,副處理包括對(duì)照(硝酸銨提供75 mg·kg-1的氮素)、污泥處理(污泥提供75 mg·kg-1的氮素)。試驗(yàn)期間對(duì)多年生黑麥草葉片及土壤基質(zhì)取樣并進(jìn)行測(cè)定,試驗(yàn)結(jié)果如下:1、在50%虧缺灌溉條件下,污泥處理后多年生黑麥草的坪觀質(zhì)量、相對(duì)含水量顯著提高,電導(dǎo)率明顯下降(P0.05)。在干旱進(jìn)行的第40天時(shí),與對(duì)照相比,污泥處理的多年生黑麥草葉片坪觀質(zhì)量增加了 12.0%,葉片相對(duì)含水量增加了 13.3%,且葉片電導(dǎo)率降低了 21.9%,這表明在干旱脅迫的不利環(huán)境中污泥可以有助于多年生黑麥草提高坪觀質(zhì)量,增加草坪草葉片相對(duì)含水量,維持葉片更多的水分進(jìn)行正常的生長(zhǎng)發(fā)育,且施用污泥在一定程度上可以通過(guò)減慢電解質(zhì)滲透率的增加而緩解水分虧缺對(duì)多年生黑麥草造成的危害,改善其生長(zhǎng)狀態(tài)。同時(shí),在50%虧缺灌溉條件下,添加污泥后多年生黑麥草的脯氨酸與可溶性糖含量表現(xiàn)顯著優(yōu)于對(duì)照處理(P0.05),分別升高了 62.3%和57.4%。這表明污泥在干旱脅迫條件下對(duì)草坪草的滲透調(diào)節(jié)作用更優(yōu),能夠提高多年生黑麥草的脯氨酸及可溶性糖含量,增強(qiáng)其滲透調(diào)節(jié)能力并提高多年生黑麥草的抗旱性。2、在兩種水分條件下,施用污泥均能顯著減緩多年生黑麥草葉片中凈光合速率下降速率,分別達(dá)到了對(duì)照處理組的1.06倍和1.17倍(P0.05)。這說(shuō)明污泥可以在植物缺水狀態(tài)下盡量減弱干旱對(duì)植物光合作用的有害影響,從而提高草坪草的耐旱能力。在兩種水分條件下,葉片氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率及水分利用效率均發(fā)生不同程度的下降現(xiàn)象,且在試驗(yàn)后第30、40天時(shí)不同水分條件下的多年生黑麥草葉片的蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度出現(xiàn)顯著差異,充分澆水條件下葉片的蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度明顯優(yōu)于干旱脅迫處理(P0.05)。這表明干旱條件會(huì)對(duì)多年生黑麥草葉片的蒸騰速率造成損害,引起光合作用下降。與對(duì)照相比,污泥處理后的葉片氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率及水分利用效率下降幅度在一定程度上減緩,但未達(dá)到顯著水平(P0.05)。這表明施用污泥作為氮素來(lái)源有一定的改善草坪草光合作用各項(xiàng)指標(biāo)的效果,進(jìn)而提高多年生黑麥草的光合作用能力。3、正常澆水條件下,添加污泥后明顯促進(jìn)草坪草葉片的IAA、GA3、t-ZR含量提高(P0.05),最大值分別達(dá)到了 62.6 ng·g-1、8.9 ng·g-1和11.5 ng·g-1。這表明在正常水分養(yǎng)護(hù)條件下,基質(zhì)中加入污泥能夠增加草坪草葉片內(nèi)的促生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)激素含量,改善草坪草的抗氧化及氮代謝調(diào)節(jié)系統(tǒng)。50%虧缺灌溉條件下,多年生黑麥草葉片的IAA、GA3、t-ZR和ABA含量分別為對(duì)照處理組的1.16倍、1.34倍、1.11倍及1.09倍(P0.05)。這說(shuō)明基質(zhì)中施用污泥可增加干旱脅迫條件下草坪草葉片的植物激素含量,緩解多年生黑麥草的損傷。土壤中激素IAA含量上升后降低,GA3含量發(fā)生明顯降低,ABA含量逐漸增加,且污泥處理的土壤基質(zhì)中各激素含量均顯著高于對(duì)照組(P0.05)。這說(shuō)明施用污泥作為氮素來(lái)源可以增加土壤中激素含量達(dá)到增強(qiáng)草坪草抵御或減弱干旱脅迫的能力。4、多年生黑麥草葉片中抗旱相關(guān)基因表達(dá)量上升或下降趨勢(shì)因其作用功能不同而存在差異。其中參與滲透調(diào)節(jié)系統(tǒng)的P5CS基因與INPS基因在試驗(yàn)后期由于氮素來(lái)源不足以及持續(xù)干旱脅迫導(dǎo)致顯著上調(diào)(P0.05),且污泥處理能顯著提高P5CS與INPS的表達(dá)量(P0.05),這說(shuō)明向土壤基質(zhì)中添加生物污泥能夠促進(jìn)草坪草葉片滲透調(diào)節(jié)作用相關(guān)合成基因的表達(dá),增強(qiáng)其抗旱性。在50%虧缺灌溉的條件下,添加污泥作為氮素來(lái)源的葉片Russisco基因表達(dá)量最高達(dá)到對(duì)照處理的2.54倍,即添加污泥能夠提高草坪草光合作用相關(guān)基因表達(dá),緩解由于水分虧缺造成的損害。與對(duì)照相比,兩種水分條件下,污泥處理均能顯著提高多年生黑麥草葉片的YUCCA、GA20ox、CKX1、NCED表達(dá)量(P0.05),在試驗(yàn)進(jìn)行的第20天時(shí)正常澆水組分別為對(duì)照的3.20倍、3.42倍、2.19倍、2.46倍,在50%虧缺灌溉的第10天時(shí)則分別為提高了 1.05倍、1.26倍、2.51倍及1.80倍。這表明施加污泥可提高草坪草葉片中激素基因的表達(dá),影響植物激素的合成代謝途徑,可以在一定范圍內(nèi)增強(qiáng)其抗旱性。5、與對(duì)照相比,充分澆水條件下,土壤微生物生物量碳含量緩慢下降,污泥處理的基質(zhì)中微生物碳含量始終高于對(duì)照組,但無(wú)明顯差異(P0.05)。這說(shuō)明污泥對(duì)于正常水分養(yǎng)護(hù)下的土壤微生物量碳含量無(wú)顯著影響。50%虧缺灌溉條件下,各處理的土壤微生物量碳逐漸降低且均低于正常澆水的土壤。在干旱進(jìn)行的第30天,施用污泥的土壤微生物量碳含量為161 mg·kg-1,比對(duì)照處理的146 mg·kg-1顯著提高了 10.3%(P0.05)。這說(shuō)明干旱條件下向土壤中添加污泥能夠在一定范圍內(nèi)增加其微生物量碳含量,增加土壤中的可利用有效成分。綜上所述,施用污泥能夠顯著提高多年生黑麥草的生長(zhǎng)及滲透調(diào)節(jié)能力,增加其光合作用及水分利用效率,促進(jìn)植物和土壤中激素升高,調(diào)控相關(guān)抗旱基因明顯上調(diào),同時(shí)能增加土壤微生物生物量碳含量,最終達(dá)到增強(qiáng)草坪草抗旱能力的效果。
【圖文】：

３．１生長(zhǎng)指標(biāo)逡逑３．１．１坪觀質(zhì)量逡逑兩種水分條件下多年生黑麥草的坪觀質(zhì)量隨時(shí)間推移均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖３．１），逡逑在試驗(yàn)進(jìn)行的的第１０天，充分澆水的多年生黑麥草葉片與干旱處理的葉片坪觀質(zhì)量逡逑之間出現(xiàn)顯著差異（Ｐ＜邋０．０５），且在第２０、３０及４０天差異保持明顯狀態(tài)（Ｐ＜邋０．０５）。逡逑充分澆水條件下多年生炓麥草葉片的坪觀質(zhì)量隨試驗(yàn)進(jìn)行呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但下降逡逑趨勢(shì)緩慢。污泥處理后的葉片坪觀質(zhì)量均高于對(duì)照處理，但與對(duì)照間無(wú)顯著差異逡逑＞邋０．０５），表明施用污泥在水分條件良好時(shí)對(duì)草坪草的促進(jìn)效果不明顯。逡逑在５０邋％虧缺灌溉的千旱條件下，多年生黑麥草葉片的坪觀質(zhì)量下降速率比充分澆逡逑水處理的較快。污泥處理在試驗(yàn)進(jìn)行的第２０、３０與４０天坪觀質(zhì)量分別為６．９４、５．６０逡逑和４．９６，，而對(duì)照處理的多年生黑麥草葉片分別評(píng)為６．９４、４．９５及４．４３分。與對(duì)照相逡逑比污泥處理的草坪草葉片坪觀質(zhì)量均顯著提高（Ｐ＜邋０．０５）

３．１生長(zhǎng)指標(biāo)逡逑３．１．１坪觀質(zhì)量逡逑兩種水分條件下多年生黑麥草的坪觀質(zhì)量隨時(shí)間推移均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖３．１），逡逑在試驗(yàn)進(jìn)行的的第１０天，充分澆水的多年生黑麥草葉片與干旱處理的葉片坪觀質(zhì)量逡逑之間出現(xiàn)顯著差異（Ｐ＜邋０．０５），且在第２０、３０及４０天差異保持明顯狀態(tài)（Ｐ＜邋０．０５）。逡逑充分澆水條件下多年生炓麥草葉片的坪觀質(zhì)量隨試驗(yàn)進(jìn)行呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但下降逡逑趨勢(shì)緩慢。污泥處理后的葉片坪觀質(zhì)量均高于對(duì)照處理，但與對(duì)照間無(wú)顯著差異逡逑＞邋０．０５），表明施用污泥在水分條件良好時(shí)對(duì)草坪草的促進(jìn)效果不明顯。逡逑在５０邋％虧缺灌溉的千旱條件下，多年生黑麥草葉片的坪觀質(zhì)量下降速率比充分澆逡逑水處理的較快。污泥處理在試驗(yàn)進(jìn)行的第２０、３０與４０天坪觀質(zhì)量分別為６．９４、５．６０逡逑和４．９６，而對(duì)照處理的多年生黑麥草葉片分別評(píng)為６．９４、４．９５及４．４３分。與對(duì)照相逡逑比污泥處理的草坪草葉片坪觀質(zhì)量均顯著提高（Ｐ＜邋０．０５）
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S543.6

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本文編號(hào)：2661814