【摘要】：作物長期連作會產(chǎn)生嚴(yán)重的連作障礙問題,尤其是棉花在新疆種植時間長,種植面積大,產(chǎn)生的連作障礙問題突出。因此,為緩解棉花連作障礙,以不同種植模式消減連作棉田中的化感物質(zhì)、改善農(nóng)田環(huán)境為本研究的切入點(diǎn)。本文利用洋蔥、孜然與棉花間作和小麥、苜蓿與棉花輪作的種植方式,采用生物測試的方法測定所種植作物浸提液對棉花種子萌發(fā)和幼苗生長的化感效應(yīng),運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法測定各處理中土壤總酚含量和土壤酶活性,利用高效液相色譜(HPLC)技術(shù)分別測定不同種植模式下土壤中的化感物質(zhì)含量。闡明了不同作物對棉花的化感效應(yīng),明確了間作和輪作對于改善長期連作土壤生物活性的原因,為建立合理的種植制度改善棉田土壤生態(tài)環(huán)境奠定了理論基礎(chǔ)。其主要研究結(jié)果如下:(1)小麥、洋蔥和孜然浸提液處理對棉花種子萌發(fā)和幼苗生長表現(xiàn)出“低促高抑”的化感效應(yīng),其發(fā)芽勢化感指數(shù)最高分別為0.02、0.02、0.03,苗鮮重化感指數(shù)最高分別為0.10、0.15、0.07。相同質(zhì)量濃度下,孜然浸提液抑制效應(yīng)強(qiáng)于洋蔥浸提液,60 g·L~(-1)時,其種子萌發(fā)和幼苗生長的化感綜合效應(yīng)分別比洋蔥的增加了0.14和0.05;苜蓿浸提液對棉花種子萌發(fā)和幼苗生長的化感抑制效應(yīng)強(qiáng)于小麥浸提液,60 g·L~(-1)的苜蓿浸提液對棉花具有顯著的化感抑制效應(yīng),其種子萌發(fā)和幼苗生長的化感綜合效應(yīng)分別為-0.40、-0.84。(2)不同處理土壤過氧化物酶活性和蔗糖酶活性較對照土壤酶活性低,且輪作處理顯著降低,輪作小麥分別降低了7.59%和28.46%;土壤脲酶、中性磷酸酶和過氧化氫酶活性較對照有所提高,輪作處理下的脲酶和過氧化氫酶活性顯著高于對照,其中,小麥輪作棉花處理中過氧化氫酶和脲酶活性最高,分別為3.38 mg·g~(-1)·20 min~(-1)(是對照的1.22倍)和1.59 mg·g~(-1)·24 h~(-1)(是對照的1.87倍),中性磷酸酶活性在棉花和苜蓿輪作處理中最高,為0.59 mg·g~(-1)·24 h~(-1)(是對照的1.36倍)。棉花間作洋蔥較對照顯著增加了土壤過氧化氫酶活性,間作還提高了中性磷酸酶的活性,因此,間作和輪作能促進(jìn)土壤中營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化,提高礦質(zhì)元素的吸收和土壤有機(jī)質(zhì)的利用,過氧化物酶活性和過氧化氫酶活性的變化標(biāo)志著土壤中酚、胺類物質(zhì)的減少和土壤抗毒害能力的提高。(3)棉花長期連作會使土壤總酚含量升高,加劇酚類物質(zhì)在土壤中的積累,棉花連作30年較連作20年、連作10年土壤中總酚含量分別增加7.91%和10.53%;棉花間作洋蔥、孜然和棉花輪作小麥、苜蓿的種植模式可以消減連作棉田土壤中總酚含量,棉花間作洋蔥和孜然效果最好,與對照相比可以降低土壤總酚含量的20.44%和8.91%。棉花輪作苜蓿、小麥和中土壤總酚含量比對照降低3.56%和6.19%,差異不顯著。(4)對于具體的酚酸類物質(zhì)而言,30年連作土壤中酚酸類物質(zhì)含量為:對羥基苯甲酸香草醛阿魏酸。在四種不同的種植模式和對照中,三種化感物質(zhì)含量之和由大到小排序依次是:30年連作棉花棉花間作孜然苜蓿輪作棉花小麥輪作棉花棉花間作洋蔥。其中,棉花間作洋蔥在這三種物質(zhì)含量上較對照減少了50%以上,消減作用最強(qiáng);消減作用最弱的是棉花間作孜然,與對照相比,對羥基苯甲酸含量減少了31.45%,香草醛含量減少了13.61%,阿魏酸含量與對照差異不顯著,僅減少了5.26%。輪作中的三種酚酸含量均顯著低于對照,且不同處理間差異顯著。結(jié)論:低濃度的洋蔥、孜然、小麥浸提液對棉花起到化感促進(jìn)作用,低濃度的苜蓿浸提液對棉花的化感抑制作用不顯著;隨棉花連作年限的增加,棉田土壤中總酚含量不斷增加,棉花間作洋蔥、孜然和棉花輪作小麥、苜蓿能夠有效降低土壤中化感物質(zhì)的含量,并且能夠調(diào)節(jié)長期連作土壤中的酶活性,降低土壤的生物毒性,促進(jìn)礦質(zhì)元素的轉(zhuǎn)化,從而緩解長期種植棉花而引起的連作障礙。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S562

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2738794