連作障礙是指連續(xù)在同一區(qū)域種植同種作物或者近緣作物而引起的作物生長發(fā)育異常的現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為:植株生長緩慢、葉片小、根系發(fā)育不良、病蟲害加重等。目前老果園連作問題日益加劇,酚酸類物質(zhì)(主要是根皮苷)是造成蘋果連作障礙的重要原因,為了緩解連作問題對果園帶來的影響,降低土壤中的根皮苷含量,減輕其對果樹根系的傷害,對果樹生長具有重要意義。生物炭是一種低成本且環(huán)保的吸附劑,已被用來吸附許多有機(jī)以及無機(jī)污染物且效果顯著,生物炭也可作為一種改良劑來改良土壤,因此,選擇生物炭對根皮苷進(jìn)行吸附并結(jié)合盆栽實(shí)驗(yàn)檢測應(yīng)用效果。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:1.制備了300℃、400℃和500℃不同熱解溫度的生物炭,分別記做BC300、BC400和BC500,進(jìn)行表征(FT-IR、XRD、SEM),并分別以不同生物炭濃度對根皮苷溶液吸附不同時間。BC300具有更多官能團(tuán)以及更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),并且在生物炭以6g·L~(-1)的濃度吸附24 h時對根皮苷達(dá)到最佳的去除率,為70.50%。2.不同熱解溫度的生物炭與根皮苷應(yīng)用于平邑甜茶幼苗盆栽實(shí)驗(yàn),共設(shè)置8個處理:對照(CK)、根皮苷(T1)、BC300(T2)、BC400(T3)、BC500(T4)、BC300+根皮苷(T5)、BC400+根皮苷(T6)、BC500+根皮苷(T7)。其中根皮苷處理顯著抑制幼苗的生長,其株高、鮮重和地徑分別為對照的90.62%、71.20%和77.31%,其抗氧化酶活性、土壤酶活性以及土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量也顯著降低。BC300可以最好的緩解根皮苷的影響,與根皮苷處理相比,BC300+根皮苷處理的生物量顯著增加,SOD、POD和CAT活性分別提高了39.94%、171.00%和237.82%,MDA含量下降了36.71%。BC300+根皮苷處理顯著減少了土壤中的根皮苷含量,提高了土壤酶活性、土壤中可培養(yǎng)微生物的數(shù)量以及鐮刀菌基因拷貝數(shù),其中真菌數(shù)量為根皮苷處理的50.48%。生物炭處理與對照相比均對幼苗的生長有促進(jìn)作用,其中BC300處理效果最佳,且對根皮苷的緩解效果最好。綜上,選擇BC300進(jìn)行改性,并進(jìn)行吸附及盆栽實(shí)驗(yàn)。3.選擇殼聚糖對BC300進(jìn)行改性得到殼聚糖改性蘋果枝生物炭CBC300,并對改性前后生物炭進(jìn)行表征(FT-IR、XRD、SEM和BET),改性后生物炭增加了更多的官能團(tuán)及吸附位點(diǎn)。將CBC300與BC300進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn),在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,CBC300對根皮苷的去除率達(dá)到90.76%。在初始溶液pH為9.0時兩種生物炭可達(dá)到最佳吸附量(BC300吸附量為10.62 mg·g~(-1),CBC300吸附量為13.80 mg·g~(-1))。Langmuir等溫方程和偽二級動力學(xué)方程可以更好地描述兩種生物炭對根皮苷的吸附過程。4.改性前后生物炭及根皮苷應(yīng)用于平邑甜茶幼苗盆栽實(shí)驗(yàn),共進(jìn)行6個處理:對照(連作土壤CK)、根皮苷(G)、BC300(BC300)、CBC300(CBC300)、BC300+根皮苷(BC300G)、CBC300+根皮苷(CBC300G)。與BC300處理相比,CBC300的生物量、抗氧化酶活性、土壤酶活性以及土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量均有所提高。與BC300+根皮苷處理相比,CBC300+根皮苷處理的生物量、抗氧化酶活性、土壤酶活性均有所提高,其中脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶和過氧化氫酶分別提高了23.66%、10.78%、17.24%和3.68%。MDA含量以及鐮刀菌基因拷貝數(shù)有所下降。表明CBC300可以有效緩解根皮苷對幼苗的脅迫,并且效果優(yōu)于BC300。
【學(xué)位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：S156;O647.3;O613.71
【部分圖文】：

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文71.2.4培育抗性砧木選擇抗性砧木品種提高蘋果果樹的抗病性是防治果樹病害的途徑之一。不同砧木對連作障礙的耐受性是不同的，抗性強(qiáng)的砧木可以提高果樹對逆境的適應(yīng)能力，促進(jìn)根部的生長，增強(qiáng)對養(yǎng)分和水分的吸收能力，降低連作障礙帶來的危害。Mazzola等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，再植果園中Geneva系列砧木上根霉腐菌的感染率顯著低于M26、MM111和MMI66。通過對總生物量、根壞死、根腐線蟲和根部真菌等條件為標(biāo)準(zhǔn)評價蘋果種內(nèi)或種間雜交對連作障礙的耐病作用，Isutsa等（2000）發(fā)現(xiàn)19個種內(nèi)或種間雜交的40個栽植蘋果的地區(qū)和17個無性系增加物中，3個無性繁殖的砧木（G.65、CG.6210和G.30），4個無性品系（M.baccata-1883.h、M.xanthocarpa-Xman、M.spectabilisBorkh.-PI589404和M.mandshuricaSchneid.-364.s）對蘋果連作障礙具有較好的耐受性。以上研究表明，許多作物的確存在抗病的品種，利用化感育種來克服再植病的發(fā)生可能是未來解決連作障礙問題的最好途徑。尹承苗等（2016）研究發(fā)現(xiàn)以平邑甜茶為砧木的土壤中真菌（鐮刀菌）數(shù)量顯著減少，說明平邑甜茶對連作障礙的改善效果最佳，適合作為耐受砧木來防控蘋果連作障礙。選育抗性砧木可以最直接有效的連作障礙帶來的不利影響，但需要長期大量的工作，周期長、見效慢成為其最大弊端。1.3根皮苷與蘋果連作障礙圖1根皮苷化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.1Chemicalstructureofphloridzin

生物炭及殼聚糖改性生物炭吸附根皮苷機(jī)理及其應(yīng)用2.2.2 改性生物炭制備將殼聚糖（3 g）（圖 2）溶于 500 mL 冰乙酸溶液（2% v/v）中，使用磁力攪拌器在 40 °C 下攪拌至充分溶解，將所制備生物炭粉末 3 g 加入到上述溶液中，在 60 °C 下充分?jǐn)嚢?1.5 h 使生物炭與殼聚糖完全混合，用 1 mol·L-1 的 Na OH 將混合物的 pH 值調(diào)整到 9.0 并繼續(xù)攪拌 0.5 h（Liu et al., 2017），將所得混合物在 80 °C 下烘干，將烘干混合物用粉碎機(jī)打碎為粉末并過 80 目篩，即得到改性生物炭，命名為 CBC300。

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文25圖3不同熱解溫度生物炭(a)BC500,(b)BC400和(c)BC300的FTIR圖Fig.3FTIRspectraofbiocharsamples:(a)BC500,(b)BC400and(c)BC300生物炭的XRD如圖4所示。如圖可見，三種熱解溫度的生物炭圖譜具有一定的相似之處，但隨著熱解溫度的升高，生物炭的結(jié)構(gòu)具有一定的差異。圖中顯示的2θ≈26°和44°附近的兩個衍射峰分別為石墨[002]平面和結(jié)晶石墨結(jié)構(gòu)[101]平面（Yangetal.,2018）。26°—30°之間的衍射峰是無機(jī)非金屬晶體材料，如C、CaCO3和SiO2（Dengetal.,2017）。衍射峰的強(qiáng)度在300—400°C時增大，在500°C時減小，在右側(cè)27.5°附近出現(xiàn)明顯的衍射峰。在10°—18°的衍射峰是纖維素峰，隨著熱解溫度的升高，纖維素峰逐漸減弱，碳原子支鏈發(fā)生斷裂，因此BC300具有相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。圖4不同熱解溫度生物炭的XRD圖譜Fig.4XRDpatternofBC300,BC400andBC500不同熱解溫度生物炭的SEM圖像如圖5所示。在不同熱解溫度生物炭表面均可以觀察到大量的碳顆粒，表明蘋果枝條被碳化。如圖5（a）（b）所示，BC300和BC400為層狀多孔結(jié)構(gòu)，而BC500不明顯（圖（c）），表明BC300和BC400具有相
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2877652