秸稈腐解液對玉米幼苗根際土壤生態(tài)微環(huán)境的影響

【摘要】：中國作為全世界每年秸稈生產(chǎn)量最大的國家,目前農(nóng)作物秸稈年生產(chǎn)量達8億t,黑龍江省作為我國保證糧食產(chǎn)量的重要生產(chǎn)基地,在全國有著舉足輕重的作用。為了研究黑龍江省三江平原地區(qū)秸稈還田對下茬作物的影響。國家開展了專項課題研究。在我國北方小麥—玉米兩熟種植制度下,玉米秸稈連年還田已顯著影響了小麥的生長發(fā)育,而在黑龍江省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,目前連作玉米是否有自毒效應,這還不明確,玉米秸稈還田的正面影響也不明確。本文以室內(nèi)腐解模擬田間還田狀態(tài),探討不同還田量即不同腐解強度的玉米秸稈腐解液對后茬玉米苗期根系生長、根系土壤酶活性、根系土壤理化性質(zhì)及根際土壤微生物的影響,通過探索玉米秸稈還田后對下茬玉米幼苗的影響,完善秸稈還田的理論和技術,為避免秸稈還田的他感負效應、合理的茬口選擇和優(yōu)化種植制度提供科學依據(jù)。本試驗以玉米為研究對象,根據(jù)不同的玉米秸稈腐解時間(0,60,120,180d),提取腐解液后設置成三個濃度(0.5,0.25,0.125gDW/ml)。以清水為對照,以盆栽方式探究對玉米苗期根際生態(tài)環(huán)境的影響,通過測定幼苗在四葉、五葉、六葉期根系生理特征、根系活力、土壤酶活性、土壤理化性質(zhì)、土壤微生物數(shù)量以及在五葉期時土壤細菌群落結(jié)構(gòu)多樣性,形成主要研究結(jié)果如下:玉米秸稈腐解液對玉米幼苗根長、根表面積、根體積、根干重的影響,隨腐解液濃度增加,有“低促高抑”的化感效應;隨腐解天數(shù)的增加,對其影響先增大后減小,在60、120d腐解液處理下與對照差異顯著,玉米幼苗四葉、五葉、六葉期,表現(xiàn)出在腐解120d、低(0.125gDW/ml)濃度處理下各項根系指標達到最大值,在腐解120d、高(0.5gDW/ml)濃度處理下達到最小值;隨葉齡增加,其影響逐漸減弱。玉米幼苗根際土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、過氧化物酶的活性隨腐解液濃度的增加而增加;隨著玉米秸稈腐解天數(shù)的增加,呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢;隨葉齡增加,腐解液對根際土壤酶活性的影響逐漸減弱。玉米幼苗根系活力隨著秸稈腐解液濃度的增大先升高后降低;低(0.125gDW/ml)、中(0.25gDW/ml)濃度下對根系活力的促進作用也隨葉齡增加逐漸減弱。玉米秸稈腐解液改變了幼苗根際土壤的理化性質(zhì),120d腐解天數(shù),高濃度(0.5gDW/ml)玉米秸稈腐解液改善了幼苗生長的土壤養(yǎng)分環(huán)境。玉米秸稈腐解液對幼苗根際土壤細菌、真菌、放線菌數(shù)量的影響,隨腐解濃度升高,幼苗根際土壤細菌數(shù)量增加,真菌、放線菌數(shù)量減少。隨腐解天數(shù)增加,幼苗根際土壤細菌、放線菌數(shù)量先增多后減少,真菌數(shù)量先減少后增多。本試驗利用高通量測序技術研究土壤細菌群落結(jié)構(gòu)多樣性及組成的結(jié)果表明:玉米秸稈腐解液提高了土壤細菌菌群的多樣性水平并改變了玉米幼苗根際土壤細菌群落結(jié)構(gòu)組成。180d腐解天數(shù),低濃度(0.125gDW/ml)處理下土壤細菌菌群多樣性水平最高。 【關鍵詞】：玉米秸稈腐解液 根系生長 土壤酶活性 土壤理化性質(zhì) 微生物數(shù)量 細菌群落結(jié)構(gòu)多樣性
【學位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S513;S154
【目錄】：

• 摘要9-10
• 英文摘要10-12
• 1 引言12-18
• 1.1 研究的目的與意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)13-18
• 1.2.1 秸稈資源與利用現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 秸稈還田對作物根際環(huán)境的影響14-18
• 2 材料與方法18-25
• 2.1 試驗材料18
• 2.2 試驗設計18-19
• 2.2.1 玉米秸稈腐解液的制備18
• 2.2.2 濃縮液獲取18
• 2.2.3 幼苗培養(yǎng)18-19
• 2.3 取樣方法19
• 2.3.1 根區(qū)土壤取樣19
• 2.3.2 根系取樣19
• 2.4 測定指標與方法19-24
• 2.4.1 根系生理生化指標19
• 2.4.2 土壤酶活性指標19
• 2.4.3 土壤理化性質(zhì)指標19-20
• 2.4.4 根際土壤微生物數(shù)量的測定20
• 2.4.5 根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性的測定20-24
• 2.5 技術路線24
• 2.6 數(shù)據(jù)分析工具24-25
• 3 結(jié)果與分析25-51
• 3.1 玉米秸稈腐解液對幼苗根系生長的影響25-29
• 3.1.1 玉米秸稈腐解液對幼苗根總長的影響25-26
• 3.1.2 玉米秸稈腐解液對幼苗根表面積的影響26-28
• 3.1.3 玉米秸稈腐解液對幼苗根體積的影響28
• 3.1.4 玉米秸稈腐解液對幼苗根干重的影響28-29
• 3.2 玉米秸稈腐解液對幼苗根際土壤酶活性及根系活力的影響29-35
• 3.2.1 玉米秸稈腐解液對根際土壤蔗糖酶活性的影響29-30
• 3.2.2 玉米秸稈腐解液對根際土壤脲酶活性的影響30-31
• 3.2.3 玉米秸稈腐解液對根際土壤酸性磷酸酶活性的影響31-32
• 3.2.4 玉米秸稈腐解液對根際土壤過氧化物酶活性的影響32-33
• 3.2.5 玉米秸稈腐解液對幼苗根系活力的影響33-34
• 3.2.6 各葉期腐解液濃度及腐解時間與根際土壤酶活性及根系活力的相關性分析34-35
• 3.3 玉米秸稈腐解液對根際土壤理化性質(zhì)的影響35-41
• 3.3.1 玉米秸稈腐解液對土壤pH的影響35-36
• 3.3.2 玉米秸稈腐解液對土壤EC值的影響36-37
• 3.3.3 玉米秸稈腐解液對土壤無機氮的影響37-38
• 3.3.4 玉米秸稈腐解液對土壤有機質(zhì)的影響38-39
• 3.3.5 玉米秸稈腐解液對土壤速效磷的影響39-40
• 3.3.6 玉米秸稈腐解液對土壤速效鉀的影響40-41
• 3.4 玉米秸稈腐解液對根際土壤微生物數(shù)量的影響41-44
• 3.4.1 玉米秸稈腐解液對土壤細菌數(shù)量的影響41-42
• 3.4.2 玉米秸稈腐解液對土壤真菌數(shù)量的影響42-43
• 3.4.3 玉米秸稈腐解液對土壤放線菌數(shù)量的影響43-44
• 3.5 玉米秸稈腐解液對根際土壤細菌群落結(jié)構(gòu)多樣性的影響44-51
• 3.5.1 玉米秸稈腐解液對土壤細菌群落ACE指數(shù)的影響44-45
• 3.5.2 玉米秸稈腐解液對土壤細菌群落豐富度指數(shù)（richness）的影響45-47
• 3.5.3 玉米秸稈腐解液對土壤細菌群落香農(nóng)指數(shù)（Shannon Index）的影響47-49
• 3.5.4 玉米秸稈腐解液對土壤細菌群落主成分的影響49-51
• 4 討論51-55
• 4.1 玉米秸稈腐解液對幼苗根系生長的影響51
• 4.2 玉米秸稈腐解液對根際土壤酶活性及根系活力的影響51-52
• 4.3 玉米秸稈腐解液對幼苗根際土壤理化性質(zhì)的影響52-53
• 4.4 玉米秸稈腐解液對幼苗根際土壤微生物數(shù)量的影響53-54
• 4.5 玉米秸稈腐解液對幼苗根際土壤細菌群落結(jié)構(gòu)多樣性的影響54-55
• 5 結(jié)論55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-64
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文64

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