叢枝菌根在水稻清潔生產(chǎn)中的應用研究

【摘要】：隨著全球水環(huán)境問題的加劇,許多國家逐漸意識到面源污染在水體惡化過程中扮演的重要角色。面源污染中對水體危害最大的首推農(nóng)業(yè)面污染源。水稻作為世界上最重要的糧食作物,其產(chǎn)量和種植面積均為各作物之首。隨著水稻產(chǎn)量的提高,農(nóng)藥和化肥的施用量不斷增加,農(nóng)業(yè)面源污染也隨之加劇。同時水稻是濕生作物,這一特性導致了最嚴重的污染物擴散問題。 針對以上情況,本文以水稻(Oryza sativa L.)為實驗材料,將叢枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)技術(shù)應用到水稻的清潔生產(chǎn)中,研究了叢枝菌根菌劑的低成本制備及水稻—菌根耦合體系的構(gòu)建方法,并確定了不同侵染程度對水稻及基質(zhì)的影響,在此基礎(chǔ)上探討了菌根對水稻的影響機理,為菌根技術(shù)用于水稻的清潔生產(chǎn)提供指導,并為農(nóng)業(yè)面源污染的源頭減量開辟新方向。 在菌劑制備過程中,利用稻草、稻根、20%強度營養(yǎng)、50%強度營養(yǎng)、80%強度營養(yǎng)五種強化措施,高粱生長的第20天、40天、60天根系A(chǔ)MF的侵染率表明在實際生產(chǎn)中稻草強化優(yōu)勢是經(jīng)濟成本較低而20%強度營養(yǎng)強化則是菌劑質(zhì)量較高。且此兩種基質(zhì)吸濕水含量及pH值與非強化對照相比變化不明顯,保證了菌劑生產(chǎn)的生態(tài)安全性。 在水稻—菌根耦合系統(tǒng)構(gòu)建過程中,發(fā)現(xiàn)播種接菌和移栽接菌兩種接種方式下對菌根形成造成的差異不顯著。但移栽接種則更適合田間試驗,便于模擬實驗和生產(chǎn)實踐的比較。通過比較五種栽培密度下AMF(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的侵染率及水稻株高、葉面積、出穗率等相關(guān)生長指標,確定1150棵/m2～1650棵/m2的栽培密度為盆栽試驗的最佳栽培密度區(qū)間。通過分析5種有效接種劑量下AMF和水稻的發(fā)育狀況及基質(zhì)理化性質(zhì)的變化,最終確定130 g/盆的接種劑量為最佳有效接種量。 在菌根效應驗證試驗中,人工強化水稻根部AMF的侵染率與自然基質(zhì)條件相比提高了68%。AMF強化使水稻的株高、總生物量、根系總表面積、產(chǎn)量分別提高了20.6%、30%、36.6%、45.3%。同時AMF強化既提高了水稻葉片光合作用能力又降低了葉片呼吸速率。人工強化接種對水稻基質(zhì)的吸濕水含量、pH值、細菌及放線菌數(shù)量都無顯著變化。另外AMF強化使水稻基質(zhì)有機質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀含量分別提高了24.9%、13.7%、14.8%、15.1%。 【關(guān)鍵詞】：農(nóng)業(yè)面源污染 農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn) 水稻 叢枝菌根 菌劑制備
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：S511
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-27
• 1.1 農(nóng)業(yè)面源污染及防治措施10-13
• 1.1.1 農(nóng)業(yè)面源污染研究進展10-11
• 1.1.2 農(nóng)業(yè)面源污染防治措施11-13
• 1.2 水稻種植業(yè)中的清潔生產(chǎn)技術(shù)13-17
• 1.2.1 水稻清潔生產(chǎn)的重大意義13-15
• 1.2.2 水稻種植業(yè)中的全過程控制15
• 1.2.3 水稻種植業(yè)中清潔生產(chǎn)的主要內(nèi)容15-17
• 1.2.4 水稻種植業(yè)中清潔生產(chǎn)的主要目標17
• 1.3 叢枝菌根在農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)中的潛力分析17-21
• 1.3.1 叢枝菌根概述17-18
• 1.3.2 叢枝菌根與農(nóng)作物的清潔生產(chǎn)18-20
• 1.3.3 叢枝菌根與農(nóng)田排水的徑流截留20-21
• 1.4 叢枝菌根真菌菌劑的低成本制備21-25
• 1.4.1 叢枝菌根真菌菌劑制備的廉價原料21-22
• 1.4.2 叢枝菌根菌劑制備的影響因素22-25
• 1.5 叢枝菌根用于水稻清潔生產(chǎn)的國內(nèi)外研究進展25
• 1.6 課題來源、研究目的和內(nèi)容25-27
• 1.6.1 課題來源25
• 1.6.2 研究的目的和意義25-26
• 1.6.3 主要研究內(nèi)容26-27
• 第2章 材料與方法27-36
• 2.1 樣品采集與處理27
• 2.2 水稻共生菌根真菌菌劑制備27-31
• 2.2.1 實驗材料27
• 2.2.2 試驗設(shè)置27-28
• 2.2.3 培養(yǎng)方法28
• 2.2.4 調(diào)查項目及測定方法28-31
• 2.3 水稻菌—根耦合系統(tǒng)構(gòu)建方法31-33
• 2.3.1 實驗材料31-32
• 2.3.2 實驗設(shè)置32
• 2.3.3 培育方法32
• 2.3.4 調(diào)查項目及測定方法32-33
• 2.4 水稻—菌根耦合系統(tǒng)菌根效應測定方法33-36
• 2.4.1 試驗設(shè)置33
• 2.4.2 培育方法33
• 2.4.3 調(diào)查項目及測定方法33-36
• 第3章 水稻共生菌根真菌菌劑的廉價制備36-43
• 3.1 不同強化措施下AMF 的生長狀況36-37
• 3.2 菌劑理化性質(zhì)對不同強化措施的響應37-42
• 3.2.1 菌劑基本參數(shù)對不同強化措施的響應37-39
• 3.2.2 菌劑養(yǎng)分對不同強化措施的響應39-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第4章 水稻—菌根耦合系統(tǒng)的構(gòu)建43-50
• 4.1 接種方式與水稻—菌根耦合系統(tǒng)的構(gòu)建43-44
• 4.2 水稻種植密度與水稻—菌根耦合系統(tǒng)的構(gòu)建44-45
• 4.3 有效接種劑量與水稻—菌根耦合系統(tǒng)的構(gòu)建45-49
• 4.3.1 不同有效接種劑量與AMF 的定殖情況45-46
• 4.3.2 不同有效接種劑量與水稻生長發(fā)育情況46-47
• 4.3.3 不同有效接種劑量與水稻基質(zhì)基本性質(zhì)47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 水稻菌根—耦合系統(tǒng)的菌根效應及機理初探50-67
• 5.1 不同基質(zhì)條件下AMF 的定殖情況50-51
• 5.2 水稻營養(yǎng)生長對AMF 接種的響應51-54
• 5.2.1 水稻株高對AMF 接種的響應51
• 5.2.2 水稻總生物量和根系總表面積對AMF 接種的響應51-52
• 5.2.3 水稻葉面積對AMF 接種的響應52
• 5.2.4 水稻生物量及根冠比對AMF 接種的響應52-54
• 5.3 水稻生殖生長及籽實產(chǎn)量對AMF 接種的響應54-55
• 5.3.1 水稻出穗率對AMF 接種的響應54-55
• 5.3.2 水稻籽實產(chǎn)量對AMF 接種的響應55
• 5.4 水稻基質(zhì)基本性質(zhì)對AMF 接種的響應55-59
• 5.4.1 水稻基質(zhì)吸濕水含量對AMF 接種的響應55-56
• 5.4.2 水稻基質(zhì)pH 值對AMF 接種的響應56-57
• 5.4.3 水稻基質(zhì)微生物數(shù)量對AMF 接種的響應57-59
• 5.5 化肥施用量削減對AMF 接種的響應59
• 5.6 水稻菌根促生機理初探59-66
• 5.6.1 水稻光合作用參數(shù)對AMF 接種的響應59-62
• 5.6.2 水稻根際養(yǎng)分供應狀況對AMF 接種的響應62-66
• 5.7 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻68-74
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果74-76
• 致謝76

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