設施黃瓜不同種植模式及其土壤修復機理的研究.pdf

1、隨著設施蔬菜生產的不斷發(fā)展，設施土壤連作障礙的問題日益嚴重，已成為設施蔬菜生產可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素之一，因此解決設施蔬菜連作障礙的問題迫在眉睫。間套混作、輪作以及植物源土壤修復劑的開發(fā)應用正是解決這一問題的有效途徑和措施。
　　 本研究選擇設施蔬菜中栽培面積較大、且不耐連作的黃瓜作物為研究對象，以化學生態(tài)學理論-化感作用為導向，以分子生物學研究方法-DGGE等技術為手段，以間作作物（半生作物）-土壤-主作物三者之間的相互關系

2、為主線，就不同間作模式對黃瓜生長發(fā)育及土壤環(huán)境的影響，不同作物根系分泌物對黃瓜幼苗生長及土壤環(huán)境的影響，不同作物根茬對黃瓜生長發(fā)育及土壤環(huán)境的影響，不同作物根系分泌物GC-MS分析及對黃瓜種子萌發(fā)和枯萎病菌的化感效應，不同作物根茬腐解物GC-MS分析及對黃瓜種子、幼苗和枯萎病菌的化感效應，小麥根系分泌物和根茬腐解物的復配劑對黃瓜連作土壤的修復作用等六個方面進行了一系列研究攻作，試圖弄清間作物（伴生作物）-土壤-主作物之間的密切關系，探討

3、連作土壤的修復機理，取得了一定進展，主要結果如下：
　　 1、不同間作模式對黃瓜生長發(fā)育及土壤環(huán)境的影響
　　 本試驗采用了小麥、大豆、燕麥為伴生作物與黃瓜間作，研究其對黃瓜生長發(fā)育及土壤環(huán)境的影響。結果表明：三種間作處理使土壤容重顯著降低，土壤總孔隙度顯著提高；整個生育期內各處理均顯著降低了土壤鹽分積累，生育后期黃瓜-小麥處理的EC值下降幅度最大，比對照下降38.96％；處理黃瓜-小麥和黃瓜-大豆的有機質含量顯著高于對

4、照；各處理明顯改善了土壤微生物的區(qū)系組成，使細菌和放線菌數量增加，土傳病菌數量降低，黃瓜-小麥間作使尖孢鐮刀菌數量平均下降69.44％；各處理明顯促進了黃瓜的生長和產量的提高，黃瓜-小麥間作的綜合效果最好，達到了緩解設施土壤連作障礙的目的。
　　 2、不同作物根系分泌物對黃瓜幼苗生長及土壤環(huán)境的影響
　　 選用10×15cm的較大營養(yǎng)缽，裝黃瓜連作土500g，采用直播法，播種時分別用3個濃度的小麥、大豆、燕麥三種作物根系

5、分泌物溶液澆灌，研究了三種作物根系分泌物及不同濃度對土壤環(huán)境及黃瓜幼苗生長的作用機理。試驗結果表明，澆灌不同濃度的三種作物根系分泌物均明顯降低了土壤容重，提高了土壤孔隙度；澆灌根系分泌物降低了pH值，增加了土壤EC值，但對pH值降低幅度不大；澆灌不同濃度的三種作物根系分泌物均明顯增加了土壤有機質和礦質養(yǎng)分含量，明顯改善了土壤微生物的區(qū)系，較高濃度的小麥根系分泌物有利于增加土壤中細菌種群和數量，減少了土壤中真菌種群和數量；100％濃度的小

6、麥根系分泌物顯著促進黃瓜幼苗植株生長。
　　 3、不同作物根茬對黃瓜生長發(fā)育及土壤環(huán)境的影響
　　 通過盆栽試驗，將小麥、大豆、燕麥三種作物根茬按0.5％、1％和2％用量（注：燕麥根茬只設0.5％的用量）施入已連續(xù)栽培6茬黃瓜的土壤中，研究了不同作物根茬及不同的用量對減輕黃瓜連作障礙的作用機理。試驗結果表明，添加三種作物根茬均顯著降低了土壤容重，提高了土壤孔隙度，添加小麥和大豆根茬的處理土壤容重均隨根茬用量的增加而降低；

7、添加作物根茬對pH影響不同，2％的小麥根薦添加量對pH值提高最大，添加三種作物根茬均使土壤EC值明顯降低；添加三種作物根茬大部分處理都增加了土壤有機質和礦質養(yǎng)分含量，明顯改善了土壤微生物的區(qū)系，較高用量小麥根茬有利于增加土壤中細菌種群和數量，減少了土壤中真菌種群和數量；2％的小麥根茬顯著促進黃瓜植株生長，產量比對照提高了34.23％。
　　 4、不同作物根系分泌物GC-MS分析及對黃瓜種子萌發(fā)和枯萎病菌的化感效應
　　

8、本試驗研究了小麥、大豆、燕麥三種作物根系分泌物對黃瓜種子萌發(fā)及枯萎病菌的化感效應。三種作物根系分泌物對黃瓜種子萌發(fā)產生不同的化感作用。從發(fā)芽率看：小麥根系分泌物在高濃度下表現促進效應，在低濃度下表現抑制效應：大豆也表現同樣規(guī)律；燕麥卻表現相反的規(guī)律。較高濃度的小麥根系分泌物對黃瓜種子萌發(fā)和幼苗生長的化感效應較為顯著，對黃瓜枯萎病菌也有明顯抑制效應。
　　 GC-MS分析結果表明：小麥根系分泌物的CH2Cl2提取物主要包括烴類、胺

9、類、酯類、酰胺、酮等物質，這些物質的含量有很大不同，其中2，3-Dimethoxyamphetamine（2，3-二甲氧基苯丙胺）含量最高，達到了23.70％，其次是3-Ethoxyamphetamine（3-乙氧基苯丙胺），含量達到了13.16％，其它的物質含量都很低，這些物質中胺類和酰胺還鮮見文獻報道。
　　 5、不同作物根茬腐解物GC-MS分析及對黃瓜種子、幼苗及枯萎病菌的化感效應
　　 本試驗采用GC-MS分析法

10、鑒定了小麥、大豆、燕麥二種作物根茬腐解物主要成分。結果表明：小麥根茬腐解物的CH2Cl2提取物主要包括酚類、胺類、醇類、酰胺、醛、酯等物質，其中3-Ethoxyamphetamine（3-乙氧基_苯丙胺）含量最高，達到了34.34％，其次是1，3-Dioxolane-4-methanol（1，3-二氧戊烷-4-甲醇）和3-Methoxyamphetamine（3-甲氧基苯丙胺），含量分別達到了27.53％和26.28％，其它的物質含量都

11、很低，這些物質中胺類和酰胺還鮮見文獻報道。
　　 三種作物根茬腐解物對黃瓜種子萌發(fā)產生不同的化感作用。小麥根茬腐解物對黃瓜種子發(fā)芽率有明顯促進作用，相對高濃度下促進作用大，低濃度下促進作用小，大豆根茬腐解物對黃瓜種子發(fā)芽率也有明顯促進作用，而且隨著濃度降低，促進作用增大，燕麥根茬腐解物高濃度下顯著抑制黃瓜種子發(fā)芽，濃度越高，抑制作用越強。三種作物根茬腐解物對枯萎病菌菌落生長也有顯著影響。
　　 6、小麥根系分泌物和根茬腐

12、解物的復配劑對黃瓜連作土壤的修復作用
　　 本試驗在該土壤修復劑的研制中，引入化學生態(tài)學理論（化感作用）的概念，根據作物間相生相克的關系，首次選用伴生性較好的小麥作物，大量提取其根系分泌物及其根茬腐解物等化感成分作為土壤修復劑的主要成分，運用先進的分子生物學技術和方法進行科學復配。試驗結果表明，小麥根系分泌物及其根茬腐解物不同的復配比例，對土壤的修復作用不同，處理STP2表現最好，該復配劑能夠有效改善根際土壤微生物群落結構多樣性