設(shè)施黃瓜不同種植模式及其土壤修復(fù)機理的研究.pdf

1、隨著設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的不斷發(fā)展，設(shè)施土壤連作障礙的問題日益嚴(yán)重，已成為設(shè)施蔬菜生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素之一，因此解決設(shè)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(fù)劑的開發(fā)應(yīng)用正是解決這一問題的有效途徑和措施。
　　 本研究選擇設(shè)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(xué)生態(tài)學(xué)理論-化感作用為導(dǎo)向，以分子生物學(xué)研究方法-DGGE等技術(shù)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(guān)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(yīng)，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(yīng)，小麥根系分泌物和根茬腐解物的復(fù)配劑對黃瓜連作土壤的修復(fù)作用等六個方面進(jìn)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(guān)系，探討

3、連作土壤的修復(fù)機理，取得了一定進(jìn)展，主要結(jié)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(jié)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(nèi)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(zhì)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(xì)菌和放線菌數(shù)量增加，土傳病菌數(shù)量降低，黃瓜-小麥間作使尖孢鐮刀菌數(shù)量平均下降69.44％；各處理明顯促進(jìn)了黃瓜的生長和產(chǎn)量的提高，黃瓜-小麥間作的綜合效果最好，達(dá)到了緩解設(shè)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(jié)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(zhì)和礦質(zhì)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(xì)菌種群和數(shù)量，減少了土壤中真菌種群和數(shù)量；100％濃度的小

6、麥根系分泌物顯著促進(jìn)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(shè)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(jié)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(zhì)和礦質(zhì)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(xì)菌種群和數(shù)量，減少了土壤中真菌種群和數(shù)量；2％的小麥根茬顯著促進(jìn)黃瓜植株生長，產(chǎn)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(yīng)
　　

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(yīng)。三種作物根系分泌物對黃瓜種子萌發(fā)產(chǎn)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(xiàn)促進(jìn)效應(yīng)，在低濃度下表現(xiàn)抑制效應(yīng)：大豆也表現(xiàn)同樣規(guī)律；燕麥卻表現(xiàn)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(yīng)較為顯著，對黃瓜枯萎病菌也有明顯抑制效應(yīng)。
　　 GC-MS分析結(jié)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(zhì)，這些物質(zhì)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(dá)到了23.70％，其次是3-Ethoxyamphetamine（3-乙氧基苯丙胺），含量達(dá)到了13.16％，其它的物質(zhì)含量都很低，這些物質(zhì)中胺類和酰胺還鮮見文獻(xiàn)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(yīng)
　　 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(jié)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(zhì)，其中3-Ethoxyamphetamine（3-乙氧基_苯丙胺）含量最高，達(dá)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(dá)到了27.53％和26.28％，其它的物質(zhì)含量都

11、很低，這些物質(zhì)中胺類和酰胺還鮮見文獻(xiàn)報道。
　　 三種作物根茬腐解物對黃瓜種子萌發(fā)產(chǎn)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(jìn)作用，相對高濃度下促進(jìn)作用大，低濃度下促進(jìn)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(jìn)作用，而且隨著濃度降低，促進(jìn)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(fù)配劑對黃瓜連作土壤的修復(fù)作用
　　 本試驗在該土壤修復(fù)劑的研制中，引入化學(xué)生態(tài)學(xué)理論（化感作用）的概念，根據(jù)作物間相生相克的關(guān)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(fù)劑的主要成分，運用先進(jìn)的分子生物學(xué)技術(shù)和方法進(jìn)行科學(xué)復(fù)配。試驗結(jié)果表明，小麥根系分泌物及其根茬腐解物不同的復(fù)配比例，對土壤的修復(fù)作用不同，處理STP2表現(xiàn)最好，該復(fù)配劑能夠有效改善根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性