人参根系分泌物对根际土壤微生态的影响

论文摘要

近年来,人参的价值越来越受到世界的认同与重视,人参产业的种植规模也更加的广泛。但是,人参连作障碍,一直是困扰学术界的重大问题。老参地再利用问题是参业生产中始终未能根本解决的一大难题。人参和其他宿根植物一样,忌地性很强,不能重茬,不能连作。大量试验证明:人参连作、轮作会出现严重病害,烧须、烂根严重。无论是新林土还是农田栽参,均面临着参业持续发展的老参地问题。参地土壤改良及永续栽参是目前人参、西洋参栽培行业中急需解决的老大难问题,也是五十多年来众多参业生产者和科研人员的研究方向。本研究从根系分泌物的角度入手,以参后地土壤为试验材料,分别研究了不同连作年限对参地土壤中土壤微生态环境的影响;不同植物对老参地土壤微生态环境的修复;人参不同生育期土壤酶活性的变化。研究结果表明:1在不同连作年限的参地土壤中,土壤微生物数量发生了较大的变化。与林下土相比,土壤中细菌和放线菌数量随着连作年限的增加而降低,细菌由62.9%降低到49.1%,放线菌由35.2%降低到22%,其中放线菌数量减少的更为明显,真菌数量则是随着连作年限的增加而增加,由1.9%升到27.9%。随着连作年限的增加,根际B/F值呈现下降趋势,土壤肥力有下降趋势,人参连作使土壤由细菌型向真菌型发展。2在不同连作年限的参地土壤中,微生物种群也发生了变化。在林下土中,土壤细菌以荧光假单胞菌、阴沟肠杆菌和乳酪短杆菌为主要类群,与林下土相比,栽参一年的参地土壤中,细菌类型没有明显的变化;而在栽参二年和四年的参地土壤中荧光假单胞菌消失,在栽参二年和四年的参地土壤中出现藤黄微球菌和冬青节杆菌。在林下土中,土壤真菌以青霉,曲霉和木霉为主,随着连作年限的增加,土壤根际上几乎没有木霉菌,种类明显减少;而且在连作2年和连作4年的参地根际土壤中有粘束孢属和镰刀菌属。与林下土相比,随着连作年限的增加,土壤中放线菌的种群没有明显的变化,均是以链霉菌属为主。3与林下土相比,参地土壤中6种酶的酶活性都由不同程度的降低。但随着连作年限的增加,不同的酶有着不同的变化趋势。随着连作年限的增加,多酚氧化酶由原来的0.4963 mg/1g·2h降到0.2060 mg/1g·2h,蛋白酶由原来的0.6970mg/g·24h降到0.5469 mg/g·24h,蔗糖酶由原来的1.2887 ml/g·24h降到0.7543ml/g·24h,此变化趋势与pH变化趋势一致。过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶3种酶的酶活性在连作2年后呈现下降趋势,过氧化氢酶由原来的0.1802ml/g·20min降到0.1050 ml/g·20min,脲酶由原来的23.1743 mg/g·24h降到4.2331 mg/g·24h,酸性磷酸酶由原来的6.5411 mg/g·24h降到2.1484 mg/g·24h;而连作4年以后酶活性又有回升趋势,过氧化氢酶达到0.1632 ml/g·20min,脲酶达到8.7748 mg/g·24h,酸性磷酸酶达到2.3087 mg/g·24h。4.3种植物对老参地土壤中的微生物数量具有不同的修复作用。细菌和放线菌比例得到回升,真菌比例相应的有所减少,对老参地土壤的修复程度由大到小的顺序依次是苜蓿,白三叶,苏子。5.通过苜蓿、苏子和白三叶三种植物修复后,土壤中的优势种群发生了变化。与栽参四年的老参地土壤相比,经过苜蓿修复的参地土壤中,荧光假单胞菌出现并占据优势地位,藤黄微球菌消失;经过苏子和白三叶修复的参地土壤中,乳酪短杆菌消失。但真菌和放线菌种群没有明显的变化。6.经3种植物修复后,6种土壤酶活性均表现出不同程度的升高。与对照土壤酶活性相比,种植1年的苜蓿对土壤中6中酶活性的修复程度由大到小的顺序依次是蔗糖酶,提高了78.79%,脲酶,提高了67.92%,多酚氧化酶,提高了44.71%,酸性磷酸酶,提高了6.95%,蛋白酶,提高了3.07%,过氧化氢酶,提高了2.76%;种植苏子1年后,6种酶活性的升高由大到小的顺序依次是蔗糖酶,提高了76.83%,蛋白酶,提高了11.14%,酸性磷酸酶,提高了6.94%,多酚氧化酶,提高了2.96%,脲酶,提高了2.77%,过氧化氢酶,提高了2.76%;种植白三叶1年后,6种酶活性的升高由大到小的顺序依次是蔗糖酶,提高了76.03%,多酚氧化酶,提高了29.17%,酸性磷酸酶,提高了6.93%,蛋白酶,提高了5.3%,过氧化氢酶,提高了2.33%,脲酶,提高了1.28%。7.6种酶的酶活性在不同时期有着不同的变化趋势。与对照土壤中的酶活性相比,人参在展叶期多酚氧化酶活性发生了显著的降低,随着人参的生长经过花期,到青果期酶活性逐渐升高,达到0.3602mg/2h·1g,发育到红果期酶活性又有所回落,达到0.3282mg/2h·1g,最后到收获期酶活性得到大幅度的升高,达到发育期的最高值为0.4085 mg/2h·1g。人参移栽后,土壤中过氧化氢酶活性随着生长而逐渐降低,生长到青果期,酶活性有上升趋势,达到0.1640ml/g·20min,到红果期,酶活性又有下降趋势,此时的酶活性达到整个发育期的最低值,为0.1172ml/g·20min,成熟期的过氧化氢酶活性又有所上升。随着人参的生长,蔗糖酶活性逐渐降低,生长到青果期,酶活性达到整个发育期最低值,为1.2584 ml/g·24h,发育到红果期,酶活性达到整个发育期的最高值,为1.3024ml/g·24h,收获期的蔗糖酶活性略有降低。随着人参的生长,蔗糖酶活性逐渐降低,生长到青果期,酶活性达到整个发育期最低值,为1.2584 ml/g·24h,发育到红果期,酶活性达到整个发育期的最高值,为1.3024ml/g·24h,收获期的蔗糖酶活性略有降低。在整个发育过程中,人参酸性磷酸酶活性在不同生育期的酶活性变化较大。酸性磷酸酶活性的变化趋势与蔗糖酶活性的变化趋势相似。从展叶期到青果期,酶活性逐渐降低,到青果期达到最低值,为0.3161 mg/g·24h,从青果期到红果期,酶活性有上升趋势,收获期,酶活性又略有降低。在人参移栽后的前一阶段,即从展叶期到青果期,土壤中脲酶活性随着人参的生长而逐渐增强,到青果期,酶活性达最高值,为22.4644 mg/g.24h。随着人参继续生长,脲酶活性有下降趋势,当人参处于红果期时,酶活性降低,收获期的脲酶活性略有上升。随着人参的不断生长,土壤中蛋白酶活性表现为先升高后下降的趋势,当人参生长到青果期,酶活性出现最高峰,酶活性达到0.5919 mg/g·24h,到生长后期酶活性呈下降趋势。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 作物连作障碍研究现状
• 1.2 植物根系分泌物对作物连作的影响
• 1.3 植物根系分泌物对土壤微生态的影响
• 1.3.1 植物根系分泌物对土壤微生物的影响
• 1.3.2 植物根系分泌物对土壤酶活性的影响
• 1.4 受损土壤微生态的植物修复
• 1.5 研究的目的和意义
• 2 试验材料和方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 仪器及试剂
• 2.2.1 主要仪器
• 2.2.2 主要试剂
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 试验设计
• 2.3.2 样品采集
• 2.3.3 样品处理
• 2.3.4 酶活性测定方法
• 2.3.5 微生物的研究方法
• 2.3.6 数据处理方法
• 2.3.7 质量控制
• 3 结果与讨论
• 3.1 连作年限对人参根际土壤微生物数量的影响
• 3.1.1 细菌和放线菌数量的变化
• 3.1.2 真菌数量的变化
• 3.2 连作年限对人参根际土壤微生物种群的影响
• 3.2.1 细菌的鉴定
• 3.2.2 真菌的鉴定
• 3.2.3 放线菌的鉴定
• 3.3 连作年限对人参根际土壤酶活性的影响
• 3.3.1 pH的变化
• 3.3.2 酶活性的变化
• 3.3.3 差异显著性分析
• 3.4 修复植物对参后地土壤微生物数量的影响
• 3.5 修复植物对参后地土壤微生物种群的影响
• 3.5.1 细菌的鉴定
• 3.5.2 真菌和放线菌的鉴定
• 3.6 修复植物对参后地土壤酶活性的修复作用
• 3.6.1 苜蓿对老参地土壤中酶活性的修复
• 3.6.2 苏子对老参地土壤中酶活性的修复
• 3.6.3 白三叶对老参地土壤中酶活性的修复
• 3.6.4 差异显著性分析
• 3.7 不同生育期的人参根际土壤中酶活性的变化
• 4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介