设施农业连作障碍与土壤关键微生物菌群变化及调控研究——以设施番茄种植为例

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiajia0321
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
设施蔬菜在我国种植业生产中占有极其重要的地位。由于经济利益的驱动,设施蔬菜生产中连续种植同一种作物的现象非常普遍,由此引起了以土传病害频繁发生为主要特征的连作障碍。目前,研究者将连作障碍归因于土壤微生物群落的变化,即连作导致土壤细菌数量下降,包含大量植物病原菌的真菌数量上升。通过向土壤或者根际添加有益微生物或者该类微生物的能源物质,以此调控植物根际微生态系统是目前解决连作障碍的一个思路。但是由于土壤细菌数量庞大、种类繁多且研究手段有限,目前我们并不能确定连作土壤中哪类有益土壤细菌的减少与连作障碍发生相关。  植物促生菌(Plant Growth Promoting Rizhobacteria, PGPR)是一类重要的有益微生物。研究表明添加PGPR细菌有助于抑制作物病害、提高作物产量或生物量、提高作物抗逆性,而作物病虫害、产量下降及土壤盐渍化等问题正是目前设施蔬菜连作土壤存在的主要问题。因此,本研究假设土壤中PGPR与造成设施蔬菜连作障碍的土壤微生物因子有关。由于PGPR包括多个细菌属的不同细菌,将其逐一进行研究比较困难,因此本研究通过对PGPR细菌进行总结,得出芽孢杆菌和假单胞菌类PGPR细菌是主要的植物促生菌,并且芽孢杆菌和假单胞菌是农田土壤中的优势细菌。因此,本研究将芽孢杆菌和假单胞菌做为研究对象,分析连作年限与土壤中芽孢杆菌、假单胞菌的数量及其与土壤微生物群落结构的关系;分析长期定位试验中不同氮肥用量与秸秆投入对设施番茄土壤芽孢杆菌和假单胞菌的影响;通过原位培养的方法将芽孢杆菌和假单胞菌接种到设施番茄连作障碍的土壤中,分析应用芽孢杆菌及假单胞菌调控土壤微生物群落,控制连作障碍,改善土壤环境的可能。本研究丰要得出以下结论:  1.芽孢杆菌和假单胞菌类PGPR细菌是最主要的PGPR菌。在促进作物生长方面的PGPR细菌中,假单胞菌占38.8%,芽孢杆菌占37.1%;在控制病害方面,芽孢杆菌的数量最多,占已有研究的58.4%,假单胞菌占22.8%。挖掘文献数据并计算响应比得出,在促进作物生长方而,应用假单胞菌和芽孢杆菌可将作物产量或生物量分别提高16%和34%。在控制作物病害方面,接种假单胞菌和芽孢杆菌可将作物病害发生率分别降低67%和66%。  2.长期连作导致土壤细菌总量持续下降,包括大多数PGPR细菌的土壤芽孢杆菌和假单胞菌呈现先增长后降低的趋势(6-10年),且长期连作也导致土壤微生物群落结构改变,土壤微生物中的优势细菌-芽孢杆菌和假单胞菌一种群密度在连作4-5年后开始下降,与一些常见作物连作障碍发生的时间一致。由于农户习惯于大量施用有机肥,长期连作设施番茄(1-21年)对土壤化学性质影响不明显;结合土壤化学性质及微生物群落结构、芽孢杆菌和假单胞菌的变化,本研究认为设施番茄连作以不超过4-5年为好。  3.化学氮肥及秸秆添加增加了土壤细菌,芽孢杆菌及假单胞菌的数量,但这种促进作用与化学氮肥施用量的关系不明显。不同氮肥用量及秸秆添加处理引起土壤微生物群落结构改变,但对土壤微生物多样性的影响不大。由于农户习惯投入大量有机肥(鸡粪、牛粪)作为基肥,因此,试验6年期间,化学氮肥由600kg N/hm2减少到300kg N/hm2并未导致番茄产量下降,也未对土壤微生物群落结构或两种关键微生物产生影响,因此,在该生产管理体系下,减少300 kg N/hm2的氮肥用量是可行且必要的。  4.在不同氮肥用量条件下单独接种、混合接种枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌于存在连作障碍的番茄幼苗根际土壤中,结果显示在施用菌液后到取样时间内荧光假单胞菌和枯草芽孢杆菌均可在根际土壤中定殖,且假单胞菌有助于提高番茄幼苗生物量,而芽孢杆菌则有助于抑制番茄灰霉病发生。施用芽孢杆菌、假单胞菌及ETS复合微生物有机肥引起根际土壤微生物代谢功能群落及结构群落改变,但芽孢杆菌及假单胞菌对土壤微生物多样性的影响不明显。
其他文献
杂散损耗计算是电抗器设计和研制开发的重要环节,也是温升计算、分析局部过热的基础。电抗器运行时,将产生漏磁通在空间内闭合,电抗器漏磁空道更大,磁阻小,漏磁通更大;主磁路径要
水下预置武器是一种可装载导弹、无人机、AUV等载荷的新型水中兵器,在和平时期该武器潜伏于水下,战时可立即将其激活,对指定目标实施侦察、打击、突袭等,为了对抗这一新型水
本文通过对荣华二采区10
期刊
稳态潮流计算可根据给定的电网运行条件及网络结构确定电网的运行状态,是电力系统分析中一项基本电气计算,其计算结果亦是电力系统高级软件的基础。本文首先通过对稳态潮流计算基本方程的分析、结合现有的数据采集技术及相关标准中的规定,归纳总结出稳态潮流计算所需要的前提:能量守恒,稳态量测数据,单一频率,潮流计算结果与量测数据保持一致。经过理论分析和仿真结果的证明,只有系统处于稳态时,量测数据才能满足稳态潮流计
  本文对20个板栗品种进行了生态型的研究,揭示了板栗叶片、花粉、果实及生物生理学等性状指标间的联系,为板栗的生产栽培、高产稳产、选育种、引种以及分子水平板栗生态型的
ProUK较其它典型的丝氨酸蛋白酶原的内在活性高约1000倍,实验证明位于柔性环区(Gly297~Lys313)的Lys300与Asp355侧链残基之间的电荷作用是proUK高内在活性的一个决定因素。影响该
在电力系统中,配电网负责将电力配送到每家每户,在整个电力网络中有着十分重要的地位。合理的配电网规划可以提高供电的可靠性,提高收益。本文基于揭西县的实际配电网规划项目经
在酵母细胞中,磷脂酰肌醇PI(3)P的效应蛋白Atg18在自噬小体的形成过程中起着至关重要的作用。而酵母自噬蛋白Atg18在哺乳动物细胞中有四个同源蛋白,WIPI1-4。这四个蛋白均有7个
随着陆上石油资源的日益枯竭,海上石油开采正逐渐成为我国石油开采的重要组成部分。早期海上石油平台供电多为单平台独立运行,其供电系统仅有简单的监控功能(SCADA).为降低海上石油平台的建设成本和提高平台的供电可靠性,海上石油平台正在由各平台单独供电模式走向多平台联网供电模式。联网后的油田群电网电力设备众多、运行方式复杂多变,SCADA系统难于满足电网控制需求,需要一套全新的能量管理系统(EMS)对海
本论文主要包括三个方面的工作:第一个工作是对腾冲嗜热菌核糖体再循环因子(RRF)的表达,纯化以及表征;第二个工作采用结构域交换构建嵌合体蛋白的方法研究了RRF的结构域功能及分