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设施番茄根围土壤的微生物特性研究

作　者: 马宁宁
导　师: 李天来
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 设施园艺学
关键词: 番茄 长期施肥 连作 根际微生物 土壤微生物多样性
分类号: S626
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


设施菜田土壤往往存在化肥施用量过大、氮磷钾施用不平衡、作物品种单一、连作严重等问题,导致菜田土壤肥料利用率降低、生态环境质量下降、病虫害严重,蔬菜产量和品质受到严重影响。土壤微生物学特性是土壤质量的重要表征,可以在一定程度上反映土壤的肥力状况。本文以设施番茄栽培土壤为对象,研究了番茄不同生育时期、不同肥料处理、不同连作年限等条件下的土壤理化性状及微生物学特性,主要研究结果如下：1.采用稀释平板法与PCR-DGGE技术相结合的方式,研究设施番茄不同生育时期及根域不同位置的土壤微生物特性,结果表明,番茄对土壤微生物的根际效应明显,可培养微生物数量与距番茄根系表面距离呈反比。在番茄整个生育期内,根域土壤可培养微生物数量表现为,细菌、真菌数量上升,放线菌数量下降；DGGE结果显示,番茄初花期和初果期的根际土壤细菌群落结构相似,多样性最高。2.种植番茄显著提高了土壤微生物生物量和土壤酶活性。番茄根际土壤微生物生物量碳和氮分别在定植后60d和40d时显著降低,之后逐渐升高,定植80d达到最高值后下降；根际土壤转化酶、脲酶和中性磷酸酶活性在番茄整个生育期内呈现先升高后降低的变化趋势,过氧化氢酶活性呈上升—下降—上升的变化趋势。番茄生长末期,根际土壤微生物量和土壤酶活性均有所下降。土壤微生物生物量与转化酶、脲酶和中性磷酸酶活性显著相关,与过氧化氢酶无相关性。3.长期施用有机肥或有机肥、化肥配合施用可以显著提高设施番茄栽培土壤有机质和养分含量,改善土壤理化性状,减缓土壤酸化进程；除全氮外,土壤养分含量随无机氮肥施用量的增加而下降,长期偏施无机氮肥加速了土壤pH的下降；磷肥在提高土壤有机质含量方面所发挥的作用优于钾肥。4.长期施用有机肥显著提高了土壤酶活性和微生物生物量。有机肥对土壤转化酶和酸性磷酸酶活性的促进作用较为明显,有机肥和磷肥配施可以显著提高土壤转化酶和酸性磷酸酶活性,与转化酶和酸性磷酸酶相比,施肥对土壤脲酶活性的影响不大。单施化肥的土壤微生物生物量碳高于对照,而生物量氮低于对照,适量氮肥和磷肥显著提高土壤转化酶和微生物生物量碳,平衡施肥有利于土壤微生物生物量的提高。土壤酶活性和微生物生物量都随尿素施用量的增多而降低。5.不同施肥处理的土壤微生物PCR-DGGE分析表明,施用有机肥可以起到提高土壤微生物总量,增加优势种群个数,丰富群落多样性,稳定群落结构的作用；过量施用无机氮肥会改变土壤细菌的优势种群种类；施用不同种类的化学肥料或肥料组合不会影响土壤微生物的群落结构。6.通过对实际生产中不同连作年限设施番茄栽培土壤的研究发现,土壤养分含量随连作年限的增加而逐渐升高,连作7年、10年、15年和20年的土壤养分含量差异不大,可见,在实际生产中,土壤养分不是影响土壤肥力的主要因素；番茄连作一定年限内(15年),土壤转化酶、脲酶活性,微生物生物量和微生物量碳氮比都呈上升趋势变化,中性磷酸酶和过氧化氢酶活性呈下降趋势,各连作年限间土壤酶活性和微生物生物量的差异不大,番茄长期连作(20)土壤酶活性和微生物生物量都显著下降,。7.通过PCR-DGGE技术研究番茄连作对根际土壤微生物多样性的影响发现,设施条件下种植番茄明显改变了土壤土著细菌的群落结构,但连作年限对土壤细菌多样性影响较小,细菌群落结构变化不大；土著真菌的群落结构稳定性优于土著细菌,但土壤真菌的优势种群在不同连作年限的土样中变化较大,连作显著降低了某些真菌的数量,同时显著增加了另一些真菌的数量,其中,连作20年番茄的土壤真菌新出现的优势种群最多,且与非优势种群的真菌数量差异较大,这种番茄连作后改变土壤真菌种群平衡的现象可能是导致番茄产生连作障碍的重要原因之一。通过电泳条带的回收、测序,可知所取土样中的细菌优势种群属于Clostridium butyricum、Uncultured bacterium、Bacillus和Arthrobacter,真菌优势种群属于Saccobolus dilutellus、Uncultured fungus、Lasiobolus ciliatus、Spooneromyces laeticolor和Lasiobolidium orbiculoides。

全文目录


摘要  8-10
Abstract  10-13
第一章 前言  13-32
  1. 土壤微生物特性及其在土壤质量监测和肥力评价中的作用  13-19
  2. 长期施肥对土壤微生物特性的影响  19-22
  3. 连作对土壤微生物特性的影响  22-24
  4. 土壤微生物多样性研究方法概述  24-31
  5. 本研究的目的和意义  31-32
第二章 设施番茄根围土壤的微生物特性变化  32-50
  第一节 番茄根围土壤可培养微生物数量的时空差异  32-37
  第二节 番茄不同生育期根围土壤酶活性和微生物生物量的变化  37-42
  第三节 番茄不同生育期根围土壤细菌群落结构及多样性  42-47
  本章讨论  47-50
第三章 长期施用不同肥料对设施番茄根围土壤理化性质及微生物特性的影响  50-88
  第一节 长期施用不同肥料对设施番茄根围土壤理化性质的影响  51-67
  第二节 长期施用不同肥料对设施番茄根围土壤酶活性及微生物生物量的影响  67-77
  第三节 长期施用不同肥料对设施番茄根围土壤微生物群落结构及多样性的影响  77-83
  本章讨论  83-88
第四章 连作对设施番茄根围土壤理化性质及微生物特性的影响  88-109
  第一节 连作对设施番茄根围土壤理化性质的影响  89-92
  第二节 连作对设施番茄根围土壤酶活性及微生物生物量的影响  92-95
  第三节 连作对设施番茄根围土壤微生物群落结构及多样性的影响  95-105
  本章讨论  105-109
第五章 全文总结  109-112
  1. 主要研究结论  109-110
  2. 研究特点与创新之处  110-111
  3. 研究展望  111-112
参考文献  112-128
致谢  128-129
附录  129

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中图分类: > 农业科学 > 园艺 > 设施园艺（保护地栽培） > 蔬菜设施园艺
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