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连作对棉花生长及棉田土壤生物活性的影响

作　者: 张伟
导　师: 刘建国
学　校: 石河子大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 棉花连作土壤生物活性活性炭处理秸秆还田
分类号: S562
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

棉花是新疆重要的经济作物,由于种植面积大,连作时间长,产生了一系列的负面影响,新疆棉花连作问题比较突出。本试验通过棉花长期连作定点微区试验研究不同连作年限棉花生物量、重要生理生化特征指标,揭示连作对棉花生长和产量的影响;通过对不同连作年限棉田土壤主要壤微生物类群和土壤酶活性变化的研究分析,探讨连作对土壤生物活性的影响;通过对比连作棉田土壤中添加活性炭处理以及秸秆还田处理的连作棉田土壤生物活性变化,揭示秸秆还田对连作后土壤酶活性的影响以及活性炭处理对土壤生物活性的影响。为生产上减轻连作障碍,建立科学的栽培制度,实现新疆棉棉花高产优质和持续化生产提供了理论依据。本试验主要研究结论如下:1.长期连作对棉花的生长产生明显的不利影响,不同连作年限处理中的部分棉花生理指标均受到连作障碍的影响。表现为棉花产量降低;根系活力、叶绿素含量随连作年限的增加而下降,根系和叶片的SOD活性、POD活性和MDA含量在不同生育期有不同程度的上升。加入活性炭后SOD、POD活性和MDA含量对比未加活性炭处理有不同程度的下降,根系活力和叶绿素含量则比未加活性炭处理有明显的提高。通过对棉花生长过程中的相关生理指标的分析可知:棉花连作土壤能够对棉花的生长和产量造成危害,而土壤中加入活性炭可以减轻棉花因连作障碍产生的不利影响。2.棉花连作影响土壤酶活性的变化,随着棉花连作年限的增加棉田土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶过氧化物酶活性降低,多酚氧化酶活性呈现先降低后又升高的趋势。连作棉田土壤中加入活性炭后,土壤脲酶活性比未加活性炭的处理略有升高,盛蕾期5+C、10+C、15+C分别比不加活性炭处理脲酶活性升高11.4%,7.2%,0.3%;蔗糖酶活性在添加活性炭后有明显改善,而对短期连作改善效果不明显;过氧化氢酶活性在加入活性炭后随连作年限增加而降低,与未加活性炭处理相比,活性炭处理对过氧化氢酶活性的影响较小,不能明显改善土壤状况;多酚氧化酶活性5+C和10+C均比连作5年和连作10年处理的酶活性高,而15+C处理对比连作15年处理下降。土壤中加入活性炭后对过氧化物酶活性的影响不明显,不能显著增加或降低土壤中过氧化物酶的活性。3.棉花连作能降低土壤细菌的平均数量,吐絮期细菌数量随连作年限延长先降低后升高,即短期连作能显著降低土壤中细菌的数量,长期连作后细菌数量又有上升的趋势;土壤中真菌的平均数量变化趋势为先降低后升高,连作5年处理的真菌数量最低,在连作15年处理的土壤中真菌数量最高;放线菌的平均数量变化趋势为先降低后升高再降低,连作5年处理数量最低,连作10年处理的放线菌数量最高。土壤中加入活性炭后细菌数量在苗期有所降低,生育后期除了长期连作外,土壤中加入活性炭能显著提高土壤中细菌的数量。不同生育期内各连作年限土壤中的细菌数量随着生育进程呈现先升高后降低的变化趋势。加入活性炭后真菌数量在生育后期能够显著降低土壤中的真菌数量,减少棉花因真菌引起的连作问题。全生育期内真菌数量在苗期最高,盛蕾期降低,盛花期又上升,吐絮期土壤中的真菌数量最低。土壤中的放线菌数量变化在加入活性炭后没有规律性的变化。4.棉田实行秸秆还田后,土壤脲酶活性随着连作年限的延长先下降又升高,连作年限不超过15年,土壤脲酶活性呈下降趋势,超过15年又有上升;蔗糖酶活性以连作10年活性最低,长期连作蔗糖酶活性增强,土壤状况趋于好转,有利于棉花的生长发育;过氧化氢酶活性随连作年限的延长先降低后升高,短期连作土壤过氧化氢酶活性较低,过氧化氢分解受阻,影响棉花生长,连作年限超过10年过氧化氢酶活性升高,解毒能力较强,加快分解过氧化氢,有利于减轻过氧化氢对土壤和生物的毒害作用;秸秆还田处理随着连作年限的延长,过氧化物酶活性呈上升趋势。

全文目录

中文摘要  5-6
Abstract  6-10
主要符号说明表  10-11
前言  11-12
第一章国内外研究现状及动态  12-27
  1.1 连作障碍的机制  12-17
    1.1.1 土壤理化性状的改变  12-13
    1.1.2 土壤微生物区系失衡和有害微生物增加  13-14
    1.1.3 化感作用影响  14-17
  1.2 土壤酶研究进展  17-20
    1.2.1 土壤酶的来源  17
    1.2.2 土壤酶的分类  17-18
    1.2.3 土壤酶活性与土壤物理性质  18
    1.2.4 土壤酶活性与土壤化学性质  18-19
    1.2.5 土壤酶活性与土壤微生物量、微生物区系的关系  19-20
  1.3 土壤微生物的研究进展  20-23
    1.3.1 土壤物理性状与微生物  20
    1.3.2 土壤化学性状与微生物  20-21
    1.3.3 土壤微生物与连作障碍  21-22
    1.3.4 土壤微生物与土壤酶的关系  22-23
  1.4 秸秆还田对土壤生物活性影响的研究进展  23-25
    1.4.1 秸秆还田对土壤酶活性的影响  23-24
    1.4.2 秸秆还田对土壤微生物的影响  24-25
  1.5 研究目标及研究内容  25-27
    1.5.1 试验内容  25
    1.5.2 技术路线  25
    1.5.3 研究的目标  25-27
第二章材料与方法  27-32
  2.1 试验概况与材料  27
    2.1.1 试验区概况  27
    2.1.2 供试品种  27
  2.2 试验设计  27-28
    2.2.1 试验一不同连作年限棉花生理指标和棉田土壤生物活性的测定  27
    2.2.2 试验二秸秆还田对连作棉田土壤酶活性影响  27-28
  2.3 测定方法  28-32
    2.3.1 过氧化物酶(POD)活性的测定  28
    2.3.2 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定  28
    2.3.3 丙二醛（MDA）含量测定  28
    2.3.4 根系活力的测定  28-29
    2.3.5 叶绿素含量的测定  29
    2.3.6 土壤酶活性测定  29-31
    2.3.7 土壤微生物区系测定  31-32
第三章结果与分析  32-46
  3.1 活性碳处理对连作棉花生长的影响  32-36
    3.1.1 活性碳处理对连作棉花SOD 活性的影响  32
    3.1.2 活性碳处理对连作棉花POD 活性的影响  32-33
    3.1.3 活性碳处理对连作棉花MDA 含量的影响  33-34
    3.1.4 活性碳处理对连作棉花根系活力的影响  34-35
    3.1.5 活性碳处理对连作棉花叶绿素含量的影响  35
    3.1.6 活性碳处理对连作棉花产量的影响  35-36
  3.2 活性碳处理对连作棉田土壤生物活性的影响  36-43
    3.2.1 活性碳处理对连作棉田土壤脲酶活性的影响  36-37
    3.2.2 活性碳处理对连作棉田土壤蔗糖酶活性的影响  37-38
    3.2.3 活性碳处理对连作棉田土壤过氧化氢酶活性的影响  38
    3.2.4 活性碳处理对连作棉田土壤多酚氧化酶活性的影响  38-39
    3.2.5 活性碳处理对连作棉田土壤过氧化物酶活性的影响  39-40
    3.2.6 活性碳处理对连作棉田土壤细菌数量的影响  40-41
    3.2.7 活性碳处理对连作棉田土壤真菌数量的影响  41-42
    3.2.8 活性碳处理对连作棉田土壤放线菌数量的影响  42-43
  3.3 秸秆还田对连作棉田土壤酶活性的影响  43-46
    3.3.1 秸秆还田对连作棉田土壤脲酶活性的影响  43
    3.3.2 秸秆还田对连作棉田土壤中蔗糖酶活性的影响  43-44
    3.3.3 秸秆还田对连作棉田土壤过氧化氢酶活性的影响  44-45
    3.3.4 秸秆还田对连作棉田土壤过氧化物酶活性的影响  45-46
第四章结论与讨论  46-51
  4.1 结论  46-48
  4.2 讨论  48-51
    4.2.1 长期连作对棉花生长影响的研究  48
    4.2.2 活性碳处理对土壤生物活性的影响研究  48-49
    4.2.3 连作和秸秆还田对土壤酶活性影响的研究  49-51
参考文献  51-55
致谢  55-56
作者简介  56-57
石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表  57

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