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设施菜地土壤障碍因子研究及改良效果分析

作　者: 杨业凤
导　师: 徐阳春；姚政
学　校: 南京农业大学
专　业: 植物营养学
关键词: 浦东设施菜地土壤养分盐分微生物化肥减量
分类号: S156
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本论文以上海市浦东新区设施菜田为例,通过野外调查、采样、设置改良试验、室内分析等方法,从土壤养分、盐分和微生物的变化等方面研究了上海市设施菜地种植障碍的主要原因,并根据分析结果针对性的从化肥减量和轮作不同茬口蔬菜等方面研究了改良效果,主要得出以下结论：1、经过十几年的高投入高产出栽培,上海市浦东新区蔬菜大棚土壤养分含量比第二次土壤普查时大幅增加。有机质平均含量为33.2g／kg,增幅达55.1%；速效磷平均含量为153.9 mg／kg,增幅高达319.2%；硝态氮含量超过210 mg／kg的土壤占51.6%,速效钾大于240mg／kg的土壤占96.8%。设施菜地土壤养分向表层聚集,养分含量变化趋势表现为：0～5cm>5～10cm>10～20 cm。不同大棚土壤各养分含量在种植3年时基本都达到最大,种植4年、5年以上有小幅下降,但仍高于种植1年和2年的大棚。pH值在土壤剖面中呈现从上向下升高的趋势,且随种植年限增加逐年下降。2、浦东新区设施菜地轻度盐渍化的土壤占60%,中度盐渍化土壤占26%,非盐渍化土壤小于10%。盐分组成中,阳离子以Ca2+、K+为主,阴离子以NO3-、SO42-为主,NO3-和Ca2+含量分别占耕层离子总量的30.7%和12.6%。土壤盐分总量除与HCO3-呈显著负相关,与H2PO4-无明显相关性外,与其余7种离子含量均呈极显著正相关。除HCO3-外,在耕层范围内土壤盐分、电导率及各盐分离子都有表聚的趋势,且含量大部分是在种植3年时达到最大。3、浦东新区设施菜地耕层土壤微生物区系的相对组成没有发生变化,以细菌数量最多,放线菌次之,真菌最少,但土壤的细菌和放线菌数量显著低于熟化露天菜地土壤。在0～20cm的土层中,随深度的逐渐加深,细菌、真菌、放线菌的数量逐渐减少,中下层土壤与0～5cm土壤差异显著。种植多年的设施菜地土壤质量正在下降,有地力衰竭的趋势。大棚土壤中细菌和放线菌的数量在种植黄瓜后发生了显著变化,轮作叶菜后变化不显著,叶菜轮作比黄瓜连作更能克服连作土壤中的不利生物因素,保持土壤肥力和活力。4、设施菜地土壤微生物生物量碳含量随种植年限呈先上升后下降趋势,到第3年时达到最大。微生物生物量碳占土壤有机碳的4%～6%,2年大棚中该比值最大,随栽培年限增加逐渐减小。设施栽培3年以后,增加叶菜轮作比茄果类连作更能保持土壤质量和肥力。5、如果土壤养分基础较好,种植米苋和茄子,减量施用复合肥是可行的。种植米苋时复合肥(26-6-10)减量30%～40%效果较好,种植茄子复合肥减量20%～40%效果较好。在肥力较好的设施菜地种植一茬番茄,减施30%左右复合肥较合适,减量施肥区产量比常规区增产8.4%,土壤地力贡献率在83.7%。6、种植生长期较长的叶菜(空心菜)对土壤微生物改变较大,也不利于土壤肥力保持；种植黄瓜土壤肥力下降最大,茄果类之后种1-2茬短期叶菜有利于降低土壤盐分和保持微生物的活性,种植豆科植物可改变土壤微生物群落的多样性。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第一章文献综述  12-24
  1 引言  12
  2 设施菜地土壤研究现状  12-24
    2.1 设施菜地的养分投入与管理状况  13
    2.2 设施菜地的盐分状况  13-18
      2.2.1 设施土壤盐渍化发生原因  14-15
      2.2.2 盐渍化发生的症状和危害  15-16
      2.2.3 设施土壤中盐分变化规律  16-18
    2.3 土壤微生物  18-19
    2.4 土壤微生物量  19-20
    2.5 设施土壤盐渍化改良措施研究进展  20-21
      2.5.1 除盐、抑盐措施  20
      2.5.2 轮换种植  20-21
      2.5.3 增施有机肥、秸秆覆盖物  21
      2.5.4 地膜覆盖  21
      2.5.5 科学施肥  21
    2.6 DGGE在土壤质量研究中的应用  21-24
第二章材料与方法  24-30
  1 研究区概况  24
  2 试验设计  24-26
    2.1 设施菜地土壤障碍因子研究方案  24-25
    2.2 改良试验方案  25-26
      2.2.1 大棚米苋、茄子化肥减量试验设计  25
      2.2.2 大棚番茄复合肥减量试验设计  25-26
  3 样品采集、制备及保存  26-27
    3.1 土壤养分、盐分样品的采集制备、保存  26
    3.2 土壤微生物样品的采集制备、保存  26
    3.3 改良大棚土壤样品采集  26-27
    3.4 改良土壤DGGE测定取样、保存  27
  4 测定项目及分析方法  27-30
    4.1 土壤样品  27
    4.2 土壤微生物主要类群数量测定方法  27
    4.3 土壤微生物碳测定方法  27-28
    4.4 利用DGGE对土壤微生物群落变化分析  28-29
      4.4.1 土壤DNA的提取  28
      4.4.2 PCR扩增  28
      4.4.3 DGGE及DGGE凝胶的分析  28-29
    4.5 数据处理方法  29-30
第三章上海市浦东新区设施菜地土壤状况研究  30-46
  1 上海市浦东新区设施菜地土壤养分含量变化研究  30-34
    1.1 设施菜地耕层养分变化  30-32
    1.2 设施耕层各层次养分变化  32-33
    1.3 不同种植年限养分变化  33-34
    1.4 小结  34
  2 上海市浦东新区设施菜地土壤盐分变化规律  34-41
    2.1 设施菜地耕层土壤盐化程度  34-35
    2.2 设施菜地耕层土壤盐分离子组成及变化规律  35-39
      2.2.1 设施菜地耕层土壤各盐分离子含量变化  35-37
      2.2.2 设施菜地耕层土壤中阴阳离子含量的变化规律  37-38
      2.2.3 土壤全盐量与各离子相关性  38-39
    2.3 设施菜地土壤表层不同层次盐分离子的变化规律  39-40
    2.4 不同种植年限设施菜地耕层土壤盐分离子变化  40
    2.5 小结  40-41
  3 上海市浦东新区设施菜地土壤微生物的变化  41-46
    3.1 设施菜地耕层各层次微生物数量变化  41-42
    3.2 不同种植年限设施菜田土壤微生物变化  42
    3.3 不同种植模式土壤微生物结构变化  42-43
    3.4 土壤微生物量的变化  43-44
      3.4.1 不同种植年限土壤微生物生物量的变化  43
      3.4.2 不同种植模式土壤微生物量碳的变化  43-44
    3.5 讨论与小结  44-46
      3.5.1 讨论  44-45
      3.5.2 小结  45-46
第四章上海市浦东新区设施菜地土壤改良研究  46-56
  1 大棚米苋、茄子化肥减量试验  46-49
    1.1 不同处理米苋、茄子产量  46-47
    1.2 茄子各生育阶段土壤耕层理化性状动态变化  47-48
    1.3 讨论与小结  48-49
      1.3.1 讨论  48-49
      1.3.2 小结  49
  2 大棚番茄化肥减量试验  49-51
    2.1 各处理番茄产量  49-50
    2.2 试验区土壤养分含量变化  50-51
    2.3 讨论与小结  51
  3 合理轮作茬口的安排—基于DGGE技术对土壤微生物群落变化的分析  51-56
    3.1 采样点情况  51
    3.2 图谱分析  51-54
      3.2.1 土壤微生物群落DGGE泳道比较图分析  51-52
      3.2.2 土壤微生物群落相似性分析  52-54
    3.3 不同轮作茬口土壤微生物区系结构和理化性状变化  54-55
      3.3.1 不同茬口土壤微生物区系变化  54
      3.3.2 不同茬口土壤理化性状变化  54-55
    3.4 讨论与小结  55-56
第五章结论和展望  56-58
  1 主要结论  56-57
  2 展望  57-58
参考文献  58-66
致谢  66-68
论文发表  68

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