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烟草连作障碍的根际微生态研究

作　者: 柯文辉
导　师: 林文雄
学　校: 福建农林大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 烟草连作障碍土壤酶自毒作用根际微生物
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

采用盆栽试验探讨了连作土灭菌与不灭菌处理对烟草生长状况、逆境保护酶及土壤酶的影响,寻找出与烟草连作障碍有关的微生态因素,进一步从自毒物质与土壤微生物两个角度进行分析,主要研究结果如下:(1)烟草连作造成植株生长发育受阻,外观表现为植株矮小,叶面积变小,同时诱导烟草体内抗病反应,SOD、POD活性升高,CAT活性下降,MDA含量上升;土壤脲酶、酸性磷酸酶活性下降,多酚氧化酶活性先升后降,过氧化氢酶活性下降。(2)烟草连作土灭菌后,消除了土壤中不利的微生物因素,使连作逆境得到缓解,但是仍呈现出随连作茬次的增加植株变矮、叶面积变小,植株受连作逆境伤害增大,说明了灭菌处理后连作土壤中仍然存在着影响植株正常生长的因素,且随着连作年限的延长有富集效应。(3)烟草根际土壤水浸提液对莴苣胚根生长、烟草萌发和幼苗胚根生长的影响表现为低促高抑的双重浓度效应,并且随着种植茬次的增加抑制作用增强。在浓度2g/ml时,烟草根际土壤甲醇浸提液对莴苣和烟草胚根的生长抑制作用最强,正已烷、氯仿、乙酸乙酯土壤浸提液基本上无抑制现象,说明烟草根际存在强极性化感物质。鉴定了不同种植茬次烟草根际土壤甲醇浸提液中所含的有机化合物,其中种植一茬、种植三茬的烟草根际土壤甲醇浸提液中存在烷烃、醇、酮、酸、酯、酚、萜烯类以及多环芳烃等有机化合物,很多已被报道是化感物质。(4)烟草连作后根际土壤细菌群落香脓指数、辛普森指数和丰富度指数随着种植茬次的增加呈现出先增大后减小的趋势,连作4茬后细菌群落的多样性水平急剧下降,细菌群落结构极为单一。相似性指数随着种植茬次的增加而降低,表明根际土壤之间细菌群落结构的差异性逐渐增大,群落功能发生缓慢的演替过程,推测烟草根际细菌群落的变化可能与根系分泌物在土壤中的积累有关。烟草连作使某些特定的微生物群落得到富集,特别是病原菌,破坏了烟草根际土壤细菌群落的平衡,烟草生存的微环境恶化。(5)连作土灭菌与不灭菌处理细菌群落的比较,不灭菌处理土壤中具有较多的致病菌,且各茬次连作土中均有发现,说明灭菌在一定程度上减少了土壤中致病菌。连作土灭菌与不灭菌处理细菌群落多样性变化趋势一致,两者相似系数较高,相同细菌所占比例较高且均含有病原菌,表明烟草连作土壤中残留分泌物对土壤中细菌群落结构的演化有诱导性的刺激。对外生菌根真菌的分析揭示连作的烟草土壤中存在着一些分泌多肽毒素的菌根真菌,以及在此逆境系统条件下应激产生的与植物解毒和抗逆性有关的真菌。综上所述,烟草连作土壤中存在着潜在自毒物质,这些残留的自毒物质会诱发微生物群落多样性的下降,病原菌增多。烟株根际微生态环境的恶化,影响植株的代谢活动和土壤养分利用,导致烟草生长发育受阻。

全文目录

中文摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一章文献综述  11-24
  1 连作障碍  11-17
    1.1 连作障碍的背景和产生的危害  11-13
    1.2 连作障碍发生的原因  13-14
    1.3 连作障碍的研究进展  14-17
  2 烟草与连作障碍  17-19
    2.1 烟草概述  17-18
    2.2 烟草连作障碍的研究进展  18-19
  3 化感自毒物质的种类和鉴定方法  19-20
    3.1 化感自毒物质的种类  19
    3.2 化感自毒物质的鉴定方法  19-20
  4 土壤微生物多样性的研究进展  20-23
    4.1 土壤微生物多样性的研究方法  20-22
    4.2 连作障碍中土壤微生物对作物和环境的影响  22-23
  5 本研究的意义和内容  23-24
    5.1 本研究的意义  23
    5.2 主要的研究内容  23-24
第二章连作土灭菌对烟草生理生化特性和土壤酶的影响  24-33
  1 材料与方法  24-27
    1.1 供试材料  24
    1.2 试验设计  24-25
    1.3 取样方法  25-26
    1.4 测定方法  26-27
    1.5 统计分析方法  27
  2 结果与分析  27-32
    2.1 连作土灭菌处理对烟株生长的影响  27-29
    2.2 连作土灭菌处理对细胞保护酶活性和膜脂质过氧化的影响  29-30
    2.3 连作土灭菌处理对根际土壤酶活性的影响  30-32
  3 小结  32-33
第三章不同种植茬次烟草根际土壤化感潜力评价及化感物质鉴定  33-41
  1 材料与方法  33-34
    1.1 供试材料  33
    1.2 试验设计  33-34
    1.3 统计方法  34
  2 结果分析  34-40
    2.1 不同种植茬次烟草根际土壤水浸提液的生物测试  34-36
    2.2 不同种植茬次烟草根际土壤有机溶剂浸提液的生物测试  36-37
    2.3 不同种植茬次烟草根际土壤的有机物成分 GC-MS 分析  37-40
  3 小结  40-41
第四章烟草连作对根际土壤微生物群落多样性的影响  41-48
  1. 材料与方法  41-42
    1.1 供试材料  41
    1.2 试验设计  41-42
    1.3 测定方法  42
    1.4 统计方法  42
  2 结果与分析  42-47
    2.1 细菌群落结构多样性指数分析变化  42-43
    2.2 细菌群落结构相似性系数分析  43-44
    2.3 不同茬次细菌群落功能差异分析  44-45
    2.4 对种植4 茬成熟期的细菌群落结构组成进行分析  45-47
  3 小结  47-48
第五章连作土灭菌对烟草根际土壤微生物群落多样性的影响  48-57
  1 材料与方法  48
    1.1 供试材料  48
    1.2 试验设计  48
    1.3 取样方法  48
    1.4 测定方法  48
    1.5 统计分析方法  48
  2 结果与分析  48-56
    2.1 连作土灭菌前后土壤细菌群落结构多样性指数分析变化  48-49
    2.2 连作土灭菌与不灭菌处理根际土壤细菌群落相似性指数分析  49-50
    2.3 连作土灭菌前后细菌群落的相同片段分析  50-54
    2.4 未灭菌连作土细菌群落特有片段分析  54-55
    2.5 菌根真菌 HinfI 的 T-RFLP 图谱分析  55-56
  3 小结  56-57
第六章结论与讨论  57-62
参考文献  62-73
附图  73-75
致谢  75

烟草连作障碍的根际微生态研究

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