盐渍条件下酸性生物炭对作物生长、土壤理化性质及微生物群落的影响

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maamyaayha
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
盐胁迫是一种抑制植物生长发育和产量形成并最终导致作物产量下降的非生物胁迫,目前已成为制约干旱和半干旱地区作物生产的关键环境因素之一。土壤盐渍化使土壤的物理、化学和生物特性恶化,并通过对植物施加渗透胁迫,引起植物产生离子毒害和养分失衡,从而抑制植物的生长发育和产量形成,同时盐胁迫也加剧了植物形态、生理生化和分子变化的负面影响。在这种情况下,有机改良剂被用于盐分治理以实现农业的可持续发展。过去二十年中,生物炭对盐分胁迫下植物生长及土壤理化性质和生物特性具有的正向调节作用受到了研究人员的极大关注。生物炭具有增加土壤持水能力、渗透性和通气性,提高土壤有机质和矿物质含量,改善土壤盐分含量,提高作物产量等诸多优点,在农业生产中得到广泛应用。然而,研究人员一直致力于碱性生物炭的应用研究,以减轻盐分的负面影响,并改善土壤特性和作物生长。碱性生物炭具有较高的p H值和电导率(EC),可以增加土壤的p H和EC值;但完全忽略了低p H值生物炭的应用。因此,有必要设计实验,研究酸性生物炭对盐碱条件下对植物生长、土壤理化性质和生物学特性的影响。本文设计4个生物炭水平(0、15、30和45 g kg-1,分别标记为B0、B1、B2和B3)和2个盐分水平(0.5%和1%,分别标记为S1和S2);于2019和2020年在可控条件下实施了3个不同实验,试验1的处理包括有CK(对照:不添加生物炭和盐)、B0S1、B1S1、B2S1和B3S1处理;试验2的处理包括CK、B0S1、B1S1和B2S1处理;试验3的处理包括B0S2、B1S2和B2S2三个处理,取得了如下主要结果:1.通过盆栽试验,研究了酸性生物炭对作物(菠菜)农艺特性、生理指标和养分含量的影响。结果表明,添加生物炭对菠菜植株的生理特性产生了负面影响,B3S1处理的单株叶片数、株高、植株鲜重和干重较CK处理分别降低了58.1%、53.1%、82.7%和81.3%;B3S1处理的菠菜总氮(TN)含量较CK低,但总磷(TP)的吸收量较CK处理提高了93.8%;添加酸性生物炭虽然对菠菜生长生理特性产生了负面影响,但对土壤特性和菠菜组织的养分浓度则产生了正面影响,添加酸性生物炭降低了土壤p H值,提高了土壤电导率(EC)值,菠菜组织中TP和TN含量分别提高了317.4%和34.5%。2.在盐分条件下,施用酸性生物炭改善了植物生长和土壤特性。B2S2处理提高了玉米的株高、单株叶片数、叶面积、地上生物量鲜重和干重以及根系生物量的鲜重和干重。同样,玉米地上生物量TN、TP、全钾(TK)和全钠(Na)浓度分别以B0S1、B0S1、B2S1和B0S1处理最高,根系TN、TP、TK和Na浓度分别以B0S1、B0S1、B2S1和B0S1处理最高。添加酸性生物炭降低了土壤p H和EC值,提高了玉米组织中的养分含量。3.揭示了酸性生物炭对盐胁迫下玉米幼苗根际细菌丰度的影响。盐碱条件下,与CK和未添加生物炭改良的处理比较,B2S1和B2S2处理提高了门分类学水平上土壤中变形菌门、放线菌和绿弯菌门的相对丰度,提高了属分类水平上放线菌、噬菌体和链霉菌的相对丰度。放线菌的相对丰度与TK呈正相关,而芽单胞菌门的相对丰度与TP呈负相关。添加生物炭略微改变了Ace1、Chao1和α多样性。主成分分析(PCA)结果表明,与对照和盐分处理分处理土壤相比,土壤细菌群落的变化与生物炭密切相关。因此,酸性生物炭改善了盐胁迫下土壤的微生物群落。基于本文的实验结果可知,添加酸性生物炭对盐渍条件下的植物生长、养分含量、土壤化学性质和生物学特性均有显著的影响。在不同的生物炭处理下,观察到了不同的结果,尤其是在植物生长参数方面。施用酸性生物炭对菠菜生长产生了不利影响,但对玉米的生长却有显著的促进作用,当土壤盐分水平为1%时,其适宜的酸性生物炭添加量为30g kg-1。在本文的实验中,施用酸性生物炭对土壤性质有明显的改善作用。由此得出结论,即:施用酸性生物炭是减轻盐胁迫不利影响、改善土壤性质、促进玉米生长的一项潜在的技术措施,但酸性生物炭对其他作物的影响还需进一步研究。
其他文献
学位
学位
学位
学位
学位
遗传转化效率低和基因型依赖性是制约小麦基因工程发展的重要因素。挖掘和应用再生基因,提高小麦遗传转化和再生效率,克服基因型依赖性对促进小麦基因工程研究有着重要意义。WOX类转录因子在植物胚胎发育、分生区功能维持等方面起着重要调控作用,与再生关系密切。GRF类转录因子与植物生长发育、激素信号传导等调节密切相关。本研究对小麦WOX家族基因进行了全基因组关联、系统进化和表达分析,筛选出其中与再生功能相关性
学位
马克思人的本质思想的理论内涵就是在自我否定的过程中实现自身,自我否定是一个辩证的发展过程,是不断消解使人产生异化的片面的社会关系,使作为人的属性能够发挥出自身的多种可能。人是具有主观能动性的价值主体,保持自我的开放性与创造性是实现人的本质力量的归宿。在马克思那里,人的本质思想的逻辑演变过程就是全面展示人的本质的生成过程,因为人的本质不是一个既定的存在,而是在社会的发展中不断进行自我创造的过程,它不
学位
学位