盐碱胁迫对赤霞珠葡萄幼苗生长及根际土壤微生物多样性影响的研究

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宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄栽培面积较为广阔,然而土壤盐碱化制约着葡萄产业的发展。因此,本试验以一年生赤霞珠幼苗为研究对象,模拟宁夏贺兰山东麓地区的盐碱组成设置三个盐碱组,每组设计0、50、100、150 mmol·L-1 4个不同浓度梯度。测定其生长、生理及光合指标,基于幼苗根际土壤测定其土壤理化性质及土壤酶活性,采用高通量测序技术测定其根际土壤细菌的多样性及细菌群落特征,并分析土壤细菌群落特征与理化性质的相关性。研究结果如下:1)盐碱胁迫对赤霞珠幼苗生长具有抑制作用,低浓度的盐碱适于赤霞珠生长,高浓度则不利于其生长,通过分析得出赤霞珠幼苗的叶片POD活性随着浓度的增大呈现缓慢增长的趋势,SOD活性随盐浓度的增加呈现先增大后减小的趋势,赤霞珠幼苗的叶片MDA含量随着盐碱浓度的增大主要呈先上升再下降趋势。赤霞珠幼苗叶片的胞间CO2浓度(Ci)、净光合速率(A)、蒸腾速率(E)随着浓度的增大主要呈下降趋势,盐碱胁迫降低叶片的光合作用。2)通过对不同盐碱胁迫处理下葡萄根际土壤化学性质的分析,浓度越高根际土壤全氮、速效磷含量越高,pH、电导率值越大,有机质及全磷含量各处理组内差异不显著。在混合盐碱胁迫下,土壤过氧化氢酶的活性随着盐碱浓度的增大表现出先增后减的趋势,土壤脲酶、磷酸酶及蔗糖酶活性随浓度的增大都呈降低的趋势。盐碱浓度较低时,土壤养分含量较高,酶活性较高;盐碱度高时,pH值过高则对根际酶活性有抑制作用,根际理化环境差,不利于赤霞珠幼苗生长。3)通过对不同盐碱胁迫处理下葡萄根际土壤细菌群落结构分析,土壤细菌数量均有所下降,幼苗根际土壤细菌群落的丰富度亦随浓度上升有下降趋势,混合胁迫下赤霞珠幼苗根际土壤整体的细菌多样性A、B处理较高,C较低。在属水平上,有10个优势菌属的相对丰度变化,第一大优势菌属为Hirschia属,不同处理占比总为23.84%,最优势菌门为变形菌门。A、B、C盐碱处理组不同浓度处理土壤中OTUs总数量分别为7802个、8245个及8287个,其中A处理不同浓度土壤中共有细菌OTUs数量最多,C处理组内OTUs数量随浓度增大呈减少趋势。4)通过研究不同处理下环境因子与细菌群落结构相关性分析,得出pH值与ACE指数、chaol指数及Observedspecies呈负极显著相关,pH为细菌数量与种类的重要限制性因子,有机质与PDwholetree呈正极显著相关,全氮含量与ACE指数具有明显的相关关系。速效钾与厚壁菌门(Firmicutes)呈正显著相关,pH、电导率值与变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)呈显著正相关,而与绿弯菌门(Chlorolflexi)呈显著负相关;全氮、速磷与绿弯菌门(Chloroflexi)呈显著正相关;速效氮、全磷与Grenarchaeota呈正相关,全磷与放线菌门(Actinobacteriota)呈显著负相关。
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