發(fā)布時(shí)間：2020-05-25 22:39

【摘要】：礦產(chǎn)資源開發(fā)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)建設(shè)中發(fā)揮了重要作用,但同時(shí)也導(dǎo)致了環(huán)境污染、植被退化、生物多樣性降低、土地生產(chǎn)力下降及景觀破壞等一系列生態(tài)問題,嚴(yán)重威脅人們的生產(chǎn)生活,因此近年來礦區(qū)廢棄地的植被恢復(fù)與重建受到廣泛關(guān)注。目前我國在礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)中實(shí)施了大量工程措施,但恢復(fù)效果不佳。通過實(shí)地調(diào)查和文獻(xiàn)查閱可知,土壤持水能力差和養(yǎng)分含量低是限制裸露礦區(qū)植被恢復(fù)的主要因子,因而如何改善水土資源匱乏的問題是礦區(qū)廢棄地植被成功恢復(fù)的關(guān)鍵。研究表明微生物菌劑中的活性菌株在土壤中定殖后會(huì)改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力、改善微生物區(qū)系,從而提高植物抗性、促進(jìn)植物生長,在礦區(qū)廢棄地的生態(tài)重建中具有廣闊的應(yīng)用前景。研究表明球毛殼ND35菌劑能夠有效提高禾本科植物、經(jīng)濟(jì)作物的抗旱性及土壤酶活性,但目前關(guān)于其如何影響喬木植物抗旱性及植物根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)尚不清楚,而高等植物成功建植是礦區(qū)廢棄地生態(tài)系統(tǒng)重建及生產(chǎn)力恢復(fù)的關(guān)鍵。因此本研究以楸樹幼苗為研究對(duì)象,設(shè)置了每株楸樹幼苗施用0 g、10 g、15 g、20 g球毛殼ND35菌劑4種不同處理,分別標(biāo)記為CK、T1、T2、T3,通過分析不同用量菌劑對(duì)楸樹幼苗生長的影響,篩選最適施用量。在此基礎(chǔ)上,設(shè)置3個(gè)水分梯度2個(gè)菌劑施用量,通過分析不同處理下楸樹幼苗光合熒光指標(biāo)、過氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、光合色素含量及不同器官化學(xué)計(jì)量分配的變化,探究球毛殼ND35菌劑對(duì)楸樹幼苗抗旱性及其根際土壤肥力、酶活性及微生物數(shù)量的影響,探討其對(duì)楸樹幼苗根際微生態(tài)環(huán)境的影響。為將球毛殼ND35菌劑應(yīng)用于礦區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)提供理論支撐。主要研究結(jié)果如下:1.球毛殼ND35菌劑施用量對(duì)楸樹幼苗生長的影響球毛殼ND35菌劑顯著促進(jìn)了楸樹幼苗的生長。與CK相比,T1處理下楸樹幼苗的株高、地徑、地下生物量、地上生物量分別顯著提高25.37%、7.53%、40.41%、22.60%(P0.05),T2處理下地上及地下生物量顯著提高41.74%、27.00%(P0.05),T3處理下地上生物量顯著提高23.59%(P0.05)。同時(shí)運(yùn)用隸屬函數(shù)法對(duì)楸樹幼苗生長狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn):T2(0.45)T3(0.43)T1(0.41)CK(0.40),即T2、T3處理下楸樹幼苗的生長效果最好。2.球毛殼ND35菌劑對(duì)楸樹幼苗生理生化指標(biāo)的影響干旱脅迫下施用球毛殼ND35菌劑可使楸樹幼苗凈光合速率(P_n)顯著提高9.04%~41.50%(P0.05)、生物量的積累顯著提高26.46%~69.42%(P0.05)。同時(shí)還可顯著提高水分脅迫下楸樹幼苗的氣孔導(dǎo)度(G_s)、水分利用效率(WUE)、蒸騰速率(T_r)、光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學(xué)量(F_v/F_m)、光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP)、表觀光合電子傳遞速率(ETR)等指標(biāo)(P0.05),但對(duì)光系統(tǒng)Ⅱ的量子傳遞效率(φPSⅡ)、葉綠素含量等影響不顯著。水分脅迫第10 d時(shí),球毛殼ND35的施用使楸樹幼苗細(xì)胞內(nèi)過氧化物酶(POD)的活性顯著提高25.26%(P0.05),但隨脅迫時(shí)間的延長,其對(duì)過氧化物酶活性的影響不再顯著。在脅迫第30 d時(shí),球毛殼ND35菌劑可通過提高楸樹幼苗的非光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ),維持其在重度水分脅迫下正常的散熱機(jī)制,防止光能積累對(duì)光系統(tǒng)Ⅱ反應(yīng)中心造成的損害。微生物菌劑的施用可促進(jìn)水分脅迫下楸樹幼苗莖、葉對(duì)磷(P)元素的吸收。3.球毛殼ND35菌劑對(duì)土壤肥力的影響球毛殼ND35菌劑的施用顯著提高了楸樹幼苗根際土壤中有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、氨態(tài)氮的含量及脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶的活性(P0.05)。采用土壤質(zhì)量指數(shù)(SQI)的評(píng)價(jià)結(jié)果表明:T3(0.656)T2(0.576)T1(0.447)CK(0.391)。水分脅迫條件下可顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)、氨態(tài)氮的含量,且除了能夠顯著提高以上三種土壤酶活性外,還可使過氧化氫酶活性顯著提高4.21%~7.12%(P0.05)。而菌劑的施用可顯著影響土壤中細(xì)菌群落的分布,提高土壤中細(xì)菌的數(shù)量及多樣性,對(duì)真菌數(shù)量的影響與土壤含水量有關(guān)。綜合分析表明,球毛殼ND35菌劑可通過提高土壤肥力、促進(jìn)土壤酶釋放、改善植物根際微生態(tài)環(huán)境從而促進(jìn)楸樹幼苗的生長,符合其作用機(jī)制中的微生態(tài)理論觀點(diǎn)。同時(shí)還可緩解干旱脅迫對(duì)楸樹幼苗生理生化特征、水分利用效率及養(yǎng)分含量的影響,這一方面與其改善土壤質(zhì)量有關(guān),另一方面可能與其在生命活動(dòng)中產(chǎn)生的分泌物及次生代謝產(chǎn)物有關(guān)。因此球毛殼ND35菌劑在礦區(qū)廢棄地等退化生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復(fù)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
【圖文】：

球毛殼 ND35 微生物菌劑對(duì)楸樹幼苗抗旱性及土壤肥力的影響機(jī)理；通過檢測不同處理土壤的理化性質(zhì)、土壤酶活及微生物群落的變化，闡明球毛ND35 對(duì)土壤因子的影響；通過分析土壤因子及楸樹生長指標(biāo)的相關(guān)性，，探究球毛ND35 對(duì)楸樹的促生機(jī)理。

主要包括β-變形菌綱（Betaproteobacteria）、α-變形菌綱（Alphaproteobacter-變形菌綱（Gammaproteobacteria）、δ-變形菌綱（Deltaproteobacteria）4 個(gè)亞綱。施毛殼 ND35 后，變形菌門的相對(duì)豐度有所下降，其 4 個(gè)亞綱的分布也發(fā)生了顯著變圖 3-1 B）。其中β-變形菌綱、γ-變形菌綱的相對(duì)豐度呈下降趨勢，尤其是 T2、T3-變形菌綱的相對(duì)豐度比 CK 分別下降 34.70%、37.22%（P<0.05），而α-、δ-變形菌相對(duì)豐度呈顯著增加趨勢，分別從 CK 的 7.72%、6.34%增加至 10.68%~12.55%.69%~8.83%，尤其在 T2 中這兩個(gè)綱的相對(duì)豐度分別比 CK 增加 62.59%和 39.24P<0.05）。酸桿菌門是不同處理下的第二大優(yōu)勢細(xì)菌門，施用球毛殼 ND35 后，它對(duì)豐度有所降低，尤以 T2 處理下下降了 25.93%（P<0.05），這可能是其他細(xì)菌門加所致。放線菌門能產(chǎn)生種類繁多的胞外酶和次生代謝產(chǎn)物，促進(jìn)土壤中動(dòng)植物遺腐爛，在生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要角色，它也是不同處理下的優(yōu)勢細(xì)菌門類，與 CK，施用球毛殼 ND35 可使其相對(duì)豐度提高 7.21%~21.6%（P>0.05），這主要是由于的施用顯著提高了土壤環(huán)境中有機(jī)質(zhì)的含量。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S714;X173;S792.99

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2680850