發(fā)布時間：2020-05-25 22:39

【摘要】：礦產資源開發(fā)在國民經濟發(fā)展與社會建設中發(fā)揮了重要作用,但同時也導致了環(huán)境污染、植被退化、生物多樣性降低、土地生產力下降及景觀破壞等一系列生態(tài)問題,嚴重威脅人們的生產生活,因此近年來礦區(qū)廢棄地的植被恢復與重建受到廣泛關注。目前我國在礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復中實施了大量工程措施,但恢復效果不佳。通過實地調查和文獻查閱可知,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的關鍵。研究表明微生物菌劑中的活性菌株在土壤中定殖后會改良土壤結構、提高土壤肥力、改善微生物區(qū)系,從而提高植物抗性、促進植物生長,在礦區(qū)廢棄地的生態(tài)重建中具有廣闊的應用前景。研究表明球毛殼ND35菌劑能夠有效提高禾本科植物、經濟作物的抗旱性及土壤酶活性,但目前關于其如何影響喬木植物抗旱性及植物根際土壤細菌群落結構尚不清楚,而高等植物成功建植是礦區(qū)廢棄地生態(tài)系統(tǒng)重建及生產力恢復的關鍵。因此本研究以楸樹幼苗為研究對象,設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,分別標記為CK、T1、T2、T3,通過分析不同用量菌劑對楸樹幼苗生長的影響,篩選最適施用量。在此基礎上,設置3個水分梯度2個菌劑施用量,通過分析不同處理下楸樹幼苗光合熒光指標、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計量分配的變化,探究球毛殼ND35菌劑對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菌劑應用于礦區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)植被恢復提供理論支撐。主要研究結果如下:1.球毛殼ND35菌劑施用量對楸樹幼苗生長的影響球毛殼ND35菌劑顯著促進了楸樹幼苗的生長。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)。同時運用隸屬函數(shù)法對楸樹幼苗生長狀況進行綜合評價發(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菌劑對楸樹幼苗生理生化指標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)。同時還可顯著提高水分脅迫下楸樹幼苗的氣孔導度(G_s)、水分利用效率(WUE)、蒸騰速率(T_r)、光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學量(F_v/F_m)、光化學淬滅系數(shù)(qP)、表觀光合電子傳遞速率(ETR)等指標(P0.05),但對光系統(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,球毛殼ND35的施用使楸樹幼苗細胞內過氧化物酶(POD)的活性顯著提高25.26%(P0.05),但隨脅迫時間的延長,其對過氧化物酶活性的影響不再顯著。在脅迫第30 d時,球毛殼ND35菌劑可通過提高楸樹幼苗的非光化學淬滅系數(shù)(NPQ),維持其在重度水分脅迫下正常的散熱機制,防止光能積累對光系統(tǒng)Ⅱ反應中心造成的損害。微生物菌劑的施用可促進水分脅迫下楸樹幼苗莖、葉對磷(P)元素的吸收。3.球毛殼ND35菌劑對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質、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)。采用土壤質量指數(shù)(SQI)的評價結果表明: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質、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菌群落的分布,提高土壤中細菌的數(shù)量及多樣性,對真菌數(shù)量的影響與土壤含水量有關。綜合分析表明,球毛殼ND35菌劑可通過提高土壤肥力、促進土壤酶釋放、改善植物根際微生態(tài)環(huán)境從而促進楸樹幼苗的生長,符合其作用機制中的微生態(tài)理論觀點。同時還可緩解干旱脅迫對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量有關,另一方面可能與其在生命活動中產生的分泌物及次生代謝產物有關。因此球毛殼ND35菌劑在礦區(qū)廢棄地等退化生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復方面具有廣闊的應用前景。
【圖文】：

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

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 個亞綱。施毛殼 ND35 后，變形菌門的相對豐度有所下降，其 4 個亞綱的分布也發(fā)生了顯著變圖 3-1 B）。其中β-變形菌綱、γ-變形菌綱的相對豐度呈下降趨勢，尤其是 T2、T3-變形菌綱的相對豐度比 CK 分別下降 34.70%、37.22%（P<0.05），而α-、δ-變形菌相對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 中這兩個綱的相對豐度分別比 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)勢細菌門，施用球毛殼 ND35 后，它對豐度有所降低，尤以 T2 處理下下降了 25.93%（P<0.05），這可能是其他細菌門加所致。放線菌門能產生種類繁多的胞外酶和次生代謝產物，促進土壤中動植物遺腐爛，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)勢細菌門類，與 CK，施用球毛殼 ND35 可使其相對豐度提高 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)境中有機質的含量。
【學位授予單位】：山東農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S714;X173;S792.99

【參考文獻】

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本文編號：2680850