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《沈阳农业大学》 2010年
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葡萄连作障碍机理及调控途径的研究

李坤  
【摘要】:葡萄连作后植株长势衰弱、病害蔓延,严重制约着葡萄产业的发展,为了探讨葡萄连作障碍产生的原因,本试验以连作葡萄30年和种植葡萄3年的葡萄园土壤为研究对象,以晚红葡萄(Vitis vinifera L. Red Globe)组培苗、山河二号葡萄(V. amurensis×V. riparia No.2)组培苗及贝达(V. riparia×V labrusca cv. Beta)葡萄盆栽苗为试材,分析了葡萄连作后土壤微生物、理化性质的变化;研究了根系分泌物、浸提液及腐解物的化感作用,确定了主要自毒物质,并深入分析了自毒物质对葡萄植株生长及根际微环境的影响,同时探讨了不同有机物料及菌剂对葡萄连作障碍的缓解作用,为连作障碍的综合防治提供了理论依据。主要结果如下: 1.生物因素是导致葡萄连作障碍的重要原因之一。连作园根区土盆栽葡萄,植株根系活力下降,叶片的叶绿素含量及净光合速率降低,植株长势衰弱。连作土灭菌后葡萄叶片SOD活性增强,MDA含量降低,根系活力随生长期的延长,表现出先下降再上升的趋势,植株长势明显增强。并且连作土壤灭菌后葡萄根系分泌的还原糖及氨基酸总量显著降低,分别比连作土壤降低了72.60%和91.10%;氨基酸的种类及其含量也发生改变。 2.葡萄连作后根际土壤微生物数量及种群结构发生改变。葡萄连作后根际土壤细菌、放线菌的数量及比例降低,而真菌的数量及比例增加。连作使土壤细菌和真菌的多样性增加,根际土壤的微生物多样性高于非根际土壤。连作后细菌Flavobacterium sp.(DQ339585)(?)Bacillus sp. (AY039821)种群数量减少,Pedobacter sp. (AJ871084)种群数量增多;真菌中Omphalina farinolens(EF413029)出现, Pestalotiopsis sp.(DQ657877, DQ657875, DQ657871)、Phacidium lacerum (DQ470976)和Lecythophora decumbens(AF353597)种群数量减少,Pilidium acerinum voucher (AY48709)种群数量增多。其中Bacillus sp.、Flavobacterium sp.和Pestalotiopsis sp.对病原菌具有颉颃作用,连作园根际土中上述微生物种群数量的减少,不利于葡萄对病原菌的颉颃;Pilidium acerinum voucher数量的增加可能与葡萄连作后病害加重有关。 3.葡萄连作后土壤物理性质未出现恶化,但土壤养分比例发生失调。葡萄连作后并没有增加根区土壤的容重、酸度及盐分含量水平。根区土壤有机质及大量元素随着葡萄种植时间延长而增加,微量元素Fe和Mn含量减少,Zn和Cu含量增加,Zn/Mn、Zn/Fe、N/Fe、N/Mn、P/Fe、P/Mn、Ca/Fe、和Ca/Mn等失调比例较高,其中Zn/Mn、Zn/Fe比例失调最为严重。 4.根系分泌物、浸提液及腐解物具有显著的自毒作用,在它们中确定了5种主要自毒物质。室内组培苗试验结果表明,葡萄根系分泌物、浸提液及根系腐解物具有显著的自毒作用,在它们中分离鉴定出对羟基苯甲酸、水杨酸、香豆酸、苯丙酸和苯甲酸5种酚酸类物质,它们均是影响葡萄生长的重要自毒物质。在根系分泌物和腐解物中推断出5种酸类(邻苯二甲酸、软脂酸、柠檬酸、没食子酸和乌头酸)、2种醇类(1-二十一醇和β-谷甾醇)物质,其中邻苯二甲酸、软脂酸、柠檬酸和没食子酸对葡萄生长表现出“低促高抑”的化感效应,1-二十一醇对葡萄生长的影响无规律性变化,而β-谷甾醇在低浓度时抑制葡萄的生长,高浓度时对葡萄生长具有促进作用。 5.根系分泌物和腐解物能够改变土壤微生物种群结构,影响根际土壤中速效N、P、K水平。根系分泌物处理后,根际土壤碱解N的含量与对照差异不显著,低浓度的根系分泌物处理(E100和E200)增加了根际土壤速效P和速效K含量,高浓度的根系分泌物(E300)处理表现相反的趋势,根系分泌物处理使葡萄根际土壤由“细菌型”向“真菌型”方向转化。根系腐解物处理提高了根际土壤速效N、P、K的含量,降低了根际土壤的真菌种群多样性,使有益的木霉菌消失,而出现了与病害有关的腐霉属和根串珠霉属。 6.化感物质苯丙酸和水杨酸主要是通过干扰植物细胞膜及相关生理过程影响葡萄的生长。盆栽试验表明不同浓度的(0.1 mmo1·L-1,1 mmo1·L-1,10 mmo1·L-1)苯丙酸和水杨酸增加了葡萄植株细胞膜透性、降低了SOD活性及植株根系活力,影响了光合作用和叶片物质积累等生理生化过程,进而使葡萄株高、茎粗、地上鲜重和地下鲜重发生变化,导致植株长势衰弱。 7.稻草和玉米秸秆能够改善连作土壤物理性质,活化土壤营养成分,改善根际微域环境而促进葡萄植株的生长。连作土壤施入稻草和玉米秸秆后,土壤容重降低,孔隙度增加,有机质、速效P和速效K含量均有不同程度的提高,植株长势增强(除连作土中施入0.5%的稻草处理),并且土壤微生物区系的比例发生改变,细菌比值增加。土壤磷酸酶活性随着有机物料腐解时间延长而增强,但土壤过氧化氢酶活性并没有因稻草的施入而提高,玉米秸秆处理显著增加了土壤过氧化氢酶活性。 8.丛枝菌根真菌可以促进连作葡萄生长,改变植株根系分泌特性。连作土灭菌后接种丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AMF)[地表球囊霉Glomus versiforme(简称G.V)、摩西球囊霉Glomus mosseae (简称GM)和幼套球囊霉Glomus etunicatum(简称G.E)]促进了葡萄植株的生长,叶片SOD活性增强,MDA含量降低,根系活力增强,其中G.V和G.M处理效果最显著。接种菌剂后,葡萄根系分泌的物质种类及其含量也发生变化,其中G.V处理葡萄根系分泌的物质种类较多,并且含有特异性成分橙花叔醇。 9.淡紫拟青霉、木霉菌剂及重茬EB是缓解葡萄连作障碍的重要途径。葡萄连作土壤接种淡紫拟青霉、木霉菌剂及EB后,增强了叶片及根系的SOD活性,降低了MDA含量,叶片的可溶性糖、淀粉及蛋白质含量增加,根系呼吸速率提高,植株长势明显增强。其中淡紫拟青霉中以DZ2(30 g淡紫拟青霉/槽连作土)处理效果最好,木霉菌剂中以MM2(500 g健根宝/槽连作土)处理较好,而EB中以EB1(20 g/槽连作土)处理植株长势最强。综合来看,连作土壤中施入木霉菌剂及EB对葡萄生长的促进效果优于淡紫拟青霉。
【学位授予单位】:沈阳农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S436.631

【引证文献】
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4 彭勇刚;;人工栽培毛葡萄的气候条件分析[A];2006年广西气象学会学术年会论文集[C];2006年
5 李敬川;刘俊;张东风;董健霖;;从市场价格变动探讨我国埋土防寒区葡萄园降低成本的对策[A];第十四届中国科协年会第6分会场:林业新兴产业科技创新与绿色增长学术研讨会论文集[C];2012年
6 何露;闵庆文;;宣化区传统葡萄园农业生物多样性研究[A];第十六届中国科协年会——分4民族文化保护与生态文明建设学术研讨会论文集[C];2014年
7 李晓燕;李连国;王丽雪;;葡萄不同种类、品种组织解剖构造观察[A];中国科学技术协会第二届青年学术年会园艺学论文集[C];1995年
8 韩家瑞;姚焕瑜;;葡萄贮藏两法[A];河北省果树学会第十三届学术年会论文集[C];1995年
9 曹孜义;;葡萄离体繁殖和脱毒研究工作的回顾及展望[A];植物组织培养与脱毒快繁技术——全国植物组培、脱毒快繁及工厂化生产技术学术研讨会论文集[C];2001年
10 邹瑜;林贵美;张瑛;牟海飞;何海旺;韦华芳;;毛葡萄产业化组培育苗技术研究[A];2003年广西植物生理学年会论文汇编[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 刘畅;新技术!葡萄过冬可以不埋土[N];河北农民报;2012年
2 李焕如;葡萄冬季定植好[N];陕西科技报;2006年
3 徐钰英;用玉米皮绑缚葡萄蔓好[N];山西科技报;2003年
4 张铭;葡萄枝蔓“瞎眼”的原因与防治[N];河南科技报;2009年
5 王金元;葡萄园活儿快安排[N];山西科技报;2001年
6 高福田 高保峰;我种葡萄一年结三次果[N];山西科技报;2001年
7 范皓月 本报记者 杨秀梅;东方红的葡萄熟了[N];伊春日报;2016年
8 吴荣美;只要管理到位 露天葡萄好越冬[N];河北农民报;2016年
9 吴荣美;冬前管理要到位 露天葡萄好越冬[N];河北农民报;2016年
10 李越;葡萄越冬重四点[N];陕西科技报;2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李坤;葡萄连作障碍机理及调控途径的研究[D];沈阳农业大学;2010年
2 王珊;埋土防寒期葡萄枝条风障对葡萄园生态环境的影响[D];西北农林科技大学;2015年
3 刘昆玉;腺枝葡萄鉴定与评价及遗传多样性研究[D];湖南农业大学;2014年
4 郭维华;西北旱区葡萄园碳通量变化规律分析及模拟[D];中国农业大学;2014年
5 朱丹实;葡萄采后软化机制及风味劣变的研究[D];沈阳农业大学;2014年
6 张虎;面向品质的葡萄冷链物流技术效率评价系统研究[D];中国农业大学;2017年
7 高敏;葡萄抗病相关基因表达及抗黑痘病转录组研究[D];西北农林科技大学;2015年
8 韩艳婷;葡萄镁营养生理机制研究[D];湖南农业大学;2011年
9 冷翔鹏;葡萄应答铜胁迫的分子机理研究[D];南京农业大学;2015年
10 刘绍文;葡萄及相关基质中农药残留分析方法建立与应用研究[D];中国农业大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李爽;西北沙地深沟栽植葡萄抗旱抗寒机理研究[D];内蒙古农业大学;2013年
2 何兴;观光葡萄园规划设计研究[D];西南科技大学;2018年
3 刘慧华;中国葡萄出口国际竞争力研究[D];青岛农业大学;2017年
4 张祥武;公安县葡萄产业发展对策研究[D];武汉轻工大学;2016年
5 孙鹏飞;铲抛式葡萄埋藤机的设计与性能研究[D];河北农业大学;2014年
6 徐恺营;闽北无公害葡萄发展对策研究[D];中国农业科学院;2010年
7 杨友谊;明以前中西交流中的葡萄研究[D];暨南大学;2006年
8 何心洁;葡萄资源自毒水平差异及相关生理机制研究[D];沈阳农业大学;2016年
9 朱立波;创新农作葡萄果蔬套种对病虫害发生的影响研究[D];浙江农林大学;2016年
10 唐芳;海林农场有机葡萄精准营销策略研究[D];黑龙江八一农垦大学;2016年
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