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盐胁迫对黄瓜根系分泌物及土壤微生物的影响

包静  
【摘要】: 随着设施园艺的不断发展,设施内蔬菜栽种面积逐年增加。黄瓜(Cucumis sativus L.)作为设施内主要栽培种类,其连作问题十分严重,由此产生的连作障碍日趋明显。随着种植年限的增加,作物根系分泌物及病原菌不断积累,并出现了土壤次生盐渍化、养分失衡、土壤微生态环境恶化等诸多生产问题,这些问题严重影响蔬菜的产量与品质。 本试验以耐盐性不同的两黄瓜品种为研究对象,设置四个NaCl浓度梯度(0、100、200、300 mmol·L-1),系统研究了耐盐性不同的两黄瓜品种在整个生长时期生长指标和生理指标的变化、土壤理化性质和微生物数量的改变、根系分泌物种类与含量的变化,利用PCR-DGGE技术研究盐胁迫对土壤细菌群落结构多样性的影响。以期为设施土壤次生盐渍化的生物改良和调控及设施农业的可持续发展提供理论依据。通过试验得出以下结论: 1.黄瓜幼苗四叶一心期定植到栽培槽后受到不同程度的盐胁迫,津春5号表现出比津优1号高的耐盐性。定植后两个黄瓜品种植株的株高、茎粗、叶片数和雌花数随着盐胁迫的增加而降低。低盐处理能增加叶片的叶面积,高盐处理降低叶片的叶面积。 2.随着黄瓜生长时期的迁移,各处理的根系活力、叶片叶绿素含量先升高后下降,各处理耐盐的津春5号优于盐敏感的津优1号。 3.随着盐浓度的增加黄瓜单株产量依次降低,耐盐品种各处理的单株产量均高于盐敏感品种。 4.随着黄瓜生育期的迁移,土壤EC值、速效钾的含量总体呈现下降趋势,盐胁迫对pH值的影响逐渐减小。各处理土壤有机质的含量总体呈现先升高后降低的变化趋势。耐盐品种根际土壤碱解氮的含量先升高后降低;盐敏感品种对照和低盐处理土壤碱解氮含量先升后降,高盐处理则一直升高。低盐胁迫下,耐盐品种根际土壤有效磷含量低于盐敏感品种;高盐胁迫下,耐盐品种根际土壤有效磷含量高于盐敏感品种。 5.根系分泌物中可溶性糖含量的高低受盐胁迫程度以及黄瓜不同生长时期的影响,盐敏感品种的可溶性糖含量相对较高。本试验从黄瓜的根系分泌物中检测出16种游离氨基酸,均未检出脯氨酸。盐胁迫可以增加根系分泌物中氨基酸的种类和含量。GC-MS分析黄瓜根系分泌物中的其他成分,检测出可能存在的65种化合物。随着盐胁迫浓度的增加和黄瓜生长时间的延长,各处理可检出的化合物种类和总含量大致呈减少的趋势。 6.低盐胁迫促进土壤中细菌、放线菌数量的增加,高盐胁迫降低土壤中细菌、放线菌的数量。两品种相比,低盐胁迫下盐敏感品种土中细菌较多,高盐胁迫情况与之相反。在黄瓜生长发育后期,盐敏感品种土中放线菌数量大于耐盐品种。在黄瓜生育前期盐胁迫使土壤中的真菌数量减少。随着黄瓜的生长,土中真菌数增多,盐敏感品种土中真菌数量较多。土壤中尖孢镰刀菌的数量增加,盛瓜期之前耐盐品种土中尖孢镰刀菌数量低于盐敏感品种,拉秧期耐盐品种盐处理的土中尖孢镰刀菌数量较多。 7.盐胁迫能降低根际土壤细菌群落的丰富度。低盐处理下,盐敏感品种根际细菌的丰富度较高;高盐胁迫下,耐盐品种根际细菌群落的丰富度较高,这与传统平板培养法得出的结果一致。分析DGGE图谱中各泳道样品间的相似性也可得知,高盐胁迫对盐敏感品种根际细菌群落结构产生影响,使细菌的群落结构丰富度降低。 综上所述,盐胁迫使土壤速效养分降低,改变了土壤微生态环境,致使土壤微生物数量和丰富度降低,黄瓜生长受到抑制、生理指标下降,根系分泌物中氨基酸的种类和含量增加,根系分泌的化合物种类和总含量减少。津春5号对高盐胁迫的适应性较强,可以通过改善土壤微环境增强自身的耐盐性。


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