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苗期不同化感潜力小麦根际土壤微生态特性研究

于翠平  
【摘要】: 小麦是中国的主要粮食作物之一,麦田杂草为害十分严重,严重影响小麦的产量和品质。如何有效控制田间杂草,已成为小麦生产增产增效的关键。利用小麦化感作用防除麦田杂草具有剂量小、选择性强、无3R问题,有望成为21世纪环境友好的除草关键技术之一。 小麦化感物质主要通过挥发、淋溶、根系分泌、残体分解等途径进入根际微生态系统,化感物质在根际过程中的行为直接影响小麦化感潜力的发挥。本研究以苗期不同化感潜力小麦为实验材料,采用平板菌落计数法、MPN计数法、BIOLOG ECO平板法以及T-RFLP方法,从不同化感潜力小麦根际土壤微生物多样性角度,结合土壤酶活性,探讨化感小麦根际土壤微生态特性,主要结果如下: 1.不同化感潜力小麦根际土壤化感潜力测定结果表明,土壤灭菌后其化感潜力有所变化,强化感小麦115/青海麦、92L89其相对抑制率分别比灭菌前下降10.8%和13.7%,而弱化感小麦抗10103相对抑制率增大了1.4%。化感小麦根际土壤微生物与其化感潜力间存在一定关联性。 2.强化感小麦对过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、蔗糖酶和纤维素酶有促进作用,保证了化感小麦根际土壤中碳、氮等营养元素的周转与循环,为化感小麦创造了良好的根际营养环境。另外,强化感小麦根系分泌物对过氧化物酶和多酚氧化酶具有抑制作用。 3.不同化感潜力小麦根际土壤微生物区系存在显著差异,种群数量均以细菌为主,占89.52%-96.12%,真菌数量最少,占0.06%-1%,放线菌占7%-11.3%。种植强化感小麦能够促进根际自生固氮菌、亚硝化细菌、硝酸细菌、氨化细菌、好气性纤维素分解菌等主要生理类群的形成,加快了土壤碳、氮循环,保证了小麦生长发育所需营养元素的吸收和利用。 4.对不同化感潜力小麦根际土壤的BIOLOG分析表明,相对于弱化感小麦抗10103,强化感小麦根际土壤微生物具有较强的碳源利用率。另外,强化感小麦对酚酸类物质具有较高的利用率。利用培养72 h时的AWCD值,进行主成分分析,提取出与土壤微生物碳源利用功能多样性相关的主成分1、主成分2、主成分3,依次解释变量方差为72.05%, 18.216%和9.733%。 5.采用T-RFLP技术分析强、弱化感小麦根际土壤微生物,结果显示:强化感小麦115/青海麦、92L89共有的微生物主要有6个菌属,分别是芽孢杆菌属、固氮螺菌属、红单胞菌属、红球菌属、类芽孢杆菌属和Blastomons rotatoria未知菌属,主要参与土壤根际微生态系统中的固氮作用、养分循环、农药降解与修复污染土壤等功能,增强了适应性。 综上所述,小麦化感作用是与根际土壤微生物的生态功能密切相关的性状,强化感小麦促进有益微生物在根际土壤富集,提高了与碳,氮循环有关的土壤酶的活性,促进了小麦生长发育对营养元素的吸收和利用,保证了其化感潜力的实现。


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