草莓植株对根域环境因子变化的生理响应机制研究

摘要

本论文以草莓为试材，就草莓植株对土壤有机化过程、控制性灌水和基质紧实度等根域环境因子变化的生理响应进行系统研究，阐明根域环境因子对地上部、根系形态建造、信号物质传导、光合生理和保护性酶影响的内在机制，以期为合理调控根域环境因子，获得高效的生产模式奠定理论基础和指导实际生产。试验结果如下： 1．添加有机物使土壤pH值逐渐降低，EC值逐渐升高，土壤“三相比”发生变化，固相率下降，空气所占比例提高，调节了土壤的水肥气热，改善了土壤理化性状。定植植株较未定植植株处理的pH值、EC值低。 2．壤土中的细菌、放线菌数量高于沙土，真菌数量低于沙土，添加稻草的处理细菌数量略高于玉米秸秆处理；壤土中速效养分的含量略大于沙土中的速效养分含量，且壤土中速效养分的变化幅度大于沙土，各处理的速效养分含量较CK高。 3．添加有机物料处理前期，1％有机物物料处理分解的快，细菌、真菌和放线菌数量高，速效养分、有机质含量最高，土壤中脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性亦高于2％处理和对照；随有机物料分解的进行，2％处理的微生物数量增加，酶活性增强，速效养分含量、有机质含量高。 4．添加有机物料改善了土壤理化性状及土壤养分含量，促进地上部植株的生长，壤土中草莓植株干物质积累增长的幅度高于沙土。草莓植株的叶绿素含量、平均茎粗、冠幅、叶面积和株高均大于未施用有机物料的对照植株。添加有机物料处理促进草莓生长的效应均为1％处理大于0.5％处理和2％处理。 5．添加有机物料处理前期，1％有机物料处理的平均坐果数也表现为前期多，产量高，最大单果重最大。各处理的总产量较对照均有不同程度的增加，在壤土和沙土中分别添加0.5％玉米秸秆和1％稻草的总产量较高。 6．定植草莓植株后，微生物活动旺盛，速效养分释放的快，与速效养分相关的酶活性增强，定植植株的处理高于未定植植株的对照；定植植株的处理的速效养分含量小于未定植植株的对照，但仍较没有添加有机物料的对照高。经过1年处理后在没有人为培肥情况下，草莓消耗了土壤营养，土壤有机质呈下降趋势，而添加有机物料后，各处理的有机质含量基本维持稳定，而未种植株的处理提高了土壤有机质的含量，可见培肥起到了一定作用。 7．根域土壤氨基酸含量各处理和CK均以His占优势，而Leu在处理后期均未检测到。全根系灌溉(处理Ⅲ)根域土壤的氨基酸总量最多，明显高于其它处理和CK；交替灌溉(处理Ⅱ)的氨基酸总量最少。各处理的根域土壤ABA含量均无明显差别，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的ABA含量达到峰值的时间较对照早；处理Ⅲ的GA<,3>含量相对较高。各时期叶片中的MDA含量均为CK最高，处理Ⅲ最低。 8．全灌溉处理叶片光合速率一直高于其他处理，表明全灌溉处理叶片光合速率相对较高，光抑制轻，处理时间越长效果越明显。在生长后期CK叶片胞间CO<,2>浓度、气孔导度高，但光合效率相对较低，可能是出现了非气孔限制的结果。在光合原初反应过程中，固定灌溉和CK处理的叶片光合机构受到一定的伤害，光能转化效率低；交替灌溉处理有利于光合电子传递，光能转化效率较高，实现节水高效的目的。 9．固定灌溉处理的根长度、根条数、根鲜重和根干重明显低于其它处理，地上部各项指标亦较差。全灌溉处理地上部各项指标均达到最高，同时地下部根系鲜重亦最大，表明全灌水处理使草莓植株生长旺盛，生长量大，但根系干重却低于交替灌溉处理，表明过量的水分使草莓植株枝叶徒长，消耗了大量干物质，使自身积累的干物质较少，消耗了大量水分。交替灌溉处理刺激了新根的发生和生长，根长度和根干重较高，节约大量水分，使植株生长量适中，避免徒长，从而保证了干物质的积累和产量的形成，对植株生长有利，是较成功的新型灌水模式。 10．添加炉渣和草炭的基质容重变小，通气孔隙度和总孔隙度较大，为草莓根系发育创造良好的通气条件，形成强大的根系，促进养分的吸收和植株地上部的发育。叶片叶绿素含量的提高，适应通透性的改变，捕获光的能力得到加强，但叶片质量有所下降，使叶片气孔导度下降，减少了CO<,2>的吸收，影响了光合速率，同时降低蒸腾速率，但提高了水分利用效率，使植株光合产物积累增多，产量提高。 11．添加炉渣和草炭的基质促进地上部的发育，植株冠径、高度、叶面积均较对照增加，与对照差异极显著。添加腐叶土的基质通透性虽然较对照有所下降，但下降的幅度不足以对植株发育产生影响。添加腐叶土的基质容重变大，通气孔隙变小，不利于植株根系发育，干物质含量也少，影响养分吸收和产量形成。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩写符号及中英文对照表

声明

第一章前言

1.1土壤理化性状和作物发育对有机物料还田的响应

1.2作物发育对控制性灌溉的响应

1.3作物发育对土壤通气的响应

1.4研究的思路和研究意义

第二章土壤有机化过程及对草莓植株生长发育影响的研究

2.1材料与方法

2.1.1试验处理

2.1.2试验材料

2.1.3测定方法

2.2结果与分析

2.2.1添加有机物料对土壤理化特性的影响

2.2.2添加有机物料对土壤微生物数量的影响

2.2.3添加有机物料对土壤酶活性的影响

2.2.4添加有机物料对土壤有机物质及腐殖质含量的影响

2.2.5添加有机物料对土壤养分含量的影响

2.2.6添加有机物料对草莓植株生长发育的影响

2.3讨论

2.4小结

第三章草莓植株对控制性灌溉的生理响应机制研究

3.1材料与方法

3.1.1试验材料

3.1.2试验方法

3.2结果与分析

3.2.1控制性灌溉对草莓根域土壤部分性状的影响

3.2.2控制性灌溉对草莓植株生长发育的影响

3.3讨论

3.4小结

第四章草莓植株对基质紧实度的生理响应研究

4.1材料与方法

4.1.1试验材料与处理

4.1.2测定项目与方法

4.2结果与分析

4.2.1不同基质配比对基质通透性的影响

4.2.2不同基质通透性对草莓植株发育的影响

4.2.3不同基质通透性对草莓叶片光合特性的影响

4.2.4不同基质通透性对草莓叶片叶绿素荧光特性的影响

4.3讨论

4.4小结

第五章结论

参考文献

致谢

攻读学位论文期间发表的文章

附图