设施黄瓜对外源苯丙烯酸胁迫的响应及调控措施研究

摘要

酚酸类物质是导致设施黄瓜连作自毒作用(Autotoxicity)的主要因子，当前调控措施难以满足对酚酸胁迫的缓解，提质增效困难。苯丙烯酸是已探明的造成设施黄瓜自毒效应的主要酚酸类物质，连作导致其严重累积。通过砂培试验结合大田试验，研究苯丙烯酸对设施黄瓜的毒害和胁迫机理，通过传统施肥配合生物有机肥、微生物菌剂、生物炭（碳化玉米芯）和凹凸棒有机肥，对缓解苯丙烯酸毒害作用进行研究，为有效调控其自毒作用提供依据，结果表明:
　　1.砂培条件下，低浓度苯丙烯酸显著增加黄瓜幼苗叶绿素含量，有利于根系形态建成和地上部生物量的累积。当苯丙烯酸浓度在30-100 mg kg-1时，SOD活性显著升高，高于100mg kg-1时，SOD、POD和CAT活性显著降低，质膜透性和MDA含量均显著升高，显著抑制植株光合作用，干物质累积显著减少。
　　2.温室田间试验发现，生物有机肥配施微生物菌剂和碳化玉米芯对100 mg kg-1的苯丙烯酸肋迫有显著缓解效果，株高和茎粗有所增加，SOD、POD和CAT活性显著升高，MDA含量显著降低，单施生物有机肥对植株SOD和POD活性有较好的促进作用。
　　3.在100 mg kg-1苯丙烯酸胁迫下，生物有机肥配施微生物菌剂和碳化玉米芯显著促进植株结瓜后期地上部和根部的生长，对地上部的促长较根系更显著，根冠比显著降低。另外，该处理最有利于根、叶器官盛瓜期以后N和P素的累积，有利于结瓜后期叶和茎对N素、P素和K素的累积，生物有机肥配施微生物菌剂和单施凹凸棒有机肥对植株结瓜后期叶片P素和K素的吸收累积促进效果显著。
　　4.生物有机肥配施微生物菌剂和碳化玉米芯有利于改善耕层(0-20cm)土壤结构和土壤通气持水性能，有效磷、碱解氮、全氮和全磷等养分含量相比CK1提高68.26％、95.95％、28.57％和10.81％，脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性显著提升，有利于提升该层土壤细菌的数量并降低真菌数量，优化土壤微生物区系结构并提升微生物总量。土壤硝态氮累积量降低，有效铁、锌等微量元素供应能力得到改善。毛根区域(20-40 cm)土壤速效钾、碱解氮和有机质及全氮含量提升，有效铁和有效锌分别增加比空白对照增加34.94％和49.87％，生物有机肥配施微生物菌剂对毛根区域有效磷、全氮和全磷含量以及碱性磷酸酶活性促进作用显著。
　　5.生物有机肥、微生物菌剂和碳化玉米芯配施对100 mg kg-1苯丙烯酸胁迫下黄瓜的品质改善效果最好，该处理最有利于黄瓜可滴定酸、可溶性蛋白、可溶性固形物和Vc含量提升，降低黄瓜硝酸盐累积量并提升糖酸比，产量较连作土壤增加43.46％。
　　综上所述，生物有机肥、微生物菌剂和碳化玉米芯配施最有利于调控苯丙烯酸对设施黄瓜胁迫效应，对改善土壤微生态效果最显著。下茬定植前深翻耕层土壤，16.5 thm-2生物有机肥配施4.2 thm-2的碳化玉米芯，4次共4.5 L hm-2地菌清菌剂灌根，有利于缓解100 mg kg-1苯丙烯酸对设施黄瓜的胁迫效应，提升设施黄瓜品质和经济效益。

目录

声明

论文说明

摘要

第一章 文献综述

1．1 研究的背景及意义

1．2 酚酸类自毒物质的产生途径

1．3 自毒物质对土壤环境的影响

1．3．1 设施土壤理化性状恶化

1．3．2 土壤养分平衡被打破

1．3．3 土壤生物学环境紊乱

1．4 自毒物质对植株的直接毒害效应

1．5 化感自毒效应的调控措施

1．5．1 土壤质地的选择

1．5．2 轮作和间作套种

1．5．3 生物措施

1．5．4 增施有机肥

1．5．5 选用抗性品种和嫁接栽培技术

1．5．6 添加土壤改良剂

第二章 研究内容及技术路线

2．1 研究的主要内容

2．2 技术路线

第三章 苯丙烯酸对黄瓜幼苗生长发育及生理特性的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验方法

3．1．3 测定指标

3．1．4 化感效应指数评定

3．2 苯丙烯酸对黄瓜幼苗农艺性状的影响

3．2．1 苯丙烯酸对黄瓜幼苗生物量累积的影响

3．2．2 苯丙烯酸对黄瓜幼苗形态指标及叶绿素含量的影响

3．2．3 苯丙烯酸对黄瓜幼苗农艺性状的化感效应指数评定

3．2．4 农艺指标间的相关性分析

3．3 苯丙烯酸对黄瓜幼苗生理特性的影响

3．3．1 苯丙烯酸对黄瓜幼苗光合生理的影响

3．3．2 苯丙烯酸对黄瓜幼苗光合特性的化感效应指数评定

3．3．3 苯丙烯酸对黄瓜幼苗抗氧化系统的影响

3．3．4 苯丙烯酸对抗氧化系统和根冠比的化感效应指数评定

3．3．5 光合生理指标及抗氧化指标的相关性分析

3．4 黄瓜幼苗农艺指标与生理指标间的相关性分析

3．5 讨论与小结

3．5．1 讨论

3．5．2 小结

第四章 不同调控措施对苯丙烯酸毒害效应的缓解效果

4．1 试验地概况

4．2 基础土样酚酸测定

4．3 试验材料与方法

4．3．1 试验材料

4．3．2 试验方法

4．4 测定项目和方法

4．5 数据处理

4．6 不同调控措施对黄瓜植株农艺性状的影响

4．6．1 不同调控措施对黄瓜株高和茎粗的影响

4．6．2 不同调控措施对黄瓜根体积和叶绿素含量的影响

4．6．3 不同调控措施对黄瓜生物量累积的影响

4．7 不同调控措施对黄瓜植株生理指标的影响

4．7．1 不同调控措施对黄瓜根系活力的影响

4．7．2 不同调控措施对黄瓜SOD活性的影响

4．7．3 不同调控措施对黄瓜POD活性的影响

4．7．4 不同调控措施对黄瓜CAT活性的影响

4．7．5 不同调控措施对黄瓜MDA含量的影响

4．7．6 不同调控措施对黄瓜植株细胞膜透性的影响

4．8 不同调控措施对黄瓜根茎叶N、P、K累积的影响

4．9 不同调控措施对土壤物理性质的影响

4．10 不同调控措施对土壤化学性质的影响

4．10．1 不同调控措施对土壤基础养分状况的影响

4．10．2 不同调控措施对土壤微量元素的影响

4．11 不同调控措施对土壤生物学性质的影响

4．11．1 不同调控措施对土壤酶活性的影晌

4．11．2 不同调控措施对土壤微生物区系的影响

4．12 不同调控措施对黄瓜品质和产量的影响

4．12．1 不同调控措施对黄瓜品质的影响

4．12．2 不同调控措施对黄瓜单瓜重和产量的影响

4．13 讨论与小结

4．13．1 讨论

4．13．2 小结

第五章 土壤理化生性状及其与黄瓜产量和品质的关系

5．1．1 土壤物理性质与生物学性质的多元分析

5．1．2 土壤化学性质与生物学性质的多元分析

5．2 土壤质量与果实品质及产量的相关性分析

5．2．1 土壤物理性质与果实品质及产量的相关性分析

5．2．2 土壤化学性质与果实品质及产量的相关性分析

5．2．3 土壤生物学性质与果实品质及产量的相关性分析

5．3 讨论与小结

5．3．1 讨论

5．3．2 小结

第六章 结论

参考文献

致谢

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