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AMF对常见经济植物资源利用效率的促进作用研究

作　者: 徐亚男
导　师: 王立
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: AMF 豆科植物 C3禾本科植物 C4禾本科植物资源利用
分类号: S144
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着全球化学肥料大量使用引发的环境污染和食品安全问题日益严重，尤其是氮磷肥料的施加导致严重的农业面源污染，采用生物肥料替代传统化学肥料成为当前研究的热点。微生物肥料的作用就是通过有益微生物的活动，改变土壤中的营养成分的活性或含量，进而影响经济植物资源利用的途径以及效率，达到促进植物生长的作用。AMF是一类性能优越的植物生长促进菌，可与大多数植物形成互利共生关系。针对不同资源利用类型的经济植物，AMF如何改变其资源利用途径或效率，是本文研究的重点。针对以上问题，本文选用几种常用的经济植物为实验材料，包括豆科植物白三叶草（Trifolium repens L.）、大豆（Glycine max（L.）Merr），C₃禾本科植物水稻（Oryza sativa L.）、小麦（Triticum aestivu L.）以及C₄禾本科植物高粱（Sorghumvulgare L.）、玉米（Zea mays L.），选用丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）中的广适菌种——摩西球囊霉（Glomus mosseae，GM）、根内球囊霉（Glomusintraradices，GI）作为接种菌剂，探讨单菌、混菌（GM+GI）对以上不同资源利用类型经济植物氮、磷资源利用程度、光合效率、蒸腾情况及对根际微生物的活化作用等的促进效果，提供增强经济作物经济效益的有效方法，进而提高作物对资源的利用能力与效率。豆科、C₃禾本科、C₄禾本科植物均能与选用的两种广适菌种形成共生关系。AMF对所选用的豆科植物具有较强的侵染效果，侵染率达61.5%，C₄禾本科植物的菌根依赖性最强，其MD可达464%，为高强度依赖性；在促进株高生长方面，混菌优于单菌，在促进生物量方面，对地上部分的促进效果优于地下部分，其中菌剂对C₄禾本科植物生物量的促进作用更明显，可使其地上、地下生物量提高373.16%、332.52%；AMF可有效改善作物对N、P资源的利用率，使豆科植物对P素的利用率提高48%；AMF可增强植物的光合作用，使豆科、C₃禾本科、C₄禾本科植物的光合速率较不施加菌剂时可分别提高139.32%、433.33%、145.32%；AMF可明显改善经济作物的水分利用效率，降低蒸腾作用，其对豆科植物叶片水分利用效率的促进作用最好，可提高403.66%，而C₃禾本科植物次之，可提高251.91%；AMF可提高植物的气孔导度，促进其对周边环境CO₂利用效果，有利于作物生长；不同菌剂处理对植物地下生物量的促进效果相当，无显著差异，根际土壤呼吸强度差异是由于微生物的差异导致的，AMF可显著促进根际微生物的生长和增殖，其中，真菌，细菌数量有显著增加，豆科植物根际土壤中的根瘤菌可以与加入的AMF形成根瘤菌-AMF共生联合体系，可明显促使其根际微生物数量较C₃、C₄禾本科植物发生明显变化，微生物活性的增加使得植物生长的更好。AMF可不同程度的强化豆科、C₃禾本科、C₄禾本科植物对周围环境C、N、P、H₂O的利用效率，满足自身营养需求。AMF可有效提高豆科植物对抑制生长因素-P元素的利用效率，AMF能提高C₃、C₄禾本科植物的呼吸、蒸腾速率及水分利用效率，增强其对周边环境中C、H₂O资源的利用程度，有利于生物量的积累，促进作物的营养生长，在干旱环境中，AMF可有效提高豆科植物的水分利用率，在贫瘠土壤环境下，AMF对提高C₃禾本科植物的氮磷利用上效果最佳，从而为实现提高经济作物对周围环境的资源化利用效率提供可靠依据。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-19
  1.1 课题背景  11-13
    1.1.1 课题来源  12
    1.1.2 课题研究目的和意义  12-13
  1.2 国内外对典型经济作物资源利用特征的研究现状  13-18
    1.2.1 豆科植物对资源的利用特征  13-14
    1.2.2 不同光合类型植物对资源的利用特征  14-16
    1.2.3 AMF 与植物资源利用效率的关系  16-18
  1.3 主要研究内容  18-19
第2章材料与方法  19-25
  2.1 实验材料与设备  19-20
    2.1.1 实验材料  19
    2.1.2 实验设备  19-20
  2.2 大田实验前期工作  20-21
    2.2.1 实验室中丛枝菌根真菌菌剂的制备  20
    2.2.2 实验小区的构建及设置  20-21
    2.2.3 大田灭菌及其效果评价  21
  2.3 调查项目及测定方法  21-25
    2.3.1 AMF 侵染率的测定  21-22
    2.3.2 土壤性质指标的测定  22-24
    2.3.3 植物普通生长指标的测定  24
    2.3.4 根际土壤微生物的分离计数  24-25
第3章 AMF 对豆科植物资源利用效率的促进效果研究  25-40
  3.1 AMF 对白三叶草资源利用效率的促进效果研究  25-32
    3.1.1 菌根依赖性的研究  25-26
    3.1.2 AMF 对植物生长的影响  26-27
    3.1.3 AMF 对植物根际土壤氮、磷的影响  27-28
    3.1.4 AMF 对植物光合速率及其他光合参数的影响  28-30
    3.1.5 AMF 对植物水分利用效率的影响  30-31
    3.1.6 AMF 对植物根际土壤呼吸强度及微生物的影响  31-32
  3.2 AMF 对大豆资源利用效率的促进效果研究  32-39
    3.2.1 菌根依赖性的研究  32-34
    3.2.2 AMF 对植物生长的影响  34-35
    3.2.3 AMF 对植物根际土壤氮、磷的影响  35
    3.2.4 AMF 对植物光合速率及其他光合参数的影响  35-37
    3.2.5 AMF 对植物水分利用效率的影响  37
    3.2.6 AMF 对植物根际土壤呼吸强度及微生物的影响  37-39
  3.3 本章小结  39-40
第4章 AMF 对 C_3禾本科植物资源利用效率的促进效果研究  40-55
  4.1 AMF 对水稻资源利用效率的促进效果研究  40-47
    4.1.1 菌根依赖性的研究  40-41
    4.1.2 AMF 对植物生长的影响  41-42
    4.1.3 AMF 对植物根际土壤氮、磷的影响  42-43
    4.1.4 AMF 对植物光合速率及其他光合参数的影响  43-45
    4.1.5 AMF 对植物水分利用效率的影响  45
    4.1.6 AMF 对植物根际土壤呼吸强度及微生物的影响  45-47
  4.2 AMF 对小麦资源利用效率的促进效果研究  47-53
    4.2.1 菌根依赖性的研究  47-48
    4.2.2 AMF 对植物生长的影响  48-49
    4.2.3 AMF 对植物根际土壤氮、磷的影响  49-50
    4.2.4 AMF 对植物光合速率及其他光合参数的影响  50-51
    4.2.5 AMF 对植物水分利用效率的影响  51-52
    4.2.6 AMF 对植物根际土壤呼吸强度及微生物的影响  52-53
  4.3 本章小结  53-55
第5章 AMF 对 C_4禾本科植物资源利用效率的促进效果研究  55-70
  5.1 AMF 对高粱资源利用效率的促进效果研究  55-62
    5.1.1 菌根依赖性的研究  55-57
    5.1.2 AMF 对植物生长的影响  57-58
    5.1.3 AMF 对植物根际土壤氮、磷的影响  58
    5.1.4 AMF 对植物光合速率及其他光合参数的研究  58-60
    5.1.5 AMF 对植物水分利用效率的影响  60
    5.1.6 AMF 对植物根际土壤呼吸强度及微生物的影响  60-62
  5.2 AMF 对玉米资源利用效率的促进效果研究  62-69
    5.2.1 菌根依赖性的研究  62-63
    5.2.2 AMF 对植物生长的影响  63-65
    5.2.3 AMF 对植物根际土壤氮、磷的影响  65
    5.2.4 AMF 对植物光合速率及其他光合参数的影响  65-67
    5.2.5 AMF 对植物水分利用效率的影响  67
    5.2.6 AMF 对植物根际土壤呼吸强度及微生物的影响  67-69
  5.3 本章小结  69-70
结论  70-72
参考文献  72-78
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  78-80
致谢  80-81

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