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连作对烟田土壤酶活性、微生物种群数量及土壤理化性质的影响

作　者: 孙冰玉
导　师: 孙广玉；刘德育
学　校: 东北林业大学
专　业: 植物营养学
关键词: 烤烟连作土壤酶土壤理化性质土壤微生物
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

连作是东北烤烟生产中主要的障碍因素,克服连作障碍是提高填充型烤烟产量和质量的关键。为此,本文以烤烟品种龙江911为材料,研究了不同连作年限(CK、连作1年、连作5年、迎茬)植烟土壤pH、土壤酶活性(脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶)、土壤理化性质、土壤微生物种群(真菌、细菌、放线菌等),研究结果如下：1、迎茬(隔年种植)、连作1年和连作5年处理的0-10cm土层的pH值均高于CK,其中连作5年0cm土层pH值与正茬之间差异显著,迎茬、连作5年10cm土层与CK相比差异显著。而连作处理的20cm土层pH值均低于CK,处理间差异不显著。烤烟连作明显提高了0-10cm耕层土壤的pH值,而对20cm较深耕层pH值影响较小,说明连作影响了烤烟根系的生长和根系分泌物。2、在烤烟成熟末期,迎茬和连作1年处理与正茬相比较,10cm土层内脲酶活性差异显著；连作5年各个土层脲酶活性高于正茬处理,但没有达到显著差异。连作5年与连作1年处理之间差异不显著,说明连作5年对土壤脲酶的活性影响不大。烤烟连作1年和连作5年的烟田土壤三个土层土壤酸性磷酸酶活性均高于CK,其中以连作1年的酶活性最强；且与CK相比,0-20cm各土层的速效磷含量均呈现不同程度的亏缺,其中又以连作1年的速效磷含量最低。土壤蔗糖酶活性各处理间变化幅度较大,其中CK的蔗糖酶活性整体水平高于其它三个处理,连作5年处理的蔗糖酶活性整体水平最低；现蕾期除0cm土层的蔗糖酶活性上升外,其它两个土层的蔗糖酶活性均降低,至成熟末期时,0cm和20cm土层的蔗糖酶活性有相似的变化趋势：即CK和连作1年处理的蔗糖酶活性降低,而迎茬和连作5年的蔗糖酶活性升高。土壤过氧化氢酶三个土层的中变化趋势是一致的,都在旺长初期有一个酶活性最高峰；从现蕾期开始各土层的过氧化氢酶活性水平趋于相同,表明不同处理对土壤过氧化氢酶活性影响不大。以上说明,连作对土壤中脲酶和过氧化氢酶活性影响不大,但提高了土壤中酸性磷酸酶的活性,降低了土壤蔗糖酶活性,进一步表明连作降低了土壤的供磷水平和磷素的有效性。3、碱解氮含量均高于CK,速效磷和速效钾除连作5年外均低于CK处理；交换性钙的含量以CK最高,连作5年处理的含量最低；交换性镁的含量几乎不受土层的影响,总含量是连作1年>迎茬>CK>连作5年；土壤有效硫、有效锌、有效硼、有效铜均以CK的含量最高,连作5年最低,但10cm土层有效硫含量连作5年处理一直处于较高水平,迎茬处理的含量则较低,20cm层中CK的含量为四个处理中最低的；有效铁和有效锰的含量与之正相反,以连作5年最高,CK最低,10cm和20cm土层中有效锰含量连作1年是最低的；土壤氯含量CK水平较高,而迎茬处理的含量较低,且连作5年处理的土壤氯含量始终高于连作1年；迎茬、连作1年和连作5年处理的烟田土壤有机质含量均低于CK。以上说明,连作明显降低了植烟土壤的肥力水平(有机质含量),供钾和供磷水平下降,必需矿质元素有效性降低,对烤烟有害的元素Cl含量提高,从而使得连作烤烟植株茎秆柔软,叶片卷曲(Ca缺乏),植株矮小,叶片薄,烤烟质量下降。4、土壤三大类微生物含量细菌>放线菌>真菌,且各茬口处理中10cm土层的微生物含量大于20cm土层。随着生育期的延长,土壤中细菌总数以CK最高,迎茬次之,而连作4年处理的细菌总数最低；放线菌和真菌则以迎茬处理的总数最多,其中连作4年处理地土壤放线菌总数最少,连作1年处理的土壤真菌总数最少。土壤微生物主要生理类群中好气性纤维素分解菌10cm土层的数量大于20cm土层,相同的还有氨化细菌,而好气性自生固氮菌数量则是20cm土层大于10cm；且三大生理类群中的微生物数量均是连作4年处理的最低,除好气性纤维分解菌是连作1年处理的微生物数量最多外,其它两类都是以CK的微生物数量最多。通过Biolog试验也得出这样的结论,以CK的微生物活性最高,依次高于迎茬,连作1年和连作4年处理。说明连作烤烟连作会减少土壤微生物的含量,降低微生物活性,改变土壤微生物分布,从而影响作物的生长。烤烟连作对植烟土壤pH值、酶活性、微生物种群功能及土壤理化性质都会产生一定的影响：连作使0-10cm层土壤pH值升高；土壤脲酶和酸性磷酸酶活性由于连作而升高,而蔗糖酶活性连作处理的均低于CK处理,过氧化氢酶活性各处理间差异不大；连作使得土壤的养分含量发生了变化,其中除碱解氮、有效铁和有效锰含量连作处理高于CK外,其它均低于CK处理；土壤三大类微生物及主要生理类群中微生物含量均以连作4年处理最低,CK最高,而通过Biolog试验也验证了这样的结论。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-19
  1.1 课题背景  11-17
    1.1.1 连作障碍产生的背景及其危害  11-13
    1.1.2 连作障碍产生原因的分析  13-14
    1.1.3 连作对土壤生物学环境的影响  14-15
    1.1.4 根系分泌物对连作作物的影响  15-16
    1.1.5 连作对土壤酶活性的影响  16-17
  1.2 本项研究的目的、内容和意义  17-19
    1.2.1 研究目的和意义  17-18
    1.2.2 研究内容  18-19
2 连作对植烟土壤pH值的影响  19-22
  2.1 材料与方法  19-20
    2.1.1 试验地的自然状况  19
    2.1.2 供试品种  19
    2.1.3 试验处理和设计  19
    2.1.4 试验取样  19-20
  2.2 烤烟连作对土壤pH的影响  20-21
  2.3 本章小结  21-22
3 连作对植烟土壤酶活性的影响  22-32
  3.1 材料与方法  22
    3.1.1 试验地的自然状况  22
    3.1.2 供试品种  22
    3.1.3 试验处理和设计  22
    3.1.4 试验取样  22
  3.2 烤烟连作对土壤脲酶活性的影响  22-24
    3.2.1 不同时期各茬口0cm土层脲酶活性的变化  22-23
    3.2.2 不同时期各茬口10cm土层脲酶活性的变化  23
    3.2.3 不同时期各茬口20cm土层脲酶活性的变化  23-24
  3.3 烤烟连作对土壤酸性磷酸酶活性的影响  24-26
    3.3.1 不同时期各茬口0cm土层酸性磷酸酶活性的变化  24-25
    3.3.2 不同时期各茬口10cm土层酸性磷酸酶活性的变化  25
    3.3.3 不同时期各茬口20cm土层酸性磷酸酶活性的变化  25-26
  3.4 烤烟连作对土壤蔗糖酶活性的影响  26-28
    3.4.1 不同时期各茬口0cm土层蔗糖酶活性的变化  26-27
    3.4.2 不同时期各茬口10cm土层蔗糖酶活性的变化  27
    3.4.3 不同时期各茬口20cm土层蔗糖酶活性的变化  27-28
  3.5 烤烟连作对土壤过氧化氢酶活性的影响  28-30
    3.5.1 不同时期各茬口0cm土层过氧化氢酶活性的变化  28-29
    3.5.2 不同时期各茬口10cm土层过氧化氢酶活性的变化  29
    3.5.3 不同时期各茬口20cm土层过氧化氢酶活性的变化  29-30
  3.6 本章小结  30-32
    3.6.1 烤烟连作对土壤脲酶活性的影响  30
    3.6.2 烤烟连作对土壤酸性磷酸酶活性的影响  30
    3.6.3 烤烟连作对土壤蔗糖酶活性的影响  30-31
    3.6.4 烤烟连作对土壤过氧化氢酶活性的影响  31-32
4 烤烟连作对土壤理化性质的影响  32-53
  4.1 材料与方法  32
    4.1.1 试验地的自然状况  32
    4.1.2 供试品种  32
    4.1.3 试验处理和设计  32
    4.1.4 试验取样  32
  4.2 烤烟连作对土壤大量元素含量的影响  32-36
    4.2.1 烤烟连作土壤碱解氮含量的变化  32-34
    4.2.2 烤烟连作土壤速效磷含量的变化  34-35
    4.2.3 烤烟连作土壤速效钾含量的变化  35-36
  4.3 烤烟连作对土壤中量元素含量的影响  36-41
    4.3.1 烤烟连作土壤交换性钙含量的变化  36-38
    4.3.2 烤烟连作土壤交换性镁含量的变化  38-39
    4.3.3 烤烟连作土壤有效硫含量的变化  39-41
  4.4 烤烟连作对土壤微量元素含量的影响  41-50
    4.4.1 烤烟连作土壤有效铁含量的变化  41-42
    4.4.2 烤烟连作土壤有效锌含量的变化  42-44
    4.4.3 烤烟连作土壤有效锰含量的变化  44-45
    4.4.4 烤烟连作土壤有效硼含量的变化  45-47
    4.4.5 烤烟连作土壤有效铜含量的变化  47-48
    4.4.6 烤烟连作土壤氯含量的变化  48-50
  4.5 烤烟连作对土壤有机质含量的影响  50-51
  4.6 本章小结  51-53
    4.6.1 烤烟连作对土壤大量元素含量的影响  51-52
    4.6.2 烤烟连作对土壤中量元素含量的影响  52
    4.6.3 烤烟连作对土壤微量元素含量的影响  52
    4.6.4 烤烟连作对土壤有机质含量的影响  52-53
5 烤烟连作对土壤微生物含量的影响  53-62
  5.1 材料与方法  53-56
    5.1.1 试验取样试验地的自然状况  53
    5.1.2 供试品种  53
    5.1.3 试验处理和设计  53
    5.1.4 试验取样  53
    5.1.5 测定内容  53-56
  5.2 烤烟连作对三大类土壤微生物数量的影响  56-58
  5.3 烤烟连作对土壤微生物主要生理类群数量的影响  58-59
  5.4 烤烟连作的土壤BIOLOG试验初步分析  59-60
  5.5 本章小结  60-61
    5.5.1 烤烟连作对土壤三大类微生物数量的影响  60-61
    5.5.2 烤烟连作对土壤微生物主要生理类群的影响  61
  5.6 烤烟连作的土壤BIOLOG试验初步分析结果  61-62
结论  62-66
参考文献  66-70
攻读学位期间发表的学术论文  70-71
致谢  71-72

连作对烟田土壤酶活性、微生物种群数量及土壤理化性质的影响

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