复配改良剂对设施番茄根际酸化土壤的影响研究

来源 :云南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:klammj
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目前,设施土壤障碍问题严重阻碍了设施农业的高质量发展,迫切需要采取相应措施进行土壤改良。设施栽培多年连作后常发生土壤酸化,土壤质量下降,抑制作物的生长。常规土壤改良通过单一施用如生石灰等碱性物质,短期内虽有成效,长期施用后土壤养分失衡,而多种物料复配的改良剂能改善养分失衡情况,促进作物生长,提高资源的利用率。为探究复配改良剂对设施酸化土壤的改良效果,本研究将生物质炭、牛粪、粉煤灰和白云石粉四种物料按生物质炭15 g/kg,牛粪12 g/kg,粉煤灰50 g/kg,白云石粉1 g/kg的配方复配成改良剂,以0%(CK)、2.5%(T1)、5%(T2)和10%(T3)的添加比例进行盆栽实验,对施用不同添加比例的改良剂后土壤的理化性质、土壤团聚体结构、番茄的生长及品质、根际酚酸含量和土壤微生物多样性进行了测定,旨在探究改良剂对设施酸化土壤的影响,试验结果如下:(1)施用改良剂改变了供试土壤的理化性质指标。土壤容重与改良剂的添加量呈反比,在1.04-1.21 g/cm~3之间波动;孔隙度在后期逐渐增大,但未达显著性差异水平;土壤的团聚体结构有所改善,土壤颗粒变小,T1、T2和T3处理下第16周土粒的平均质量直径(MWD)分别减小至0.65、0.69、0.66 mm,与第4周相比分别显著降低了22.62%、24.18%、24.14%;土壤p H在番茄生长周期内显著提升了0.66-1.03个单位;有机质含量显著提高了19.1%-29.4%,最高达32.88 g/kg,提升量与改良剂的添加量呈正比;土壤速效氮磷钾在生长周期内呈单峰型的变化趋势;不同处理间的养分含量差异均随生长期的延长逐渐缩小;土壤交换性能显著增加,交换性Ca2+、交换性Mg2+显著增加,可交换性酸的总量比对照显著降低了40.2%-94.2%,土壤酸化减轻。(2)改良剂处理促进了番茄的生长并提高了果实品质。产量显著提高了2.8%-17.7%,最高达4096.94 kg/亩;株高提高了0.4%-12.2%;T1处理下番茄植株的光合作用显著强于同期的其它处理,随着生长期的延长逐渐减弱;T1处理下果实番茄红素达9.60 mg/100g,T1、T2和T3处理下番茄红素含量分别为对照的3.69、3.25和3.67倍;果实中维生素C降低了8.1%-19.3%;总糖降低了4.9%-10.9%;改良剂处理显著提高了果实干物质中钾的含量,且与改良剂的添加量呈正比。(3)施用改良剂改变了番茄根际酚酸的分泌量及根际土壤中可培养的微生物数量。不同时期番茄根际的苯甲酸、对羟基苯甲酸和阿魏酸分泌量无显著变化,最高分别为35.4μg/ml、26.5μg/ml和23.3μg/ml,对香豆酸在第8周达到峰值,以T2处理的168.5μg/ml最高;可培养的细菌在番茄生长期内呈先增加后减少,最后再增加的趋势,T1处理在第12周达到峰值,为1.26×10~6CFU/g;真菌呈“V”字型变化,在第8-12周时达到谷值;放线菌则逐渐增加,第16周的T3处理达到峰值5.36×10~4 CFU/g,改良剂处理后土壤微生物菌群朝细菌化的方向发展。(4)施用改良剂后根际土壤的微生物组成区别于非根际土壤,非根际土壤的微生物多样性高于根际土壤,但相对丰度低于根际土壤。门水平上细菌主要由Proteobacteria(变形菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Chloroflexi(绿弯菌门)、Gemmatimonadetes(芽单胞菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Patescibacteria(髌骨细菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)、Planctomycetes(浮霉菌门)和Verrucomicrobia(疣微菌门)组成,真菌主要由Ascomycota(子囊菌门)、Mortierellomycota(被孢菌门)、Basidiomycota(担子菌门)、Rozellomycota(隐菌门)、Chytridiomycota(壶菌门)、Olpidiomycota(油壶菌门)、Kickxellomycota(梳霉菌门)、Zoopagomycota(捕虫霉菌门)、Glomeromycota(球囊菌门)和Mucoromyceta(毛霉门)组成,改良剂添加量比例越高,土壤中微生物的相对丰度也越高。综合来看,添加2.5%的改良剂为本试验筛选出最佳的添加比例。改良剂中的碱性物料通过提高土壤p H和交换性能,降低土壤中可交换性酸总量来减轻土壤酸化情况;牛粪等物料以为土壤提供养分的方式促进番茄的生理生长,间接提高了番茄生物营养品质;改良剂的添加增加了根际对香豆酸的分泌,进而影响了根际微生物的组成,土壤菌群朝细菌化发展,根际微生物多样性提高。研究成果为施用复配改良剂促进番茄的生长、提升果实品质以及改良土壤环境提供了理论依据。
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