收藏本站
《武汉师范大学》 2019年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

强还原土壤消毒防控土传病害效果及其微生物学机制研究

刘亮亮  
【摘要】:强还原土壤消毒(Reductive Soil Disinfestation,RSD),即向土壤中添加大量易降解有机碳源、灌溉至最大田间持水量、覆盖塑料薄膜的农作物种植前土壤处理,不仅可以很快杀灭土传病原菌,改进土壤微生物区系,还能有效修复退化土壤的理化性状。RSD拍卖可选择的农田水利物料种类众多,但有机碳源种类及他特点与RSD拍卖杀菌效果间的联系尚不明显。已有研究发现,RSD拍卖后土壤回接病原菌仍可抑制土传病害和维持作物健康状态,但是,对于RSD除杀灭病菌之外的其它生物和非生物抑病机制仍不明了。在作物种植过程,陪伴作物释放根系分泌物和条件变化的影响,经RSD调控的病原微生物和动物区系又将如何演替及其驱动因素也有待深入研究。本文基于实时荧光定量PCR和Miseq扩增子测序等艺术,1)穿越室内培养试验,探索添加不同档次之农田水利物料对RSD拍卖杀菌效果的影响及他作用机理;2)对症土和RSD调控土壤进行热处理灭菌后,使用病原菌和动物区系自我/交互回接方法,研讨经RSD调控的古生物和非生物因素中克服土传病害的首要因子及其驱动因素;3)使用盆栽-田间试验相结合的点子,研讨经RSD调控的植物区系和病菌在不同作物品种(易感病和非易感病)塑造后的演替规律和驱动机制,并应用盆栽试验对此进行检查。重大研究结果如下:寺里培养试验表明,补不同档次有机碳源的RSD拍卖均能够显著改变细菌群落多样性和降低尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的多少,但它们间的杀菌效果也存在明显差异,如添加纤维素RSD拍卖的杀菌效果仅为30.6%,眼看低于添加甘蔗渣(72.3%)和葡萄糖(85.8%)的RSD拍卖。农技碳源中的易氧化有机碳(Easialy oxidized organic carbon,EOC)和总氮(Total nitrogen,TN)与杀菌效果呈明显正相关,C/N与杀菌效果呈明显负相关,表明RSD拍卖时添加较高EOC或者较低C/N的农田水利物料,能够获得更好的杀菌效果。使用自我/交互接种方法,研讨了 RSD拍卖通过改变土壤生物和非生物因素对抑制土传病害的意图。研讨表明,RSD拍卖后的泥土和未经RSD拍卖的致病土壤(病魔土)经热处理灭菌,下一场微生物群落自我/交互接种,微生物群落差异进一步壮大,但相较于各自初始土壤,土壤理化性质并未显著改变。RSD拍卖后再热处理灭菌并接种立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kuhn)土壤的黄瓜苗发病率(83.3%)眼看高于其他RSD拍卖未接种R.solani土壤的通胀率(0.0%~6.7%),表明土壤生物因素的改进能直接作用于土传病害防控。病魔土和RSD拍卖经热处理灭菌后自我/交互回接微生物区系土壤中的R.solani多少大致相当(4.40 ×105~1.88 X 106copies/g),但黄瓜发病率具有明显差异,表明病原菌丰度的狂跌并非抑制土传病害的专门决定性因素,土壤非生物因素也发表了第一作用。剖析说明,土壤环境和接种微生物区系分别是细菌和真菌群落重组的严重性决定性因素,土壤环境因素对细菌和真菌群落重组的占有率分别为36.8%和8.0%,接种微生物区系对细菌和真菌群落重组的占有率分别为24.3%和48.7%。细菌Sphingobacterium、UC_Sphingobacteriaceae 和真菌 Zopfiella、UC_Chaetomiaceae、UC_Lasiosphaeriaceae的相对丰度均与失业率呈明显负相关,与pH及政法碳含量呈明显正相关,而高土壤pH及政法碳含量正是RSD拍卖后土壤的特色,表明这些秘密的抑病因子依赖于RSD所构建的泥土环境。检验试验进一步说明,病魔土军方仅添加抑病菌株-柄孢壳属(Zopfiella)决不能有效地抑制土传病害,而同时添加Zopfiella和考古碳源的拍卖发病率显著下降,且添加Zopfiella浓度越高,就业率越低。穿越盆栽和民间试验,研讨了经RSD拍卖的泥土,种植易感病和非易感病作物后作物的通胀率、土传病原菌及土壤微生物区系的变通。盆栽试验结果表明,RSD对F.oxysporum的杀灭效果达到99.22%,且显著改变了泥土微生物区系。种植易感病作物(西瓜)随后,RSD拍卖和对待土壤的F.oxysporum多少及动物群落结构趋近一致,且RSD拍卖后土壤的西瓜枯萎病防控效果仅下降至对照土壤的42.42%。田间试验结果表明,RSD拍卖对F.oxysporum的杀灭效果达到99.45%,且显著改变了泥土微生物区系。种植非易感病作物(药芹和茄子)随后,RSD拍卖土壤中的F.oxysporum多少仍然显著低于对照土壤95%上述。土壤细菌群落结构逐渐与对待土趋于一致,而真菌群落结构仍然与对待土差异显著。细菌群落差异与pH差异的严酷性明显高于真菌群落差异与pH差异的严酷性。之所以,推测在作物生长过程中,RSD调控的泥土微生物区系的演化除了受作物品种(根系分泌物)影响外,可能还受作物感病状况以及土壤环境变化等因素的影响。盆栽验证试验结果表明,在生物和非生物环境完全不一致的稻谷土壤和森林土壤种植药芹、西瓜和黄瓜后,作物根际聚集的植物群落结构具有明显差异。土壤环境对细菌和真菌群落组成差异的占有率分别为39.4%和24.5%,作物品种对细菌和真菌群落组成差异的占有率分别为21.9%和17.2%,且作物品种与土壤环境的奉献比值在真菌群落中(70.2%)权威细菌群落(55.5%)。西瓜和黄瓜茎基部接种F.oxysporum对她根际整体微生物群落结构无强烈影响,但较西瓜和黄瓜未接种F oxysporum对比,前者能够招募部分有益种群富集于根际。由此表明,接种F.oxysporum可能诱导作物改变根系分泌物组分,因而招募有益微生物富集于根际土壤,促进作物健康发育。综合,RSD拍卖时添加较高EOC或较低C/N的农田水利物料可获得更好的杀菌效果。除杀灭病菌之外,RSD拍卖所构建的泥土环境适宜某些特定类群的抑病微生物定殖,对RSD的抑病效果起到贡献。RSD拍卖后栽培作物的进程中客观施肥利于维持土壤环境和RSD调控的有益微生物实现可持续定殖。土壤环境是细菌和真菌群落组成的基础性因素,从为作物品种,可通过调控土壤理化环境和可使用的农田水利底物,规范化微生物群落,因而促进作物健康发育。
【学位授予单位】:武汉师范大学
【学位级别】:院士
【学位授予年份】:2019
【列入号】:S154.3;S432

手机知网App
中华知网广告投放
 霎时付款方式
 订购知网充值卡
 订购热线
 救助中心


  • <ol id="bdd9baf4"></ol>