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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 具有土壤修復(fù)作用的育苗基質(zhì)的研發(fā)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 以不同配比的小麥及燕麥粉碎根茬農(nóng)產(chǎn)廢棄物添加連作土壤后配成有機(jī)基質(zhì)，腐熟后進(jìn)行黃瓜育苗栽培試驗(yàn)。探討不同配比的有機(jī)基質(zhì)對(duì)黃瓜連作障礙的修復(fù)作用，分析其對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育狀況的影響。以期獲得一種具有修復(fù)設(shè)施連作障礙作用的育苗基質(zhì)配方。結(jié)果表明，對(duì)于連作土壤而言，添加小麥、燕麥、小麥燕麥混合根茬對(duì)黃瓜幼苗的生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用。添加小麥根茬的基質(zhì)對(duì)株高、鮮重、干重、葉綠素含量和根系活力等的促進(jìn)作用較大。
- 詳細(xì)介紹：
- 以不同配比的小麥及燕麥粉碎根茬農(nóng)產(chǎn)廢棄物添加連作土壤后配成有機(jī)基質(zhì)，腐熟后進(jìn)行黃瓜育苗栽培試驗(yàn)。探討不同配比的有機(jī)基質(zhì)對(duì)黃瓜連作障礙的修復(fù)作用，分析其對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育狀況的影響。 育苗基質(zhì)是育苗的一個(gè)重要組成部分，它是根據(jù)幼苗生長(zhǎng)的需要，利用各種材料配制而成的人工土壤。在保護(hù)地蔬菜生產(chǎn)中，育苗已成為蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要技術(shù)環(huán)節(jié)，也成為獲得蔬菜早熟、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的有效調(diào)控手段。。育苗塊以優(yōu)質(zhì)無(wú)土栽培基質(zhì)為主要原料，采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)壓制而成，具有無(wú)菌、無(wú)毒、營(yíng)養(yǎng)齊全、透氣等功效，能保證幼苗健壯生長(zhǎng)，提早成熟，提高產(chǎn)量。基質(zhì)是蔬菜工廠化育苗體系的重要組成材料，它不僅是秧苗生存的場(chǎng)所，也是幼苗所需水分、養(yǎng)分、溫度等的介質(zhì)?；|(zhì)的理化性質(zhì)與幼苗水分、養(yǎng)分的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育和幼苗質(zhì)量密切相關(guān)。所以，育苗塊基質(zhì)配比的研究非常重要。 目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于修復(fù)設(shè)施連作障礙和育苗基質(zhì)的研究已有很多，但是對(duì)于育苗基質(zhì)是否能夠修復(fù)設(shè)施連作障礙的研究卻鮮有。 本試驗(yàn)通過(guò)在黃瓜育苗基質(zhì)中摻入不同作物根茬，定植于連作大棚中。以化感作用為理論基礎(chǔ)，分析其對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育狀況的影響，篩選確定基質(zhì)配方，希望獲得一種具有土壤修復(fù)作用的育苗基質(zhì)配方。在一定程度上彌補(bǔ)其他防治措施的缺點(diǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益，減少環(huán)境污染，較好地修復(fù)設(shè)施連作障礙 。為進(jìn)一步研究修復(fù)設(shè)施連作障礙提供理論指導(dǎo)和技術(shù)依據(jù)。 2011年3月13日將小麥及燕麥根茬分別用粉碎機(jī)粉碎后以不同配比與試驗(yàn)用土壤按照一定比例混合均勻，分裝于育苗缽中，澆透水，用地膜蓋嚴(yán)，于溫室內(nèi)腐解10天。播種前一天撤掉地膜，釋放一些有害氣體。 2011年3月22日早黃瓜浸種催芽，3月23日播種黃瓜。 黃瓜幼苗張二葉一心時(shí)測(cè)定生長(zhǎng)指標(biāo)，包括株高、莖粗、根冠比、鮮重。后期每隔7天測(cè)定一次。 采用卷尺測(cè)量株高，游標(biāo)卡尺測(cè)定莖粗，測(cè)定幼苗干重時(shí)先在105℃下殺青15 min，再在85℃下烘12 h后稱重，根冠比 = 植株地上部分鮮質(zhì)量／地下部分鮮質(zhì)量。每處理隨機(jī)調(diào)查三株，取平均值。 黃瓜幼苗二葉一心時(shí)測(cè)定根系活力和葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量。 原始數(shù)據(jù)整理采用Excel軟件完成，差異顯著性測(cè)驗(yàn)采用SAS V8數(shù)據(jù)處理軟件完成． 試驗(yàn)結(jié)果表明，添加小麥根茬、燕麥根茬、小麥燕麥混合根茬對(duì)黃瓜幼苗的生長(zhǎng)均有一定促進(jìn)作用，表明其對(duì)連作土壤具有一定的緩解修復(fù)作用。其中，添加小麥根茬的基質(zhì)對(duì)黃瓜株高、鮮重、干重、葉綠素含量和根系活力等的促進(jìn)作用較大。添加燕麥及小麥燕麥混合根茬的基質(zhì)也能促進(jìn)黃瓜幼苗生長(zhǎng)，但作用不明顯。 配有小麥根茬、燕麥根茬、小麥燕麥混合根茬的基質(zhì)緩解連作土壤的原因可能是小麥根茬、燕麥根茬腐解物中含有一些特殊物質(zhì)，能夠促進(jìn)黃瓜連作土壤中有益微生物的生長(zhǎng)，以增加土壤中有益微生物數(shù)量，進(jìn)而在幼苗生長(zhǎng)中表現(xiàn)出來(lái)，其具體原因有待于進(jìn)一步研究。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 針對(duì)我國(guó)設(shè)施蔬菜土壤環(huán)境惡化，病蟲(chóng)害嚴(yán)重，產(chǎn)品質(zhì)量下降等連作障礙嚴(yán)重的問(wèn)題，在國(guó)家發(fā)明專利“生態(tài)型黃瓜連作土壤修復(fù)劑”的基礎(chǔ)上，以化感作用為理論依據(jù)，將不同配比的小麥及燕麥粉碎根茬農(nóng)產(chǎn)廢棄物添加連作土壤后配成有機(jī)基質(zhì)，腐熟后進(jìn)行黃瓜育苗栽培試驗(yàn)。探討不同配比的有機(jī)基質(zhì)對(duì)黃瓜連作障礙的修復(fù)作用，分析其對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育狀況的影響，篩選確定基質(zhì)配方。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 根據(jù)化感作用原理，通過(guò)植物源制劑壯根、抑病，增加土壤碳輸入達(dá)到修復(fù)地力的目的，是本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處。本項(xiàng)目研究基礎(chǔ)較好，研究?jī)?nèi)容新穎，方法先進(jìn),科學(xué)項(xiàng)目完全可以達(dá)到預(yù)期目的。其研究成果以育苗基質(zhì)配方形式應(yīng)用于生產(chǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 連作障礙改良措施需要綜合考慮試驗(yàn)，針對(duì)不同作物間化感作用的相互影響，對(duì)研究不同作物改良機(jī)制和配方對(duì)不同作物的互作影響做出鋪墊。小麥、燕麥大面積種植為本項(xiàng)目的實(shí)施提供了廣闊前景。將廢棄的小麥、燕麥營(yíng)養(yǎng)器官用于緩解土壤連作障礙減少了就地焚燒所釋放的二氧化碳，實(shí)現(xiàn)低碳的暢想。利用小麥根茬及秸稈的化感作用緩解設(shè)施土壤連作障礙可以解決當(dāng)今日益嚴(yán)重的土地資源緊張問(wèn)題，變廢為寶，緩國(guó)際解糧價(jià)上漲趨勢(shì)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 以不同配比的小麥及燕麥粉碎根茬農(nóng)產(chǎn)廢棄物添加在連作土壤后配成有機(jī)基質(zhì)，腐熟后進(jìn)行黃瓜育苗栽培試驗(yàn)。探討不同配比的有機(jī)基質(zhì)對(duì)連作障礙的修復(fù)作用，分析其對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)發(fā)育狀況的影響，篩選并確定出基質(zhì)配方，以期獲得一種具有修復(fù)設(shè)施連作障礙作用的育苗基質(zhì)配方。結(jié)果表明，對(duì)于連作土壤而言，添加小麥、燕麥、小麥燕麥根茬對(duì)黃瓜幼苗的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。其中，添加小麥根茬的基質(zhì)對(duì)株高、鮮重、干重、葉綠素含量和根系活力等的促進(jìn)作用較大,添加燕麥、小麥燕麥、小麥燕麥也均有促進(jìn)作用，但不明顯。
獲獎(jiǎng)情況
- 作品發(fā)往《北方園藝》
鑒定結(jié)果
- 正在審理中。
參考文獻(xiàn)
- [1]吳鳳芝，趙鳳艷，谷思玉.保護(hù)地黃瓜連作對(duì)土 壤生物化學(xué)性質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研[2]肖輝林，彭少麟，鄭煜基，莫江明，羅薇，曾曉舵，何小霞.植物化感物質(zhì)及化感潛力與土壤養(yǎng)分的相互影響.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2006（09）.究，2002（01）. [3]潘凱，姚友.不同黃瓜品種根系分泌物對(duì)根際土壤微生物及土壤養(yǎng)分的影響[J].北方園藝，2008，（08）. [4]王玉彥.設(shè)施黃瓜不同種植模式及其土壤修復(fù)機(jī)理的研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)博士論文. [5]趙鳳艷,吳鳳芝,劉德等.棚菜地土壤理化特性的研究;土壤肥料.2000.(2):11-13. [6]Yu J ,Matsui Y .Phyto toxic substances in root executives of cucumber (Cucum is sativs L) [J].J.Chen Ecol.1994.(20):21-30. [7]朱林，彭宇，袁飛.使施用稻草等有機(jī)物料對(duì)黃瓜連作土壤速效養(yǎng)分的影響.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué).2001.17:30-36. [8]瀧島，防治連作土障礙的措施，日本土壤肥料學(xué)雜志，1983（2）：179-178. [9]朱林，彭宇，張春蘭等.有機(jī)物料減輕設(shè)施連作黃瓜減輕設(shè)施連作黃瓜苗期病害的微生物效應(yīng).應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào).1997.13(5):135-139. [10]吳鳳芝.大棚番茄土壤微生物區(qū)系研究。北方園藝。1993.3：1-3.
同類課題研究水平概述
- 同一作物或近緣作物連作以后, 即使在正常管理的情況下, 也會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)量降低、品質(zhì)變劣、生育狀況變差的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象是連作障礙。連作障礙已成為制約設(shè)施蔬菜可持續(xù)生產(chǎn)的瓶頸。 以化感作用為理論依據(jù)，研究植物源土壤修復(fù)劑在促進(jìn)我國(guó)設(shè)施蔬菜的可持續(xù)發(fā)展以及有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展上意義重大。 化感作用是指許多植物或者是微生物可以釋放一些化學(xué)物質(zhì)來(lái)促進(jìn)或者抑制同種或者異種微生物的生長(zhǎng)。合理利用化感作用既可以有效提高連作土壤栽培的蔬菜質(zhì)量及產(chǎn)量，又可以有效預(yù)防植物病害。 許多研究表明小麥對(duì)其他植物有明顯化感作用。Crutchfield等（1985）年報(bào)道小麥秸稈覆蓋對(duì)雜草有控制作用，除草的程度隨雜草的覆蓋程度增大而增大；Blum等（2002）發(fā)現(xiàn)秸稈還能控制寬葉草生長(zhǎng)的76—81%；麻生未雄報(bào)道：稻草在腐熟過(guò)程中產(chǎn)生的P-香豆酸、阿魏酸、香草酸、對(duì)羥基苯甲酸隨總量隨腐熟時(shí)間延長(zhǎng)而減少，在低濃度時(shí)酚酸對(duì)水稻根系生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。同時(shí)一定濃度的酚酸化合物對(duì)土壤細(xì)菌等微生物活性有抑制作用，可減輕設(shè)施連作障礙。而且有機(jī)物料在分解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多胺類物質(zhì)，這些物質(zhì)對(duì)植物根系生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用。 宋述堯研究表明：施用玉米秸稈能有效增加連坐土壤的有機(jī)質(zhì)含量和孔隙度，能有效地改善連作土壤的理化性質(zhì)，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，減輕連作障礙。朱林等人研究出豬糞減輕連作障礙最為理想，稻草稍次之，木屑較差。因?yàn)檫@些物質(zhì)有效增加了礦物質(zhì)的利用率，大幅增加了土壤微生物數(shù)量。據(jù)吳鳳芝報(bào)道，隨著連作年限的增加，真菌數(shù)量減少，但有害真菌的種類和數(shù)量增加，細(xì)菌種類和數(shù)量隨著連作年限的增加而減少。 在克服連作障礙的研究中，有學(xué)者認(rèn)為利用不同植物之間的化感作用減輕或消除連作障礙的發(fā)生將是比較安全的措施之一（由海霞等，2006）。研究表明禾本科植物化感品種培育研究最重要的是化感資源的篩選、化感植株特征研究。近幾年國(guó)內(nèi)外對(duì)根分泌物的研究成為揭示連作障礙機(jī)制的熱點(diǎn)。
