玉米秸秆生物基质对矮牵牛、天竺葵生长及生理特性的影响

【摘要】：本研究以玉米秸秆经生物发酵形成的基质为主料，通过与其它介质复配，用于栽培矮牵牛、天竺葵等观赏植物，观察其生长表现，并测定生理指标，旨在筛选出适合矮牵牛、天竺葵生长的基质配方，为其在实际生产中的应用提供一些参考依据。 目前，我国在玉米秸秆基质生产加工方面缺乏相关的技术标准，尚未形成规模化生产。本文以我们自主研发的玉米秸秆生物基质和观赏植物矮牵牛、天竺葵为试验材料，分别以4种不同处理玉米秸秆复配基质进行栽培（处理1：玉米秸秆基质：草碳：蛭石=1：3：3；处理2：玉米秸秆基质：草碳：蛭石=1:2:2；处理3：玉米秸秆基质：草碳：蛭石=1:1:1；处理4：玉米秸秆基质：草碳：蛭石=2:1:2），以土壤栽培作为对照，研究了不同处理供试植株生理指标（叶绿素含量、叶绿素荧光参数、根系活力、叶片碳代谢产物含量及其相关酶活性和叶片氮代谢产物含量及其相关酶活性）的变化与矮牵牛、天竺葵生长发育的关系。并从中筛选出合适的基质配方，为其在实际生产中的应用提供参考依据。主要结果如下: (1)对天竺葵、矮牵牛叶绿素含量的研究分析结果表明：各处理中矮牵牛和天竺葵叶绿素含量在整个试验期内呈先增后减的变化趋势，6月份最低，8月份达到最大值，9月份开始下降，其中，矮牵牛在处理1中叶片叶绿素的含量高于其它处理，与对照差异显著，天竺葵在处理3中叶片叶绿素含量最高，与对照差异显著。 （2）对矮牵牛、天竺葵根系活力的研究表明：处理1中矮牵牛的根系活力最高，与对照差异显著，处理3中天竺葵的根系活力高于其它处理，与对照差异显著，这与植株主根系的长度和须根数量变化一致，在整个试验时期内根系活力值呈马鞍形变化趋势，6月份最低，8月份最高，9月份开始下降。 （3）对矮牵牛、天竺葵叶绿素荧光参数的测定分析结果表明：初始荧光Fo、可变荧光Fv在整个试验期内呈先增后减的变化趋势，6、7、8月份Fo呈不断升高的趋势，到8月份达最大值，9月份受叶绿素含量和外界环境变化的影响，开始下降。从6月到8月Fv/Fm的变化较小，各供试植株的生长状况良好，9月份由于植株根部代谢活动能力减弱再加上外界环境变化的影响，各处理都呈现出不同程度的下降趋势。综合所有荧光参数的分析发现，矮牵牛处理1、天竺葵处理3叶绿素荧光参数要优于其它处理，与对照差异显著。 (4)对天竺葵和矮牵牛叶片碳水化合物含量的研究表明，在整个试验期内除淀粉含量一直呈上升状态外，其它指标均呈先上升后下降的趋势。在所有处理中，矮牵牛处理1、天竺葵处理3中供试植株的各项指标均高于其它处理，与对照差异显著。淀粉在整个试验期内呈不断积累状态，蔗糖、葡萄糖、果糖含量变化与植株的株高变化情况一致，6月份碳水化合物的含量较少植株高度增加缓慢，7、8月份碳水化合物的含量迅速增加，植株高度在此时期增加比较明显，到9月份由于根系的代谢活动能力减弱，对物质的吸收利用能力减弱，所以碳水化合物的含量较少，植株高度在此时期增加较少。（5）对天竺葵和矮牵牛叶片碳代谢相关酶活性变化动态的研究表明，6月份至7月份，叶片中蔗糖合成酶、中性转化酶、蔗糖磷酸合成酶以及酸性转化酶的活性，呈不断上升的趋势，7月份至8月份上升速度加快，到8月份达到最大值，8月份至9月份呈缓慢下降的趋势，这与植株体内各种碳水化合物的含量变化情况一致，其中矮牵牛处理1中这几种酶的活性高于其它处理，与对照差异显著，天竺葵处理3中这几种酶的活性最高，与对照差异显著。 （6）对天竺葵和矮牵牛叶片可溶性蛋白、游离氨基酸、硝态氮含量的变化研究表明，可溶性蛋白在整个试验期内一直呈上升的趋势，游离氨基酸、硝态氮的含量在6月份至8月份呈不断积累的状态，到8月份达到最高水平，9月份开始下降，这与植株高度变化情况一致。所有处理中，矮牵牛处理1、天竺葵处理3中可溶性蛋白、游离氨基酸和硝态氮的含量最高，与对照差异显著。 （7）对天竺葵和矮牵牛叶片硝酸还原酶的活性研究表明，供试植株叶片硝酸还原酶活性在6月份至7月份上升较慢，7月份至8月份上升迅速，到8月份达到最高水平，9月份酶活性降低。矮牵牛处理1、天竺葵处理3中叶片硝酸还原酶活性最高，与其它处理差异显著，其它处理均与对照差异显著。 综合分析所有生理指标可以发现，6月份是供试植株的生长发育期，植株的各部分器官发育不太完善，叶片光合作用较弱，根系对营养物质的吸收和利用能力也较弱，植株的碳氮代谢能力较弱，碳氮代谢产物含量也较低，7月份至8月份为供试植株的生长活跃期，植株体内的新陈代谢非常活跃，植株根系在此时期代谢活动很强，对各种矿质营养元素的吸收利用能力很强，因此，构成植物体的各种元素以及氮、糖类等物质一直呈不断积累状态，植株的高度迅速增加，直到8月份，各项生理指标基本都达到最高水平，植株叶片完全成熟光合作用和蒸腾作用比较强烈，植株根系发育逐渐健全，对水分和营养物质的吸收和利用能力达到一个较高水平，此时期是植株生长最为旺盛的时期。9月份以后，由于根系的吸收代谢能力减弱和外部环境条件变化的影响，各处理供试植株的生理指标，除了淀粉和可溶性蛋白一直呈不断积累状态外，其它指标均呈不同程度的下降，植株主根长度和须根数量无明显变化，植株高度增加缓慢。在所有处理中，矮牵牛处理1、天竺葵处理3中各项生理指标要高于其它处理，差异显著，因此，处理1和处理3可以分别作为矮牵牛和天竺葵栽培比较理想的基质。 【关键词】：玉米秸秆基质 天竺葵 矮牵牛 叶绿素 叶绿素荧光 根系活力 碳氮代谢 酶活性
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S682.19;S681.9
【目录】：

• 致谢4-7
• 摘要7-9
• 1 文献综述9-22
• 1.1 植物生长与栽培基质的关系9-11
• 1.1.1 栽培基质对植物根系吸收水分、矿质元素和氧气的影响9-10
• 1.1.2 栽培基质理化性质和稳定性对植物生长的影响10-11
• 1.2 各种栽培基质的比较11-12
• 1.3 栽培基质使用前后的处理12-14
• 1.3.1 基质使用前处理12-13
• 1.3.2 栽培基质的再生处理13
• 1.3.3 栽培基质的更换13-14
• 1.4 栽培基质选用的发展趋势14
• 1.5 我国基质发展现状与存在问题14-16
• 1.6 作物秸秆基质的研究进展16-22
• 1.6.1 作物秸秆作为肥料和土壤改良剂的应用16-17
• 1.6.2 作物秸秆在栽培基质方面的应用17-19
• 1.6.3 作物秸秆相关技术的研究19-20
• 1.6.4 作物秸秆相关特性的研究20
• 1.6.5 作物秸秆的应用前景和问题20-22
• 2 引言22-23
• 3 材料与方法23-27
• 3.1 试验材料23
• 3.1.1 供试植株的处理23
• 3.1.2 试验基质配比的确定23
• 3.1.3 植株样品的采集23
• 3.2 形态及生理指标的测定23-27
• 3.2.1 形态指标的测定23
• 3.2.2 叶绿素含量的测定23-24
• 3.2.3 叶绿素荧光参数的测定24
• 3.2.4 根系活力的测定24-25
• 3.2.5 叶片碳水化合物的测定25-26
• 3.2.6 叶片碳代谢相关酶活性的测定26
• 3.2.7 叶片含氮化合物含量的测定26-27
• 3.2.8 叶片硝酸还原酶酶活性的测定27
• 4 结果与分析27-38
• 4.1 不同配比基质对矮牵牛、天竺葵生长的影响27-32
• 4.1.1 叶绿素含量的变化27-29
• 4.1.2 叶绿素荧光参数的变化29-31
• 4.1.3 根系活力的变化31-32
• 4.2 不同配比基质对矮牵牛、天竺葵叶片碳代谢及相关酶活性的影响32-36
• 4.2.1 矮牵牛、天竺葵叶片碳代谢动态32-34
• 4.2.2 矮牵牛、天竺葵叶片碳代谢相关酶活性动态34-36
• 4.3 不同配比基质对矮牵牛、天竺葵叶片氮代谢及相关酶活性的影响36-38
• 4.3.1 矮牵牛、天竺葵叶片氮代谢动态36-37
• 4.3.2 矮牵牛、天竺葵叶片氮代谢相关酶活性动态37-38
• 5 结论与讨论38-42
• 5.1 结论38-39
• 5.2 讨论39-42
• 参考文献42-48
• ABSTRACT48-51
• 附图51

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