球囊霉素相关蛋白与温室连作土壤肥力关系的初步研究

论文摘要

球囊霉素自1996年发现以来,其化学本质和生态功能得到广泛的关注。球囊霉素主要是由球囊霉属AM真菌分泌的一种不溶于水,耐热,不易变性的糖蛋白,在自然界中寿命较长,与土壤团聚体稳定性,土壤碳含量呈显著的正相关性,可以螯合土壤中重金属（Cd、Pb、Cu, Zn×Mn等）污染物,缓冲毒害。土壤球囊霉素对土壤健康具有正效应。目前提取到的球囊霉素并非全部来自Glumus属AM真菌,而是不可避免地含有其他的物质,故被称为球囊霉素相关蛋白（Glomalin-Related Soil Protein, GRSP）。根据提取方法,分为易提取量（Easily extractable）和总量（total）两种组分,另外由于测定方法有Bradford法和ELISA法两种,一般分别用EEG、TG和IREEG、IRTG来对应表示两种方法测得的两种GRSP组分。Bradford法较为简便,因而广为采用,本文中研究的是Bradford法测定的易提取球囊霉素相关蛋白（即EEG）和总球囊霉素相关蛋白（即TG）,就Bradford法测球囊霉素的影响因素土样粒径、贮存条件、高温提取后离心延误时间做了研究。在此基础上分析了47个连作年限1-17年不等番茄温室土壤的球囊霉素相关蛋白、土壤有机质及其他养分指标的含量,经过主成分分析、相关分析以及模糊综合评价,得到了不同连作年限温室土壤中球囊霉素相关蛋白和土壤肥力的变化及其相互关系。结果如下：1. Bradford法测定土壤球囊霉素含量的影响因素首先,土样粒径对易提取GRSP的提取影响显著,过0.074mm孔径筛土样中提取出的EEG含量高于过0.149mm、0.25mm、1mm孔径筛的土样；土样粒径对总GRSP含量的测定没有明显的影响。所以建议GRSP含量测定可以采用易于制备的过1mm孔径筛土壤样品。其次,贮存条件会影响EEG和TG测定,有机质含量低土壤在常温条件下保存16个月后,EEG含量低于在-20℃条件下保存的样品,有机质含量高的土壤,以常温保存样品中EEG含量高；各有机质水平土样的TG含量均以常温保存含量高,且与-20℃条件下保存的样品差异显著,为减小有机质降解等的影响,建议低温保存。最后,EEG是取延误离心会导致测定值降低,延误时间以<1h为宜；TG的含量却在离心延误2h内没有显著的差异。2.球囊霉素相关蛋白含量与土壤养分的关系及其随连作年限的变化土壤中砂粒含量对EEG影响显著（r=-0.884,p<0.001）,土壤活性有机碳含量对TG影响显著（r=0.584,p<0.05）。活性有机碳和GRSP间的相关性比总有机碳和GRSP间的相关性显著。活性有机碳比总有机碳更能代表土壤碳的生物有效性。主成分分析和相关分析的结果显示,养分比例失调（较高C/N、C/P、N/P值和土壤总有机碳含量以及低的P/K值、速效磷、钾含量）的土壤不利于TG积累,养分水平较高（速效N、P、K含量以及P/K比值较高）的土壤利于TG积累。TG含量和有效Ca、总Cu、总Zn含量正相关,EEG含量和总Fe、总Cu含量正相关。大部分土壤化学指标随连作年限的增加呈先升后降趋势,在连作7-13年的温室土壤中达最大值,GRSP含量随连作年限的变化趋势与土壤活性有机碳含量、养分水平充足度指标相似,呈先上升后稳定的趋势,层次聚类分析得到的分组情况也和连作年限吻合。3.模糊综合评价土壤肥力值与土壤中球囊霉素相关蛋白的关系参照土壤普查中制定的养分分级的标准,采用专家评价法确定各指标的权重,运用模糊综合评价法构建土壤肥力的综合评判模型,评价土壤样品的肥力,然后分析土壤GRSP含量与样品肥力值的关系发现,土壤中TG含量和模糊综合评价的土壤肥力值有良好的线性相关（r=0.317,p<0.05）。GRSP含量与土壤活性有机碳、土壤养分水平之间显著的相关关系,以及随连作年限延长表现出的相似的变化趋势,表明GRSP含量在一定程度上可以说明土壤肥力状况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 综述
• 1 球囊霉素及其生态功能研究进展
• 1.1 来源
• 1.2 化学本质研究
• 1.3 生态功能
• 1.4 土壤球囊霉素相关蛋白研究展望
• 2 温室连作土壤肥力研究概况
• 2.1 土壤肥力的组成
• 2.2 温室连作土壤肥力的变化
• 2.3 土壤肥力质量评价
• 2.4 温室连作土壤肥力研究展望
• 3 研究内容
• 第二章 Bradford法测定土壤球囊霉素相关蛋白影响因素
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料方法
• 2.1 土样基本情况介绍
• 2.2 实验设计
• 2.3 测定方法
• 2.4 数据分析
• 3 结果和讨论
• 3.1 土壤样品粒径对易提取球囊霉素相关蛋白、总球囊霉素相关蛋白测定的影响
• 3.2 土样贮存条件对易提取球囊霉素相关蛋白、总球囊霉素相关蛋白测定的影响
• 3.3 高温提取后离心延误时间的影响
• 4 结论
• 第三章 球囊霉素相关蛋白与土壤养分的关系及其随连作年限的变化
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料方法
• 2.1 采样点基本情况和样品采集
• 2.2 土壤球囊霉素相关蛋白以及土壤指标的测定
• 2.3 数据分析
• 3 结果分析
• 3.1 土壤球囊霉素相关蛋白、土壤质地和土壤碳的关系
• 3.2 土壤球囊霉素相关蛋白和土壤化学指标的关系
• 3.3 土壤球囊霉素相关蛋白和土壤化学指标随连作年限的变化
• 4 讨论
• 4.1 土壤球囊霉素相关蛋白、土壤质地和土壤碳的关系
• 4.2 土壤球囊霉素相关蛋白和土壤化学指标关系
• 4.3 土壤球囊霉素相关蛋白和土壤养分随连作年限的变化
• 5 结论
• 第四章 模糊综合评价土壤肥力值和土壤球囊霉素相关蛋白的关系
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料方法
• 2.1 样品采集和测定
• 2.2 统计分析方法
• 3 模糊评价模型的构建
• 4 土壤肥力的模糊综合评价结果
• 5 土壤球囊霉素相关蛋白与土壤肥力值关系
• 6 结论
• 全文结论和创新点
• 1 全文主要结论
• 2 主要创新点
• 3 存在的问题及研究展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文