氨基酸有机肥施用对黄瓜生长、土壤酶活及氮循环微生物的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1、本课题国内外研究概况、应用前景等

氮是对植物生长最重要的元素之一，自李比希1840年创立植物矿质营养学说，人们一直认为植物主要吸收无机态氮素，有机态氮素必须被分解为无机态氮素才能被植物吸收。但随着科学的发展，越来越多的证据表明植物也能吸收有机态氮^[1-3]。

氨基酸是含有氨基和羧基的一类有机化合物，是组成蛋白质的基本单位，具有络合能力，能与金属络合形成相对稳定的配合物，是制备医药、保健品和多种动物饲料添加剂和氨基酸类肥料的重要原料。大量的外源施用试验证明，5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid，ala)可以促进甜瓜^[4]、小白菜^[5]、萝卜^[6]、草莓^[7]、西瓜^[8-9]、番茄^[10-11]、黄瓜^[12-13]、菠菜^[14]、生菜^[15]等植物叶片光合作用，增强植株抵抗低温弱光、高温强光、盐渍、干旱等环境胁迫的能力，并且显著提高作物产量，改善产品品质^[16]。因而氨基酸肥料作为一种新型肥料逐渐得到认可。而目前我国有大量的蛋白废弃物没被充分利用，利用蛋白废弃物生产氨基酸肥料是变废为宝的途径之一。氨基酸肥料统指能够提供各种氨基酸类营养物质的物料。它通常由富含蛋白质的动、植物下脚料如皮革、毛发、蹄甲和豆饼等有机物，通过水解或发酵将蛋白质水解成氨基酸，经适当的处理后加入适量的植物营养元素配制而成，是一种新型的功能性肥料。近年来，氨基酸肥料已受到国内外广泛关注。与其他氮肥相比，氨基酸肥料能快速的为植物提供所需的氨基酸及其它营养物质，植物吸收的氨基酸成分可以不经转化直接参与植物体内的蛋白质合成，从而减少了植物自身的能量消耗。同时氨基酸螯合微肥能为植物提供速效微量元素。somayeh ghasemi等（2013）^[17]对氨基酸螯合锌的合成、表征及功效的研究结果表明：氨基酸螯合锌可促进生菜的生长，为氨基酸提供氨基酸营养的同时，能比硫酸锌更快的为其提供锌。氨基酸肥料能够提高作物的蛋白质和可溶性糖的含量，从而达到改善作物品质和改良产品口味的功效，同时氨基酸肥料的增产效果非常明显。储成江^[18]对南京禾丰含氨基酸微量元素水溶肥料在水稻大田示范中的应用效果研究表明：叶面喷施南京禾丰含氨基酸微量元素水溶肥料，可使水稻增产561.0kg/hm2，增产率7.56 %。增强抗逆性：ammar bahari等（2013）^[19] 的研究证实了盐胁迫条件下喷施氨基酸肥料可提高小麦幼苗的抗性。sheng guo等（2013）^[20] 的研究表明：fe(Ⅱ)-氨基酸螯合物可以在一定程度上缓解盐胁迫对番茄的不利影响。而且氨基酸作为一种含氮有机物，为土壤提供氮素养分的同时可以改善土壤质量，减少肥料残留，提高肥料利用率，同时减少环境污染。

2. 研究的基本内容和问题

（一）研究目标

本实验拟通过比较不同施肥处理（不施肥，化肥，普通有机肥，氨基酸有机肥）对设施黄瓜大田产量，种植过程中土壤磷酸酶，过氧化氢酶，脲酶，蔗糖酶等土壤酶活性的影响，结合对土壤氮循环微生物的影响，从土壤酶活和氮循环微生物群落演变角度，阐明氨基酸有机肥促进设黄瓜产量增加的机理，为黄瓜高产栽培提供理论依据。

（二）研究内容

3. 研究的方法与方案

（一）研究方法

利用大田试验，结合土壤微生物学及分子生物学相关理论知识及实验技能对氨基酸有机肥的作用进行相关研究。通过测定不同施肥处理（不施肥，化肥，普通有机肥，氨基酸有机肥）作用下的黄瓜生物量表征氨基酸有机肥的作用。利用实验室条件，对土壤磷酸酶，过氧化氢酶，脲酶，蔗糖酶的酶活性及氮循环微生物的变化进行生理生化分析及分子生物学鉴定来研究不同施肥处理的促进效果和简单机理，最终得到实际应用条件下氨基酸有机肥对黄瓜作物生长的影响。

（二）技术路线

4. 研究创新点

本毕业实习所在的课题组一直致力于固体废弃物资源化利用的研究，已具备比较成熟的经验的研究技术，这些技术的掌握为本研究的顺利进行提供了技术支撑。此外，实验室设备齐全，研究方法完善，并有一套完整的操作系统，蔬菜所试验田为本实验提供筛选的土壤样本，因此该实验可以顺利进行。

特色或创新之处

本实验的创新之处在于，通过大田试验不同施肥处理的条件下种植黄瓜，研究实际大田情况下的氨基酸有机肥的作用，通过土壤酶活性和氮循环微生物的变化的测定对不同施肥处理的黄瓜生物量的不同结果做出生物学解释。

5. 研究计划与进展

2015.08--2015.09 大田实验、不同施肥处理种植黄瓜，田间管理；

2015.09--2015.11 收获黄瓜，测定生物量，采集不同施肥处理的土壤，保存

2015.11--2015.12 测定相关土壤酶活性；