蚯蚓介导土壤生物群落影响植物营养生长及抗逆性权衡开题报告

 2022-01-31 21:47:43

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

课题的意义、国内外研究进展、应用前景等(列出主要参考文献)

(1)本课题的研究意义

很多生物可以影响所处的环境,从而改变个体的表现。植物可以显著改变土壤微生物量碳和 ref _ref32929951 \r \h \* mergeformat [1]以及土壤呼吸 ref _ref32930008 \r \h \* mergeformat [2], 并且这种改变会显著影响到土壤微生物量的碳氮磷比 ref _ref32930032 \r \h \* mergeformat [3]。不同植物的根部分泌的物质不同 ref _ref32930047 \r \h \* mergeformat [4]。也可以改变根部土壤的肥力,如ph、氧化还原电位等。这种植物在其生长过程中引起土壤环墳条件的变化被认为是“土壤残留物作用” ref _ref32930656 \r \h \* mergeformat [5],。这种残留物反过来又会影响植物本身或其后续植物的生长,且作用时间的长短取决于植物对土壤自然属性改变的程度 ref _ref32930683 \r \h \* mergeformat [6]。也就是植物通过根系性状、根际分泌物、凋落物质量等改变土壤条件,调节后续植物的生长及抗性,即植物-土壤反馈 ref _ref32930706\r \h \* mergeformat [7,8]。反馈往往与生物区系的变化密切相关,特别是土壤微生物群落组成 [9]。然而,大部分农业生态系统中都存在大型土壤动物,它们作用后的土壤也具有遗留效应[10,11]。最近的研究利用源于元群落理论的源库方法,发现了植物-蚯蚓相互作用中特定的蚓粪和根际核心微生物,且只有当植物与蚯蚓同时存在时才能在土壤中检测到,这也说明了大型土壤动物在植物-土壤反馈中可能的重要作用 ref _ref32931746 \r \h \* mergeformat [12]。虽然植物塑造的微生物群落对后续植物性能的影响已经有了很好的研究,但大型土壤动物在反馈中的贡献仍有待于揭示。

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2. 研究的基本内容和问题

研究的目标、内容和拟解决的关键问题

(1)研究目标

我们希望验证以下假设:植物调理的土壤会使后续种植的同种植物叶片中产生负反馈,引起生长-防御权衡,增加防御物质含量;蚯蚓的介入缓解了同种植物前后的负反馈效应;蚯蚓可能通过改变土壤生物群落结构影响后续植物的生长防御性能,在有微动物存在的体系中,蚯蚓的作用更加明显。

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3. 研究的方法与方案

(1)研究方法

我们认为蚯蚓存在与否的植物-土壤系统中,土壤生物群落会不相同。利用2种灭菌土壤和4种土壤接种物,进行了交互移植设计,讨论蚯蚓对植物-土壤反馈效应的影响,以及蚯蚓是否通过对土壤生物群落结构的作用导致。2×4×2=16个处理,每个处理5个重复,共40盆。

(2)技术路线

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4. 研究创新点

本课题是基础研究与实际应用相结合,不仅有助于生态学理论的拓展,而且能够指导利用生物资源,通过地下生物介导微生物群,继而调节植物生长,通过选择合适的农业管理措施进而提高农作物产量以及食品质量,促进经济的可持续发展,为发展土壤生态工程奠定基础。虽然植物塑造的微生物群落对后续植物性能的影响已经有了很好的研究,但大型土壤动物在反馈中的贡献仍有待于揭示。

5. 研究计划与进展

2019.11-2020.01

11月采土,12筛土制备悬液并做好实验前期准备,1月布置实验

2020.02-2020.03

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