土壤生物群落对水稻生长和地上部抗虫性影响的研究
摘要：目前，地上与地下生态系统的联动关系已成为陆地生态学的研究热点和前沿之一。了解土壤生态系统的生态功能及其生物调控机制，迫切需要整合地上和地下部亚系统进行研究。本实验在相关工作基础上建立一个假说，即线虫群落越复杂，对水稻生长有促进作用，而对地上部害虫褐飞虱有较强的抗性。结果表明不同功能群线虫的添加对水稻生长和地上部褐飞虱的数量的影响各不相同。总体上，捕杂食线虫的添加对水稻地上部生物量有显著的促进作用，而植食线虫刺激了水稻根系的生长。同时捕杂食线虫降低了水稻地上部茎叶中可溶性糖的含量，但是捕杂食线虫和植食复合处理显著提高了根系中可溶性糖的含量。食微线虫和捕杂食线虫能降低地上部褐飞虱的数量。本实验结果帮助我们更好地理解土壤线虫群落复杂性对水稻生长和地上部虫害的调控作用。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 实验材料2
1.1.1 供试土壤2
1.1.2 水稻品种2
1.1.3 供试褐飞虱与土壤线虫3
1.1.4 盆栽容器3
1.2 方法3
1.2.1 线虫鉴定3
1.2.2 实验设计3
2 结果与分析3
2.1 线虫食微者、植食者和捕杂食者对植物茎叶和根系生物量、化学组成的影响3
2.1.1 土壤线虫营养功能团对水稻茎叶和根系生物量干重的影响4
2.1.2 土壤线虫营养功能团对水稻茎叶和根系可溶性糖浓度的影响4
2.1.3 土壤线虫营养功能团对水稻茎叶和根系可溶性氨基酸浓度的影响5
2.2 线虫食微者、植食者和捕杂食者对土壤线虫类群及地上部褐飞虱数量的影响6
2.2.1 不同土壤线虫营养功能团接入后食微线虫、植食线虫和捕杂食线虫的数量及对水稻地上部褐飞虱数量的影响6
2.2.2 不同土壤线虫营养功能团的数量与水稻地上部褐飞虱数量的关系7
3 讨论 8
3.1 不同种线虫的效应及组合后的相互作用8
3.2 不同种线虫之间的褐飞虱数量的影响8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
致谢8
参考文献9
土壤生物群落对水稻生长和地上部抗虫性影响的研究
引言
引言 水稻是我国重要的粮食作物之一，年种植面积约3000万hm2，占粮食作物种植面积的近1/3[1]。在水稻生产过程中频繁受到稻飞虱，主要是褐飞虱（Nilaparvata lugens）、白背飞虱（Sogatella furcifera）和灰飞虱（Laodelpha xstriatellus）等病虫害的侵害，是影响我国水稻稳产，高产的主要害虫之一。稻飞虱体型小，迁移繁殖能力强且隐蔽性佳，在适宜的环境中会发生大面积的繁殖爆发，并可能会随即依靠其强大的迁移能力扩散至整个水稻种植区。已有研究表明，褐飞虱取食后会引起同化产物如可溶性糖在根、冠（叶片）间的分配，引起根冠比发生改变，褐飞虱取食水稻地上部会影响地下部（根部）的生理活性，如显著降低根对营养元素的吸收[2]，根系、叶片的氮、磷、钾等元素也都在褐飞虱取食后含量下降[3]。危害严重时，会造成水稻大面积枯萎，死杆倒伏，产卵时会刺伤植株，损坏输导组织，阻碍营养物质运输，传播病毒病，对水稻造成严重的病害。
土壤中的微生物对植物的影响是多方面的，包括影响植物激素的形成，提高土壤速效养分、增加作物产量、改善品质、防病抗病，对有机物分解及自身分解等[4]。微生物可通过改变植物代谢过程中细胞的渗透压、酶的活性以及其他成分与植物体相互作用，不同种类微生物对植物产生的根系分泌物某些成分的专一性吸收会引起根系分泌物数量和质量的变化[5]。有研究表明，土壤微生物对植物激素形成的影响，对病虫草害有一定防治作用，且可以通过提高土壤速效养分，改善品质、防病抗病[6]。
土壤线虫是数量和种类最为丰富的土壤动物，对有机物的分解、养分转化和能量传递起到关键的作用, 是土壤生态系统的重要组成部分，在反应地上部植食者对土壤生物群落及生态功能影响方面具有独特的优势[7]。土壤线虫主要包括植物线虫和自由生活线虫，其中以自由生活线虫占绝对优势。土壤线虫在土壤食物网中占多个营养级，这对于维持生态系统的稳定，促进物质循环和能量流动具有重要意义。其中，自由生活线虫可以通过促进土壤有机质的降解从而增强营养物质的矿化，从而改变土壤的理化性状，提高肥力。植物寄生线虫主要靠植物的根系为食，造成养分吸收困难，影响作物产量。现有研究表明，土壤线虫能显著增加土壤中矿质氮、土壤生物量氮和土壤生物量磷的含量，同时，土壤线虫存在的条件下，能促进植物对氮的吸收[8]，对改变粮食品质具有重要的意义。
长期以来，植物的地上和地下部的关系一直受到重视，而褐飞虱与土壤线虫的相互联系已有进展，现有研究表明褐飞虱取食能够显著影响地下部线虫群落[9]，但目前还没有研究表明地下部线虫群落对地上部褐飞虱群落的影响。作为一种指示种群，其群落的多样性会影响地下部的养分、碳氮及微生物群落等，因此可以推测地下部线虫群落的复杂性不同会对地上部植食者种群产生一定的影响。从此入手，不仅对于水稻褐飞虱的调控起到一定的指示作用，同时对植物地上与地下部的联动机制也起到一定的补充作用。
1 材料与方法
1．1 实验材料
1．1．1 供试土壤 供试土壤采自江西省红壤研究所（116°20′24″E、28°15′30″N），为低丘岗地地形，平均海拔26m。土壤母质为第四纪红粘土，分类上属于老成土，质地为粉砂质粘壤土。亚热带季风气候，多年平均气温为17.7 ℃，年平均降雨量为1727 mm。供试的旱地土和水稻土样品均采自两个长期施肥定位实验田，分别是玉米和水稻一年两熟制，均为连续30年的化肥处理，肥料分两季施用，每季施用量分别为：N 90 kghm2、P2O5 45 kghm2、K2O 75 kghm2。土壤基本性质如表1所示。
表1 供试土壤的基本理化性质
Table 1 Physicochemical properties of the studied soils
土壤样品于2013年11月作物收获后采集。分别在旱地和水稻田的3个重复小区随机选取10个取样点，用土钻采集表层为020cm的鲜土。将采回的样品沿物理断裂面小心掰碎，过5 mm筛，剔除大型土壤动物及根茬等残体并混匀，立即进行线虫分离。
1．1．2 水稻品种 所种植的水稻品种是农香98。农香98是湖南省水稻所研究育成的晚籼品种。该品种不抗褐飞虱，不抗白叶枯病与稻瘟病，茎杆粗壮，耐肥抗倒，米质优良。
1．1．3 供试褐飞虱与土壤线虫 褐飞虱：采自南京郊区稻田，在室内以感虫品种TN1水稻苗饲养数代，选择5龄若虫作为接种虫源。
土壤线虫：从供试土壤中分离，采用浅盘法分离线虫，再通过镜检法鉴定出不同类群的线虫，分别挑出放入无菌水中待用。
1．1．4 盆栽容器 采用500 ml透明的塑料烧杯，土壤用量为300 g干土。
1．2 方法
采用改良的贝尔曼漏斗法，即浅盘法分离线虫。将10目的不锈钢筛盘（底部直径15cm，筛口直径16.9cm，高5.4cm）放入配套的浅盘中。在筛盘上放置一层线虫滤纸，两种土壤均分别称取0 g、30 g、50 g、100 g、150 g、200 g、300 g和500 g的鲜土，均匀铺在滤纸上，小心加水至浸没土壤，置于20℃室温条件下分离。48 h后，用两个嵌套在一起的500目筛网对浅盘中的水进行过筛，冲洗，将收集的线虫在解剖镜下计数。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 实验材料2
1.1.1 供试土壤2
1.1.2 水稻品种2
1.1.3 供试褐飞虱与土壤线虫3
1.1.4 盆栽容器3
1.2 方法3
1.2.1 线虫鉴定3
1.2.2 实验设计3
2 结果与分析3
2.1 线虫食微者、植食者和捕杂食者对植物茎叶和根系生物量、化学组成的影响3
2.1.1 土壤线虫营养功能团对水稻茎叶和根系生物量干重的影响4
2.1.2 土壤线虫营养功能团对水稻茎叶和根系可溶性糖浓度的影响4
2.1.3 土壤线虫营养功能团对水稻茎叶和根系可溶性氨基酸浓度的影响5
2.2 线虫食微者、植食者和捕杂食者对土壤线虫类群及地上部褐飞虱数量的影响6
2.2.1 不同土壤线虫营养功能团接入后食微线虫、植食线虫和捕杂食线虫的数量及对水稻地上部褐飞虱数量的影响6
2.2.2 不同土壤线虫营养功能团的数量与水稻地上部褐飞虱数量的关系7
3 讨论 8
3.1 不同种线虫的效应及组合后的相互作用8
3.2 不同种线虫之间的褐飞虱数量的影响8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
致谢8
参考文献9
土壤生物群落对水稻生长和地上部抗虫性影响的研究
引言
引言 水稻是我国重要的粮食作物之一，年种植面积约3000万hm2，占粮食作物种植面积的近1/3[1]。在水稻生产过程中频繁受到稻飞虱，主要是褐飞虱（Nilaparvata lugens）、白背飞虱（Sogatella furcifera）和灰飞虱（Laodelpha xstriatellus）等病虫害的侵害，是影响我国水稻稳产，高产的主要害虫之一。稻飞虱体型小，迁移繁殖能力强且隐蔽性佳，在适宜的环境中会发生大面积的繁殖爆发，并可能会随即依靠其强大的迁移能力扩散至整个水稻种植区。已有研究表明，褐飞虱取食后会引起同化产物如可溶性糖在根、冠（叶片）间的分配，引起根冠比发生改变，褐飞虱取食水稻地上部会影响地下部（根部）的生理活性，如显著降低根对营养元素的吸收[2]，根系、叶片的氮、磷、钾等元素也都在褐飞虱取食后含量下降[3]。危害严重时，会造成水稻大面积枯萎，死杆倒伏，产卵时会刺伤植株，损坏输导组织，阻碍营养物质运输，传播病毒病，对水稻造成严重的病害。
土壤中的微生物对植物的影响是多方面的，包括影响植物激素的形成，提高土壤速效养分、增加作物产量、改善品质、防病抗病，对有机物分解及自身分解等[4]。微生物可通过改变植物代谢过程中细胞的渗透压、酶的活性以及其他成分与植物体相互作用，不同种类微生物对植物产生的根系分泌物某些成分的专一性吸收会引起根系分泌物数量和质量的变化[5]。有研究表明，土壤微生物对植物激素形成的影响，对病虫草害有一定防治作用，且可以通过提高土壤速效养分，改善品质、防病抗病[6]。
土壤线虫是数量和种类最为丰富的土壤动物，对有机物的分解、养分转化和能量传递起到关键的作用, 是土壤生态系统的重要组成部分，在反应地上部植食者对土壤生物群落及生态功能影响方面具有独特的优势[7]。土壤线虫主要包括植物线虫和自由生活线虫，其中以自由生活线虫占绝对优势。土壤线虫在土壤食物网中占多个营养级，这对于维持生态系统的稳定，促进物质循环和能量流动具有重要意义。其中，自由生活线虫可以通过促进土壤有机质的降解从而增强营养物质的矿化，从而改变土壤的理化性状，提高肥力。植物寄生线虫主要靠植物的根系为食，造成养分吸收困难，影响作物产量。现有研究表明，土壤线虫能显著增加土壤中矿质氮、土壤生物量氮和土壤生物量磷的含量，同时，土壤线虫存在的条件下，能促进植物对氮的吸收[8]，对改变粮食品质具有重要的意义。
长期以来，植物的地上和地下部的关系一直受到重视，而褐飞虱与土壤线虫的相互联系已有进展，现有研究表明褐飞虱取食能够显著影响地下部线虫群落[9]，但目前还没有研究表明地下部线虫群落对地上部褐飞虱群落的影响。作为一种指示种群，其群落的多样性会影响地下部的养分、碳氮及微生物群落等，因此可以推测地下部线虫群落的复杂性不同会对地上部植食者种群产生一定的影响。从此入手，不仅对于水稻褐飞虱的调控起到一定的指示作用，同时对植物地上与地下部的联动机制也起到一定的补充作用。
1 材料与方法
1．1 实验材料
1．1．1 供试土壤 供试土壤采自江西省红壤研究所（116°20′24″E、28°15′30″N），为低丘岗地地形，平均海拔26m。土壤母质为第四纪红粘土，分类上属于老成土，质地为粉砂质粘壤土。亚热带季风气候，多年平均气温为17.7 ℃，年平均降雨量为1727 mm。供试的旱地土和水稻土样品均采自两个长期施肥定位实验田，分别是玉米和水稻一年两熟制，均为连续30年的化肥处理，肥料分两季施用，每季施用量分别为：N 90 kghm2、P2O5 45 kghm2、K2O 75 kghm2。土壤基本性质如表1所示。
表1 供试土壤的基本理化性质
Table 1 Physicochemical properties of the studied soils
土壤样品于2013年11月作物收获后采集。分别在旱地和水稻田的3个重复小区随机选取10个取样点，用土钻采集表层为020cm的鲜土。将采回的样品沿物理断裂面小心掰碎，过5 mm筛，剔除大型土壤动物及根茬等残体并混匀，立即进行线虫分离。
1．1．2 水稻品种 所种植的水稻品种是农香98。农香98是湖南省水稻所研究育成的晚籼品种。该品种不抗褐飞虱，不抗白叶枯病与稻瘟病，茎杆粗壮，耐肥抗倒，米质优良。
1．1．3 供试褐飞虱与土壤线虫 褐飞虱：采自南京郊区稻田，在室内以感虫品种TN1水稻苗饲养数代，选择5龄若虫作为接种虫源。
土壤线虫：从供试土壤中分离，采用浅盘法分离线虫，再通过镜检法鉴定出不同类群的线虫，分别挑出放入无菌水中待用。
1．1．4 盆栽容器 采用500 ml透明的塑料烧杯，土壤用量为300 g干土。
1．2 方法
采用改良的贝尔曼漏斗法，即浅盘法分离线虫。将10目的不锈钢筛盘（底部直径15cm，筛口直径16.9cm，高5.4cm）放入配套的浅盘中。在筛盘上放置一层线虫滤纸，两种土壤均分别称取0 g、30 g、50 g、100 g、150 g、200 g、300 g和500 g的鲜土，均匀铺在滤纸上，小心加水至浸没土壤，置于20℃室温条件下分离。48 h后，用两个嵌套在一起的500目筛网对浅盘中的水进行过筛，冲洗，将收集的线虫在解剖镜下计数。
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