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水氮耦合氧灌对温室辣椒土壤肥力及细菌群落的(2)
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摘要:1.4 试验管理 试验区域共设32个小区,小区长2 m,宽1 m,小区面积2 m2。小区内起垄种植辣椒,垄高15 cm,垄宽60 cm,每垄定植6株,株距33 cm。小区内采用地下
1.4 试验管理
试验区域共设32个小区,小区长2 m,宽1 m,小区面积2 m2。小区内起垄种植辣椒,垄高15 cm,垄宽60 cm,每垄定植6株,株距33 cm。小区内采用地下滴灌供水方式,滴灌带型号为JOHN DEERE,直径为16 mm,壁厚为0.6 mm,埋深为15 cm,滴头额定流量为1.2 L/h,滴头间距为33 cm,额定工作压力为0.10 MPa。植株距离滴头10 cm,平行于滴灌带种植。定植时间为2019年9月11日,选取长势相同的辣椒苗进行移栽,定植时浇透底水,定植后12 d覆膜,为防止水分侧渗,垄与垄之间用塑料膜隔开。辣椒全生育期共计107 d,生育期划分为:苗期(2019-09-11—2019-09-28)、开花坐果期(2019-09-29—2019-10-30)、果实膨大期(2019-10-31—2019-11-30)、成熟期(2019-12-01—2019-12-26)。
试验用文丘里施肥器将水溶型肥料施乐多掺入水流,在制水罐中混匀,通过地下滴灌系统供水,分别于移植后23、32、44、53、63、72、85 d进行施氮,7次施氮的比例为2:3:2:2:3:2:1,N1处理施氮225 kg/hm2,N2处理施氮300 kg/hm2。不加氧处理利用首部供水装置进行供水。加氧处理利用文丘里空气射流器(Mazzei air injector 684,美国Mazzei Corp公司)进行加氧,试验中利用储水管路、循环泵、文丘里空气射流器等设备制得通气比率15%的加气水(循环曝气20 min)[18]。各小区通过地下滴灌系统分别供水,供水压力为0.10 MPa,采用滴水计量器计量灌水量。试验中灌水下限根据距离植株径向10 cm、纵向20 cm埋深处的张力计(12型分体式张力计,中国农业科学院农田灌溉研究所)确定。土壤基质势下限控制在(?30±5)kPa,结合埋深20 cm土壤湿度监测结果确定[19]。灌水量根据式(1)计算[20]:
式中W为灌溉水量,mm;A为小区控制面积,2 m2;EP为1个灌水周期内Φ601蒸发皿的蒸发量,mm;KP为蒸发皿系数,W1处理取0.6,W2处理取0.9。灌溉时间及灌水量见表2。
表2 作物生育期内灌水量Table 2 Irrigation volume during crop growing season灌溉时间Irrigation time移栽天数Days after transplanting/d灌水量Irrigation volume/mm W1W2 合计Total—68..42
1.5 试验取样及测定方法
1.5.1 土壤通气性测定
于辣椒果实膨大期选择1个完整的灌水周期进行监测,测定时间为每天的9:00和15:00。预试验结果表明,选择距离植株茎秆横向5 cm,深度20 cm处埋设参比电极和铜电极,利用氧化还原电位测量仪(上海仪电科学仪器股份有限公司,中国)测定土壤氧化还原电位(oxidation-reduction potential,Eh)。采用光纤微氧传感器测定土壤溶液溶解氧浓度(OXY4-mini,德国Presens公司),测定前将探针埋设于土壤中,探针埋设距植株茎秆横向为5 cm,深度为10 cm,测量时待数据稳定后(约5 min)自动保存数据,然后手动切换到下一连接探头,直至测量结束。采用土壤呼吸测量系统(ADC LCi-SD,英国Delta-T公司)测量土壤呼吸,提前1 d选择每垄靠近中间的2株长势均匀的临近植株间埋设土壤呼吸室底座,测量稳定后(约1~3 min)读数。
1.5.2 根际土取样
果实收获后剪去辣椒地上部分,以50 cm × 40 cm矩形区域挖掘整体取出根样,采集一部分土样用于测定土壤化学性质,另将根系间大块土壤去除,用力抖落收集附着在根系上的土壤,再用毛刷轻刷并去除土中可见的根系残茬,充分混匀后装入无菌离心管中用于16S rRNA高通量基因测序。
1.5.3 土壤化学性质测定
利用2 mol/L KCL溶液浸提土样,硝态氮(NO3--N)利用紫外分光光度法测定,铵态氮(NH4+-N)利用靛酚蓝比色法测定;采用重铬酸钾—容重法测定土壤可溶性碳(DOC)含量。测定方法参照鲁如坤[21]。
1.5.4 土壤DNA提取和测序
使用OMEGA M5635-02试剂盒提取样品基因组DNA,并通过1.2%琼脂糖凝胶电泳检测DNA提取质量,在离心管中使用无菌水稀释样品至1 ng/μL。以稀释后的基因组DNA为模板,使用带有条形码(Barcode)的特异引物对细菌16S rRNA基因的V3-V4区进行PCR扩增。选择通用引物(338F:ACTCCTACGGGAGGCAGCA,806R:GGACTACHVGGGTWTCTAAT)为细菌基因V3-V4区引物。PCR扩增采用全式金公司的Pfu高保真DNA聚合酶,确保同批样本扩增条件一致。PCR扩增体系(25 μL):5×reaction buffer 5 μL,5×GC buffer 5 μL,dNTP(2.5 mM)2 μL,Forwardprimer(10 μM)1 μL,Reverseprimer(10 μM)1 μL,DNA Template 2 μL,ddH2O 8.75 μL,Q5 DNA Polymerase 0.25 μL。PCR扩增条件为:98 ℃初始变性2 min,25~30个循环包括(98 ℃,15 s;55 ℃,30 s;72 ℃,30 s;72 ℃,5 min),之后进行PCR产物的混样和纯化,纯化后进行文库的构建和上机测序。
文章来源:《灌溉排水学报》 网址: http://www.ggpsxbzz.cn/qikandaodu/2021/0522/801.html