套种砷超富集植物蜈蚣草对作物病虫害防控研究——以石榴为例
文献类型：学位论文
| 作者 | 张德刚 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 雷梅 ; 郭广慧 |
| 关键词 | 超富集 间作 砷 病害 虫害 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 英文摘要 | 土壤是人类赖以生存和发展的基石，是保障粮食安全生产的重要物质基础。我国耕地土壤重金属等污染物点位超标率达 19.4%，耕地土壤环境质量堪忧。同时，由于过度依赖农药投入造成农药残留毒性、病虫抗（耐）药性上升、次要害虫大发生，严重威胁着我国农产品质量安全。因此，土壤重金属污染和作物病虫害防治是农业生产面临的两大难题。 蜈蚣草是最先发现的砷超富集植物，在砷污染土壤的修复中已经广泛使用并取得积极效果。另外，蜈蚣草超富集砷对植食性动物具有摄食威慑作用，同时蜈蚣草提取物对多种细菌和真菌具有抑制作用。蜈蚣草与作物间套作已经被广泛应用于砷污染土壤的修复中，但是间作蜈蚣草对作物病虫害是否具有防治效果目前尚缺乏研究。 因此，本研究首先通过盆栽试验和田间小区试验，研究了间套作蜈蚣草对石榴吸收积累砷、土传石榴枯萎病菌基因拷贝数及石榴园选择性节肢动物群落的影响。其次进一步研究了间作蜈蚣草降低石榴吸收积累砷的根际作用机理，间作蜈蚣草降低石榴根际土壤土传石榴枯萎病菌基因拷贝数的土壤微生物调控机理，最后研究了套种蜈蚣草选择性抑制石榴园节肢动物群落的原因。主要得到以下结论： （1）间作蜈蚣草显著降低了土壤砷浓度 8.58%（P＜0.05），显著降低了石榴根中砷的浓度 25.39%（P＜0.05）；间作蜈蚣草显著降低了感染石榴枯萎病土 壤中甘薯长喙壳菌基因的拷贝数 62.3%（P＜0.05）；套种蜈蚣草显著降低了石榴 园蝇总科、叶蝉和蛛形纲的种类（P＜0.05），显著降低了石榴园蝇总科和叶蝉 的种群数量17.98%和51.81%（P＜0.05），显著提高了步甲的种群数量36.6%（P＜0.05）。（2）间作蜈蚣草，降低了石榴根际土壤有效砷和总砷的浓度（P＜0.05），As(III)比例降低，提高了石榴根际土壤 arsM 基因的拷贝数 63.37%（P＜0.05）， 提高了石榴根际土壤细菌的丰富度和重塑了根际土壤细菌群落等因素抑制石榴 吸收积累砷的根际作用机理。 （3）间作蜈蚣草重塑了石榴根际土壤微生物组成和结构，增加了土壤真菌的丰富度，降低了土壤真菌的均匀度，改变了土壤真菌群落结构是降低土壤甘 薯长喙壳菌基因拷贝数的可能机理。 （4）套种蜈蚣草通过增加地面到石榴冠层环境中砷的浓度威慑植食性节肢动物的摄食和蜈蚣草释放挥发物驱避敏感节肢动物来选择性抑制石榴园害虫。整体而言，间作蜈蚣草进行砷污染土壤的修复过程中，在降低土壤砷污染 及农作物砷超标健康风险的同时，还具有一定抑制土传病害发生，选择性抑制节肢动物群落的作用。这将对砷污染农田的安全生产与农药控制提供新思路，对砷污染土壤边生产边修复及作物病虫害的防控具有重要的现实意义。 |
| 学科主题 | 环境科学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 117 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/184613]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张德刚. 套种砷超富集植物蜈蚣草对作物病虫害防控研究——以石榴为例[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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