【摘要】：土壤中厭氧氨氧化協(xié)同鐵還原過程,被稱為鐵氨氧化反應(yīng)(Feammox),是厭氧條件下土壤氮素去除的新途徑。施肥作為一種重要的農(nóng)藝措施,其對(duì)鐵氨氧化過程的影響及作用機(jī)制亟待研究。本研究在以南方長(zhǎng)期施肥的稻田土壤為研究對(duì)象,進(jìn)行室內(nèi)土壤泥漿化培養(yǎng)試驗(yàn),采用15N同位素標(biāo)記結(jié)合定量PCR的方法,表征鐵氨氧化反應(yīng)速率及微生物的響應(yīng),并以生物質(zhì)炭為載體,對(duì)驅(qū)動(dòng)該反應(yīng)的深層“電子傳遞體”調(diào)控機(jī)制進(jìn)行探究。本研究從鐵氨氧化反應(yīng)速率表征入手,揭示微觀層面各要素的貢獻(xiàn),最后進(jìn)行微生物驅(qū)動(dòng)的調(diào)控機(jī)制驗(yàn)證,完成了“施肥導(dǎo)致鐵氨氧化速率差異”這一科學(xué)問題“現(xiàn)象-原因-本質(zhì)”的探索,為理解施肥條件下稻田土壤氮循環(huán)過程提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。研究概述如下:(1)通過田間不同施肥土壤樣本的高通量測(cè)序,得出長(zhǎng)期施肥過程能夠顯著提高土壤中鐵氨氧化功能微生物和鐵還原相關(guān)微生物豐度,表明施肥后土壤中可能存在極大的鐵氨氧化潛勢(shì)。(2)進(jìn)行室內(nèi)土壤培養(yǎng)試驗(yàn),量化四種不同施肥土壤中鐵氨氧化反應(yīng)速率強(qiáng)弱,探究相關(guān)微生物群落組成和分布,預(yù)測(cè)其對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)氮損失貢獻(xiàn)率,結(jié)果表明不施肥土壤中經(jīng)由鐵氨氧化過程的氮素?fù)p失量為3.64 kgN ha-1 year-1,而在施肥土壤中這一損失量高達(dá)15.97-24.91 kgN ha-1 year1,功能微生物酸微菌科A6和有機(jī)質(zhì)輸入觸發(fā)的“電子傳遞體”機(jī)制是導(dǎo)致其差異的主要原因。(3)以生物質(zhì)炭為載體,在不同鐵源存在的情況下,驗(yàn)證以上土培試驗(yàn)過程中“電子傳遞體”機(jī)制對(duì)反應(yīng)的影響,“微生物-電子穿梭體-鐵氧化物”主導(dǎo)的電子傳遞體系,能構(gòu)建微生物及其受體之間電子傳遞的閉環(huán),是調(diào)控鐵氨氧化反應(yīng)過程的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S154.3;S153
【圖文】：

圖１．１邋土壤氮素循環(huán)過程（Ｒｕｉｚ邋Ｕｒｉｇｕｅｎ；２０１４）逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．１邋Ｎｉｔｒｏｇｅｎ邋ｃｙｃｌｉｎｇ邋ｉｎ邋ｓｏｉｌｓ逡逑

圖１．２鐵氨氧化的不同反應(yīng)通路逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．２邋Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｐａｔｈｗａｙｓ邋ｉｎ邋Ｆｅａｍｍｏｘ邋ｒｅａｃｔｉｏｎ逡逑１．３邋土壤氣態(tài)氮損失相關(guān)微生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制逡逑在微生物學(xué)領(lǐng)域，純培養(yǎng)的方法是研究微生物生理學(xué)和遺傳學(xué)特性行之有效逡逑的經(jīng)典方法。然而，在復(fù)雜的土壤條件下，能直接純化培養(yǎng)的微生物只占土壤總逡逑量的０．３％，因此，基于富集培養(yǎng)的研究方法會(huì)低估土壤微生物的多樣性（Ａｍａｎｎ逡逑ｅｔａＬ，１９９５）。借助分子生物學(xué)手段（定量ＰＣＲ；克隆測(cè)序；高通量測(cè)序等）探究土逡逑壤微生物的多樣性，能夠打破傳統(tǒng)純培養(yǎng)方法的限制，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于氮循環(huán)逡逑微生物的研究中（表１．１）。該方法能夠從核糖體ＲＮＡ的水平上研究土壤微生物群逡逑落的特征，并能夠表征某些編碼特定蛋白的功能基因的豐度及活性。逡逑

邋ｉ邋ｉ逡逑圖２．２不同施肥處理下，土壤反硝化微生物功能基因豐度逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．２邋Ａｂｕｎｄａｎｃｅ邋ｏｆ邋ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｉｕｎｃｔｉｏｎａｌ邋ｇｅｎｅｓ邋｛ｎａｒＧ，邋ｎｉｒＳ，邋ｎｉｒＫ，逡逑ｎｏｓＺ）邋ｉｎ邋ｓｏｉｌ邋ｓａｎｐｌｅｓ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ逡逑２０逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王闖;趙鑫宇;鄧守鴻;;厭氧氨氧化工藝的機(jī)理及研究進(jìn)展[J];建筑與預(yù)算;2019年05期

2 喬森;;厭氧氨氧化——由發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用[J];國(guó)際學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài);2016年04期

3 楊志林;田鳳蓉;林浩宇;王開春;董自斌;王克云;;厭氧氨氧化工藝的快速啟動(dòng)試驗(yàn)研究[J];廣州化工;2018年22期

4 ;“一萬年不久”——祝貴兵研究組在厭氧氨氧化菌的復(fù)蘇方面取得進(jìn)展[J];高科技與產(chǎn)業(yè)化;2019年02期

5 朱辰;張乃方;徐陳超;張凱杭;程磊;;厭氧氨氧化研究的分子生態(tài)學(xué)進(jìn)展[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版);2019年02期

6 沈明玉;吳莉娜;李志;彭永臻;張樹軍;楊岸明;;厭氧氨氧化在廢水處理中的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J];中國(guó)給水排水;2019年06期

7 何暢旅;;厭氧氨氧化工藝研究進(jìn)展[J];科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊;2017年36期

8 韓黎明;蘇本生;劉廣青;徐紅巖;張?jiān)瓭?王俊;;厭氧氨氧化工藝的影響因素及應(yīng)用進(jìn)展[J];工業(yè)水處理;2018年02期

9 朱海晨;張樹德;屈撐囤;;部分硝化-厭氧氨氧化工藝的影響因素及發(fā)展[J];廣州化工;2018年03期

10 沈莎;容俊;羅軍;;厭氧氨氧化技術(shù)簡(jiǎn)介[J];化工管理;2018年21期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 馮寧;張文文;馬晨曦;;厭氧氨氧化反應(yīng)影響因素研究進(jìn)展[A];2018中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集（第一卷）[C];2018年

2 姜昕;馬鳴超;李俊;鐘佐q

本文編號(hào)：2754749