土壤微生物多樣性是評(píng)價(jià)自然或人為干擾引起的土壤變化的重要指示因子,明確不同環(huán)境中微生物群落的作用、深入了解其群落功能和結(jié)構(gòu)變化將對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的研究具有重要意義。長(zhǎng)期肥料定位試驗(yàn)可以積累短期試驗(yàn)無法得到的特定主導(dǎo)養(yǎng)分高效代謝周轉(zhuǎn)過程和原位土壤微生物群落特征。沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)棕壤長(zhǎng)期施肥與地膜覆蓋試驗(yàn)站自1987年建站開始,已開展了大量的關(guān)于土壤肥力方面的研究,研究結(jié)果表明長(zhǎng)期不同施肥與覆膜能夠改變土壤的理化性質(zhì)和生物學(xué)特性,但這些研究因技術(shù)方法等問題,分辨率較低,無法準(zhǔn)確反映土壤微生物信息的差異。如何更詳細(xì)、客觀的反映土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性對(duì)長(zhǎng)期不同施肥與覆膜的響應(yīng),以及二者的耦合關(guān)系還不清楚。本人在前期工作基礎(chǔ)上,借助實(shí)時(shí)定量熒光PCR和新一代454高通量測(cè)序等技術(shù)對(duì)長(zhǎng)期不同施肥與覆膜條件下土壤微生物多樣性進(jìn)行研究；采用13C-DNA-SIP技術(shù)對(duì)復(fù)雜環(huán)境中微生物的群落生理功能進(jìn)行分析,研究不同處理土壤功能微生物多樣性的差異。主要研究結(jié)果如下：(1)無論覆膜與否,長(zhǎng)期單施化肥能夠降低土壤微生物多樣性指數(shù),施肥與覆膜改變了土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)；在門分類水平上,不施肥處理(CK)、單施氮肥處理(N)、氮磷配施處理(NP)、單施有機(jī)肥處理(M)和有機(jī)肥氮磷配施處理(MNP)覆膜條件,均能增加Fimicutes的豐度,相對(duì)于CK處理,各施肥處理在裸地和覆膜條件分別增加了ChlorofleXi和Firmicutes的豐度,而無論覆膜與否施肥均降低了Actinobacteria、 ArmatimonadeteS和Crenarchaeota的豐度；在屬分類水平上,相對(duì)于CK,化肥處理(N、NP)和有機(jī)肥處理(M、MNP)分別增加了Nitrospira和Clostridium的豐度,總體來看,各施肥處理(N、NP、M和MNP)降低了CK的優(yōu)勢(shì)微生物菌群,而增加了其劣勢(shì)微生物菌群的豐度。pH值、TC、TN和MBC含量是影響各處理微生物群落結(jié)構(gòu)特征的主要因素。(2)有機(jī)肥處理(M、MNP)能顯著增加土壤細(xì)菌的豐度,化肥處理(N、NP)則對(duì)細(xì)菌有抑制作用；施肥的作用均能夠降低泉古菌和氨氧化古菌的豐度,化肥處理(N、NP)尤為顯著；有機(jī)肥處理(M、MNP)顯著增加了氨氧化細(xì)菌的豐度。細(xì)菌、泉古菌、氨氧化細(xì)菌和氨氧化古菌均與pH值存在顯著正相關(guān)關(guān)系,細(xì)菌和氨氧化細(xì)菌則主要受全碳含量的影響,而銨態(tài)氮和硝態(tài)氮與細(xì)菌、泉古菌和氨氧化細(xì)菌存在極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。(3)DNA-SIP結(jié)果表明,不施肥(CK)、氮磷配施(NP)、單施有機(jī)肥(M)和有機(jī)肥氮磷配施(MNP)4個(gè)處理在門分類水平上均以Pro teobac teria和Actinobacteria為最優(yōu)勢(shì)活性微生物,CK處理能增加Gemmatimonade tes和Firmicutes的豐度,NP和MNP處理能增加Proteobacteria的豐度,M處理能增加Acidobacteria和Gemma timonade tes的豐度。在屬分類水平上,CK處理中的Gemma timonade tes、Marmoricola和Nitrospira;NP處理中的Actinospica、Catenulispora、Rhodanobacter和Pseudomonas;M處理中的Gp6、Gp10、Gemmatimonadetes和Steroidobacter; MNP處理中的Gp6、Marmoricola和Nitrospira均為最優(yōu)勢(shì)活性微生物。對(duì)活性微生物來說,覆膜能增加四個(gè)處理Arthrobacter、Gemma timonas的相對(duì)豐度,其中能顯著提高CK和M處理的Nitrospira的相對(duì)豐度。
【學(xué)位單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S154.36
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.1.1 土壤微生物多樣性及其研究的限制因素
        1.1.2 土壤微生物研究方法進(jìn)展
        1.1.3 DNA-SIP技術(shù)在土壤微生物研究中的應(yīng)用
        1.1.4 土壤微生物多樣性的影響因素
        1.1.5 已有的研究基礎(chǔ)與進(jìn)展
    1.2 研究的目的意義和內(nèi)容
        1.2.1 研究的目的意義
        1.2.2 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 試驗(yàn)基地與主要測(cè)定方法簡(jiǎn)介
    2.1 試驗(yàn)基地簡(jiǎn)介
    2.2 分析項(xiàng)目及測(cè)定方法
        2.2.1 土壤基本理化性質(zhì)測(cè)定
        2.2.2 銨態(tài)氮、硝態(tài)氮的測(cè)定
    2.3 數(shù)據(jù)分析
第三章 長(zhǎng)期定位施肥與覆膜對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響
    3.1 材料與方法
        3.1.1 供試土壤
        3.1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法
        3.1.3 高通量數(shù)據(jù)處理
        3.1.4 統(tǒng)計(jì)分析
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 長(zhǎng)期施肥與覆膜條件下土壤常規(guī)指標(biāo)分析結(jié)果
        3.2.2 長(zhǎng)期施肥與覆膜土壤樣品高通量測(cè)序分類總結(jié)
        3.2.3 土壤微生物多樣性分析
        3.2.4 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及變化分析
        3.2.5 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化影響因素
    3.3 討論
        3.3.1 長(zhǎng)期施肥與覆膜對(duì)土壤微生物多樣性的影響
        3.3.2 長(zhǎng)期施肥與覆膜對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.3 長(zhǎng)期施肥與覆膜條件下土壤微生物群落與土壤性質(zhì)的關(guān)系
    3.4 小結(jié)
第四章 長(zhǎng)期施肥與覆膜對(duì)土壤微生物豐度的影響
    4.1 材料與方法
        4.1.1 供試土壤
        4.1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法
        4.1.3 數(shù)據(jù)分析
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 長(zhǎng)期施肥與覆膜條件對(duì)土壤細(xì)菌、泉古菌及氨氧化微生物群落結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.2 長(zhǎng)期施肥與覆膜條件下土壤總細(xì)菌和泉古菌的豐度
        4.2.3 長(zhǎng)期施肥與覆膜條件下土壤氨氧化微生物的豐度
        4.2.4 長(zhǎng)期施肥與覆膜條件下土壤微生物豐度的影響因素
    4.3 討論
    4.4 小結(jié)
13C-DNA-SIP技術(shù)的土壤微生物功能多樣性研究'>第五章 基于¹³C-DNA-SIP技術(shù)的土壤微生物功能多樣性研究
    5.1 材料與方法
        5.1.1 供試土壤
        5.1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法
        5.1.3 計(jì)算和統(tǒng)計(jì)
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 不同處理土壤微生物的標(biāo)記情況分析
        5.2.2 高通量測(cè)序結(jié)構(gòu)概況
        5.2.3 外源有機(jī)碳對(duì)各處理土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響
        5.2.4 不同處理土壤主要的微生物菌群
        5.2.5 不同處理微生物對(duì)外源有機(jī)碳利用的差異
    5.3 討論
    5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的文章

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 鐘文輝,蔡祖聰;土壤管理措施及環(huán)境因素對(duì)土壤微生物多樣性影響研究進(jìn)展[J];生物多樣性;2004年04期

2 陳錫時(shí),郭樹凡,汪景寬,張鍵;地膜覆蓋栽培對(duì)土壤微生物種群和生物活性的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);1998年04期

本文編號(hào)：2847184