【目的】土壤鹽分是干旱和半干旱地區(qū)農業(yè)土壤所面臨的重要問題。鹽堿會導致微生物群落發(fā)生顯著改變。氨氧化細菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)在硝化過程中起著重要作用,硝化作用是氮素轉化過程的中心環(huán)節(jié),微生物的改變勢必會影響土壤氮素轉化。研究不同鹽堿類型和鹽堿度下對土壤氮素轉化和土壤微生物群落的影響,探討不同鹽堿類型下氨氧化微生物群落變化,揭示氨氧化微生物與鹽堿脅迫的內在聯系,為干旱區(qū)氮肥合理施用提供科學依據�！痉椒ā勘狙芯糠譃榕柙栽囼灪褪覂扰囵B(yǎng)兩部分。盆栽試驗于2016年進行,采用兩因素試驗設計,依據全國第二次土壤普查規(guī)定的鹽漬土鹽堿類型劃分以及分級標準,通過添加NaCl、Na_2SO_4和NaHCO_3設置氯化物、硫酸鹽和堿脅迫三種鹽堿類型,鹽堿度設3個水平,非鹽(堿)脅迫(對照)、輕度鹽(堿)脅迫和中度鹽(堿)脅迫。盆栽試驗主要研究鹽堿脅迫對土壤細菌和真菌群落多樣性的影響。室內培養(yǎng)試驗于2017年進行,采用兩因素試驗設計,鹽堿脅迫類型與盆栽試驗相同,鹽堿度有3個水平:非鹽(堿)脅迫、中度鹽(堿)脅迫和重度鹽(堿)脅迫。室內培養(yǎng)試驗主要探討不同鹽堿類型脅迫對氮素轉化及氨氧化微生物的影響�！局饕Y果】(1)中度NaCl脅迫顯著增加土壤無機氮含量,促進土壤的礦化作用,而中度Na_2SO_4和NaHCO_3脅迫對無機氮含量影響不顯著。中度NaCl脅迫顯著降低氮素硝化量,抑制作用顯著高于中度Na_2SO_4脅迫和中度NaHCO_3堿脅迫。(2)Na_2SO_4和NaHCO_3脅迫顯著降低土壤細菌群落Chao1和Ace豐富度指數。鹽堿脅迫土壤細菌的擬桿菌門、浮霉菌門以及古菌的奇古菌門增加;而放線菌門、硝化螺旋菌門減少。NaCl中度鹽化土壤細菌群落差異物種為δ變形菌綱;Na_2SO_4輕度鹽化處理為酸桿菌目和γ-變形菌綱的不動桿菌屬,中度鹽化處理為未分類的放線菌綱;NaHCO_3輕度堿化為γ-變形菌綱的銅綠假單胞菌(不動桿菌屬),中度堿化為酸桿菌門和α-變形菌綱的鞘脂單胞菌目。(3)NaCl和Na_2SO_4脅迫處理土壤真菌群落具有較高相似性(97%),與NaHCO_3脅迫群落相似性差異明顯。輕度NaCl和Na_2SO_4脅迫顯著增加土壤真菌群落豐富度,輕度NaHCO_3脅迫顯著降低土壤真菌群落Chao1和Ace豐富度指數,中度NaHCO_3脅迫使其顯著增加。鹽堿脅迫顯著增加子囊菌門相對豐度,鹽脅迫的影響要高于堿脅迫。(4)NaCl脅迫顯著增加AOA豐度,Na_2SO_4和NaHCO_3脅迫顯著降低AOA豐度。NaCl、Na_2SO_4重度鹽脅迫和NaHCO_3堿脅迫顯著降低AOB豐度,且重度脅迫條件下,鹽脅迫對AOB的影響要高于堿脅迫。(5)NaCl和Na_2SO_4重度鹽脅迫顯著降低土壤AOB群落α-多樣性指數。NaHCO_3中度堿脅迫顯著增加Chao1和Ace指數。RDA分析結果顯示影響氨氧化古菌的主要環(huán)境因子是pH、電導率和有機質,而影響氨氧化細菌群落的主要環(huán)境因子是銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、電導率和pH�！窘Y論】鹽堿脅迫(NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3)顯著增加土壤無機氮含量,顯著促進氮素礦化作用,主要通過顯著增加某些分解有機物的菌群例如變形菌綱、未分類的放線菌門來促進。鹽堿脅迫抑制硝化作用,主要通過改變AOB豐度和群落結構抑制硝化作用。
【學位單位】：石河子大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S154.3
【部分圖文】：

尿素施用量明顯高于硫酸銨土壤硝化速率（林興軍等, 2015）。通過培養(yǎng)實驗發(fā)現，不同耕作方式培養(yǎng)前三周氮素礦化量隨培養(yǎng)時間的增加而增加，逐漸變平（余濼等, 2010）。長期施肥會刺激中性和堿性土壤中氨氧化細菌的活動和數量，并提高硝化速率（王敬等, 2016）。目前學者對土壤氮素礦化和硝化速率方面進行了大量研究，但不同鹽堿類型對土壤氮素礦化和硝化作用的影響研究較少。本研究針對干旱半干旱區(qū)鹽堿土的主要類型，研究不同鹽堿對土壤氮素礦化和硝化速率的影響，以闡明不同鹽堿脅迫對土壤氮素礦化和硝化作用的影響，為干旱區(qū)農業(yè)發(fā)展提供依據。3.1 土壤無機氮在培養(yǎng)的 4 周時間內，NaCl 脅迫條件下，土壤無機氮含量變化范圍為 50-150 mg·kg-1（圖 3-1）。C2 處理土壤無機氮含量最高，培養(yǎng)結束時（第 28 天），C2 無機氮量較C1 和 CK 顯著增加 36.61%和 9.87%。Na2SO4脅迫條件下無機氮含量及變化趨勢與 NaCl脅迫近似。培養(yǎng)結束時，土壤無機氮量表現為 S2 顯著高于 S1 和 CK，但 S1 與 CK 間無顯著差異。NaHCO3堿脅迫氮素無機氮含量范圍在 50-120 mg·kg-1之間，培養(yǎng)一周后不同堿度下無機氮含量無顯著變化。培養(yǎng)第 28 天，A2 無機氮量顯著高于 A1 和 CK。

不同鹽堿脅迫對土壤氮素轉化和氨氧化微生物的影響3.2 土壤礦化作用特征3.2.1 土壤氮素礦化量隨著培養(yǎng)時間的增長，NaCl、Na2SO4和 NaHCO3堿脅迫處理土壤氮素礦化量呈上升趨勢（圖 3-2）。培養(yǎng)后 28 天 C1、C2 處理氮素礦化量較 CK 顯著增加。Na2SO4脅迫條件下，培養(yǎng)后 28 天 S1、S2 處理氮素礦化量與 CK 無顯著差異。NaHCO3堿脅迫培養(yǎng)后 28 天 A1、A2 氮素礦化量較 CK 顯著增加。

升趨勢（圖 3-2）。培養(yǎng)后 28 天 C1、C2 處理氮素礦化量較 CK 顯著增加。Na2SO4脅迫條件下，培養(yǎng)后 28 天 S1、S2 處理氮素礦化量與 CK 無顯著差異。NaHCO3堿脅迫培養(yǎng)后 28 天 A1、A2 氮素礦化量較 CK 顯著增加。圖 3-2 鹽堿脅迫土壤氮素累積礦化量Fig.3-2 Soil nitrogen mineralization under saline-alkali stress3.2.2 土壤氮素礦化率不同鹽堿脅迫對土壤氮素礦化率影響如圖 3-3 所示。NaCl 脅迫條件氮素礦化率的變化表現為隨培養(yǎng)時間增加而增加，而 Na2SO4脅迫和 NaHCO3堿脅迫條件下氮素礦化率在培養(yǎng)后 14d 比較高。
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本文編號：2862278