本文關(guān)鍵詞：寧南山區(qū)典型植物根系分解特征及其對(duì)土壤養(yǎng)分和微生物多樣性的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國(guó)黃土高原,因其復(fù)雜的自然條件、惡劣的生態(tài)環(huán)境、強(qiáng)烈的水土流失以及世界最大的黃土沉淀區(qū),從而受到廣泛關(guān)注。自20世紀(jì)末開始,在黃土高原地區(qū)大力實(shí)行退耕還林還草、封山育林、禁伐禁牧、截沙造林等一系列措施,用以恢復(fù)該地區(qū)的植被及生態(tài)環(huán)境,并取得了較好的效果。本文選取黃土丘陵區(qū)溫帶草原為研究對(duì)象,選取該地區(qū)3種典型植物長(zhǎng)芒草、鐵桿蒿、百里香根系作為實(shí)驗(yàn)材料,研究草地生態(tài)系統(tǒng)根系分解速率的快慢以及影響根系分解速率的因素、根系分解的過程中對(duì)土壤養(yǎng)分、微生物生物量、酶活性以及微生物多樣性的影響,以確定該生態(tài)過程對(duì)全球變化的響應(yīng),期望為草地植被生長(zhǎng)恢復(fù)和土壤肥力變化提供依據(jù),并豐富和完善草地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)能量循環(huán)理論。主要得出以下結(jié)論:(1)根系的不同分解階段,根系的質(zhì)量損失量增加快慢有差異。分解結(jié)束后,長(zhǎng)芒草、鐵桿蒿、百里香根系的質(zhì)量損失量分別為9.22、12.57和12.47g,失重率分別為18.44%、25.14%和24.94%。長(zhǎng)芒草、鐵桿蒿、百里香3種植物根系分解50%所需時(shí)間分別為66.95、48.34和44.13月,分解95%所需時(shí)間則分別為317.78、245.14和206.97月。相關(guān)性分析顯示,根系P含量與分解速率常數(shù)k成顯著正相關(guān)(r=0.935),木質(zhì)素含量與分解速率常數(shù)k成極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.961),根系P含量和木質(zhì)素含量能夠較好的預(yù)測(cè)根系分解速率。根系分解結(jié)束時(shí),長(zhǎng)芒草、鐵桿蒿、百里香根系有機(jī)碳和全氮均表現(xiàn)為釋放過程,有機(jī)碳釋放量分別為103.34、57.05和124.40g/kg,全氮釋放量分別為4.77、2.93和0.19g/kg。根系P元素在分解的前90天快速下降,但是在整個(gè)根系分解過程中卻是發(fā)生了富集作用。木質(zhì)素和纖維素的絕對(duì)含量分別在分解的第135和第305天達(dá)到最小值,在分解第470天和第425天達(dá)到最大值。(2)在整個(gè)模擬分解過程中,土壤有機(jī)碳含量呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì),根系分解1年后,0-5cm土層土壤有機(jī)碳含量是分解初期的0.81-0.85倍,5-20cm土層土壤有機(jī)碳含量是分解初期的0.86-0.92倍;0-5cm土層覆蓋長(zhǎng)芒草、鐵桿蒿、百里香根系處理比空白處理的土壤有機(jī)碳含量分別高出0.33、0.53和0.22g/kg,5-20cm土層覆蓋根系處理比空白處理的土壤有機(jī)碳含量分別高出0.36、0.11和0.06g/kg,根系分解可以提高土壤有機(jī)碳含量。根系分解一年后,0-5cm土層土壤全氮含量是分解初期的1.03-1.06倍,5-20cm土層土壤全氮含量是分解初期的1.02-1.05倍,覆蓋長(zhǎng)芒草、鐵桿蒿、百里香處理比空白處理土壤全氮含量分別高出0.032、0.035和0.019g/kg,說明根系分解對(duì)土壤全氮有一定的提高作用。覆蓋植物根系處理與空白處理的土壤銨態(tài)氮含量無明顯差異。覆蓋根系處理比空白處理的土壤硝態(tài)氮含量高出0.34-1.09mg/kg,表明根系分解可以提高土壤硝態(tài)氮含量。(3)土壤微生物生物量碳隨著植物根系的分解呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化,除了分解的前45天外,覆蓋根系處理的土壤微生物生物量碳含量均低于空白處理,經(jīng)過1年的分解,覆蓋長(zhǎng)芒草、鐵桿蒿、百里香根系處理的土壤微生物生物量碳分別比空白處理低194.02、197.10和258.87mg/kg。根系分解對(duì)0-5cm土層土壤微生物生物量氮的提高主要集中分解前期(5月份-8月份),而5-20cm土層覆蓋根系的土壤微生物生物量氮含量持續(xù)高于空白土壤,說明了根系分解有助于增加土壤微生物量生物量氮。(4)覆蓋根系處理與空白處理的土壤脲酶呈現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì),分解前期,0-5cm土層覆蓋根系處理土壤脲酶活性略高于空白處理;分解后期,0-5cm土層與5-20cm土層土壤脲酶活性變化相似;在整個(gè)分解過程中,土壤脲酶活性呈現(xiàn)出顯著的季節(jié)變化,在根系分解次年的3月份達(dá)到最小值,而在根系分解次年9月份達(dá)到最大值。在根系分解的過程中,覆蓋根系處理和空白處理的土壤蔗糖酶活性表現(xiàn)出基本相同的變化規(guī)律,但0-5cm土層和5-20cm土層則表現(xiàn)出不同的規(guī)律;0-5cm土層土壤蔗糖酶活性大多在分解前期緩慢升高,之后呈現(xiàn)波動(dòng)性變化,而5-20cm土層的土壤蔗糖酶活性在分解前期迅速達(dá)到最大值,然后緩慢降低,在達(dá)到最小值后又開始緩慢上升,直至達(dá)到最大值。0-5cm土層土壤的土壤磷酸酶活性在根系分解次年3月份和5月份達(dá)到最大值,5-20cm土層土壤磷酸酶活性在根系分解第一年7月份達(dá)到最大值。(5)通過Miseq測(cè)序的方法探究根系分解對(duì)土壤微生物群落多樣性的影響,研究結(jié)果表明在97%相似水平下,土壤樣品細(xì)菌共檢測(cè)到30個(gè)門,78個(gè)綱,131目,222個(gè)科,344個(gè)屬;土壤樣品真菌共檢測(cè)到個(gè)18門,32個(gè)綱,56目,72個(gè)科,76個(gè)屬。細(xì)菌優(yōu)勢(shì)菌群是放線菌門,占細(xì)菌數(shù)列的38.35-45.39%;真菌豐度最高的菌門是子囊菌門,占真菌序列的46.42-54.19%。添加根系處理在門的水平上群落結(jié)構(gòu)是相似的的,但是數(shù)量不同,覆蓋根系處理提高了土壤中放線菌門的數(shù)量,減小了土壤中藍(lán)細(xì)菌門類的數(shù)量;對(duì)真菌來講,覆蓋根系處理降低了土壤中子囊菌門的數(shù)量,提高了球囊菌門的數(shù)量。
【關(guān)鍵詞】：典型草原 根系分解 養(yǎng)分動(dòng)態(tài) 寧南山區(qū) 微生物生物量 酶活性
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S158;S154.3
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 文獻(xiàn)綜述13-18
• 1.1 研究目的和意義13
• 1.2 選題依據(jù)13-14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究概況14-18
• 1.3.1 根系分解以及養(yǎng)分釋放的研究進(jìn)展14-15
• 1.3.2 土壤酶活性對(duì)根系分解的研究進(jìn)展15
• 1.3.3 根系干物質(zhì)分解對(duì)土壤微生物生物量和微生物群落多樣性影響的研究進(jìn)展15-16
• 1.3.4 根系分解對(duì)土壤養(yǎng)分影響的研究進(jìn)展16-18
• 第二章 研究?jī)?nèi)容及試驗(yàn)方法18-26
• 2.1 研究區(qū)概況18
• 2.2 研究?jī)?nèi)容18-19
• 2.2.1 三種典型植物根系分解及養(yǎng)分釋放特性18
• 2.2.2 三種典型植物根系分解過程中土壤碳、氮?jiǎng)討B(tài)變化18
• 2.2.3 三種典型植物根系分解過程中土壤酶活性的動(dòng)態(tài)變化18
• 2.2.4 根系分解對(duì)土壤微生物生物量及其多樣性的影響18-19
• 2.3 技術(shù)路線19
• 2.4 研究方法19-25
• 2.4.1 野外模擬根系的分解19-21
• 2.4.2 測(cè)定方法21-25
• 2.5 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)25-26
• 第三章 三種典型植物群落根系分解及養(yǎng)分動(dòng)態(tài)的研究26-33
• 3.1 結(jié)果與分析26-30
• 3.1.1 根系初始化學(xué)性質(zhì)26-27
• 3.1.2 根系損失重量及失重率27-28
• 3.1.3 初始根系養(yǎng)分含量與分解速率常數(shù)的關(guān)系28
• 3.1.4 主要元素的動(dòng)態(tài)變化28-30
• 3.2 討論30-32
• 3.2.1 根系分解變化特征30-31
• 3.2.2 根系分解的影響因素31
• 3.2.3 根系分解的元素釋放規(guī)律特征31-32
• 3.3 小結(jié)32-33
• 第四章 三種典型植物群落根系分解對(duì)土壤碳、氮?jiǎng)討B(tài)變化的影響33-40
• 4.1 結(jié)果與分析33-37
• 4.1.1 根系分解對(duì)土壤有機(jī)碳的影響33-35
• 4.1.2 根系分解對(duì)土壤全氮的影響35
• 4.1.3 根系分解對(duì)土壤有效氮的影響35-37
• 4.1.4 土壤根系分解過程中土壤養(yǎng)分與溫度水分相關(guān)性分析37
• 4.2 討論37-39
• 4.2.1 根系分解對(duì)土壤有機(jī)碳的影響37-38
• 4.2.2 根系分解對(duì)土壤全氮影響38
• 4.2.3 根系分解對(duì)土壤有效氮的影響38-39
• 4.3 小結(jié)39-40
• 第五章 三種典型植物群落根系分解過程中土壤微生物量和酶活的動(dòng)態(tài)變化40-48
• 5.1 結(jié)果與分析40-45
• 5.1.1 根系分解過程中土壤微生物生物量碳的動(dòng)態(tài)變化40-41
• 5.1.2 根系分解過程中土壤微生物生物量氮的動(dòng)態(tài)變化41-42
• 5.1.3 根系分解過程中土壤脲酶活性的動(dòng)態(tài)變化42
• 5.1.4 根系分解過程中土壤蔗糖酶活性的動(dòng)態(tài)變化42-43
• 5.1.5 根系分解過程中土壤磷酸酶活性的動(dòng)態(tài)變化43-44
• 5.1.6 土壤生物學(xué)性狀和土壤環(huán)境因子的 Person 相關(guān)系數(shù)44-45
• 5.2 討論45-46
• 5.2.1 根系分解對(duì)土壤微生物生物量的影響45
• 5.2.2 根系分解對(duì)土壤酶活性的影響45-46
• 5.3 小結(jié)46-48
• 第六章 根系分解對(duì)土壤微生物多樣性的的影響48-53
• 6.1 土壤DNA的提取和rDNA的PCR擴(kuò)坑48-49
• 6.2 結(jié)果與分析49-52
• 6.2.1 數(shù)據(jù)優(yōu)化統(tǒng)計(jì)結(jié)果49
• 6.2.2 OUT聚類與多樣性分析的結(jié)果49-50
• 6.2.3 群落組成結(jié)構(gòu)分析50-52
• 6.3 結(jié)論52-53
• 第七章 結(jié)論與展望53-55
• 7.1 本文結(jié)論53-54
• 7.2 研究展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-61
• 致謝61-62
• 作者簡(jiǎn)介62

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本文編號(hào)：371215