為實(shí)現(xiàn)煙草生產(chǎn)中的廢棄物的資源化有效利用,了解煙稈制備的生物黑炭對(duì)煙-稻輪作田土壤生態(tài)的影響,采用田間隨機(jī)區(qū)組小區(qū)試驗(yàn),研究煙稈生物黑炭不同施用量(0、10、40、80 t/hm2)對(duì)煙-稻輪作田土壤微生物與溫室氣體排放的影響。主要通過(guò)兩個(gè)方面進(jìn)行研究,包括:采集根際土壤,對(duì)其進(jìn)行16S擴(kuò)增子的高通量測(cè)序,分析土壤理化性質(zhì),以了解煙桿生物黑炭對(duì)土壤微生物組成及變化的影響;通過(guò)靜態(tài)箱法采集測(cè)定不同溫室氣體排放量的年度變化,并在煙草和水稻的四個(gè)關(guān)鍵生長(zhǎng)期,采集根際與非根際土壤,進(jìn)行溫室氣體相關(guān)菌進(jìn)行定量PCR測(cè)定,以了解煙桿生物黑炭對(duì)煙-稻輪作田溫室氣體排放及其相關(guān)土壤微生物的影響。研究結(jié)果表明,當(dāng)施用煙稈生物黑炭大于10 t/hm2時(shí),煙田根際土壤的微生物的OTU(97%相似度)與多樣性指數(shù)(chao1)表現(xiàn)為增長(zhǎng),OTU數(shù)最多提高了26.4%。對(duì)主要菌門的分析表明,變形菌門與酸桿菌門所占比例最大,兩者相加達(dá)到66.16%～74.50%;施用生物黑炭增加了變形菌門、酸桿菌門、疣微菌門、擬桿菌門的豐度,減少了芽單胞菌門、綠彎菌門、硝化螺旋菌門、浮霉菌門的豐度。對(duì)于細(xì)菌類群研究還發(fā)現(xiàn),施用生物黑炭,可促進(jìn)部分促生菌的增長(zhǎng)。稻田施用生物黑炭后,其根際土壤微生物群落的OUT與Chao1指數(shù)降低,而Shannon指數(shù)升高。對(duì)主要菌門的分析發(fā)現(xiàn),變形菌門與酸桿菌門所占比例最大,與煙田相似。施用生物黑炭使變形菌門、放線菌門與厚壁菌門的豐度增加,酸桿菌門、疣微菌門的豐度降低;其中,酸桿菌門在綱水平表現(xiàn)為與煙田完全相反的響應(yīng)機(jī)制。在屬的水平上,同樣發(fā)現(xiàn)一些對(duì)植物生長(zhǎng)有益的促生菌有增加的趨勢(shì),但種類與煙田的不同。根際土壤理化性質(zhì)檢測(cè)結(jié)果顯示,施炭對(duì)煙田與稻田的差異主要在于堿解氮的變化,高施用量生物黑炭使煙田堿解氮含量下降,而稻田為升高;其他養(yǎng)分如有機(jī)質(zhì)、全氮、有效鉀均表現(xiàn)為提高。煙田在較高的施炭量(40、80 t/hm2)下降低了土壤的N20排放,分別降低了 7.70%、10.05%,在較低施炭量(10 t/hm2)下N20累計(jì)排放增長(zhǎng)了 0.96%。定量PCR測(cè)得土壤的硝化菌amoA基因豐度在煙草的四個(gè)生長(zhǎng)期數(shù)量變化表現(xiàn)為:自苗期、團(tuán)棵期到旺長(zhǎng)期逐漸增長(zhǎng),到成熟期下降;但硝化菌amoA基因和反硝化菌cnorB基因豐度與N20排放沒(méi)有顯著相關(guān)性。生物黑炭可顯著地降低稻田土壤CH4的排放,隨著施炭量的增加,CH4排放量分別降低26.29%、34.77%、39.22%。稻田非根際土壤的產(chǎn)甲烷古菌16SrDNA基因、非根際土壤的甲烷氧化菌PmoA基因的豐度與稻田的CH4排放呈顯著負(fù)相關(guān)。在水稻成熟期,CH4排放相對(duì)較小,產(chǎn)甲烷古菌與甲烷氧化菌的基因豐度最大。在水稻整個(gè)生長(zhǎng)期,施炭土壤中的產(chǎn)甲烷古菌16SrDNA基因豐度的動(dòng)態(tài)變化均有減小的趨勢(shì)。綜上所述,生物黑炭改變了土壤肥力、微生物多樣性及部分促生菌豐度。施用生物黑炭的能促進(jìn)土壤肥力的積累,增加煙田根際土壤微生物的多樣性,減少稻田根際土壤微生物的多樣性,提高了有利植物生長(zhǎng)的促生菌的豐度。生物黑炭的施用降低了煙-稻輪作田土壤溫室氣體的排放,而且CH4排放的減少與土壤中產(chǎn)甲烷古菌的減少密切相關(guān)。
【學(xué)位單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S154;S141
【部分圖文】：

逡逑之間（圖９ｂ），對(duì)應(yīng)占總菌范圍為０．０２－０．４８％，與根際土壤相比，非根際的變化逡逑較大，前期處于少量存在，到成熟期后陡然增加。稻田非根際土壤的產(chǎn)甲烷古菌逡逑與甲烷氧化菌的變化規(guī)律具有顯著正相關(guān)（Ｒ２＝０．７６４，邋ｐ＜０．０１邋）。逡逑結(jié)合稻田土壤甲烷排放通量分析表明，稻田根際土壤的甲烷氧化菌Ｐ／７７０４基逡逑因的豐度與對(duì)應(yīng)時(shí)期甲烷排放沒(méi)有相關(guān)性，而非根際中與甲烷排放呈顯著負(fù)相關(guān)逡逑（Ｒ２＝０．４５１，ｐ＜０．０１）。并且，非根際土壤的的甲烷氧化菌與產(chǎn)甲烷古菌在整個(gè)生逡逑長(zhǎng)期的變化規(guī)律相似。Ｆｅｎｇ指出，生物黑炭能減少ＣＨ４排放是由于產(chǎn)甲烷古菌逡逑與甲烷氧化菌的豐度都增加，只是甲烷氧化菌增長(zhǎng)的幅度更大１５７］，這與本試驗(yàn)非逡逑根際的土壤結(jié)果相似。逡逑八邋３邋ａ邐Ｉ邋ＤＢ0邋ＳＢ１邋Ｂ３２逡逑邐逡逑２．５邐ｊ邋丁逡逑Ｉ：邐ｉ

【參考文獻(xiàn)】

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