全球變暖與大氣中的溫室氣體濃度升高具有密切關(guān)系。近年來(lái),我國(guó)水稻土壤地力的下降以及CH4和CO2等溫室氣體的大量排放已引起了學(xué)者們廣泛關(guān)注。本研究以湖北省幾種代表性的水稻土,采自潛江市的油菜-中稻輪作土（簡(jiǎn)稱QR）和休閑/泡水-中稻土（簡(jiǎn)稱QF）以及采自咸寧市的油菜-中稻輪作土（簡(jiǎn)稱XR）和休閑/泡水-中稻土（簡(jiǎn)稱XF）為對(duì)象,在室內(nèi)培養(yǎng)條件下,研究了不同外源碳以及水分條件下的CH4和CO2排放特征及其影響因素;分析了土壤可溶性有機(jī)碳（DOC）與CH4和CO2排放關(guān)系以及氧化還原電位（Eh）、外源碳等對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的影響;探討了土壤內(nèi)源鐵的還原與CH4和CO2排放之間的耦合關(guān)系,并利用分子生物學(xué)手段研究了土壤的總細(xì)菌和鐵還原細(xì)菌（FeRB）的群落多樣性及組成結(jié)構(gòu),從分子生態(tài)驅(qū)動(dòng)機(jī)制上解釋了不同環(huán)境中的異化鐵還原差異以及對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的影響。主要研究結(jié)果如下:1.淹水條件下添加稻草以及稻草+尿素后,XR和QF土壤在培養(yǎng)期間的CH4累積排放量分別為969.53～1692.05和1739.36～1855.55 mg C kg-1,遠(yuǎn)高于非淹水條件（WFPS 80%）相同處理的CH4累積排放...

【文章頁(yè)數(shù)】：119 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
縮略詞表
第一章 前言
    1.1 研究背景
    1.2 稻田土壤固碳與溫室氣體排放
    1.3 土壤中CH₄和CO₂的產(chǎn)生機(jī)理
    1.4 土壤中CH₄和CO₂排放影響因子
        1.4.1 土壤碳素
        1.4.2 土壤礦質(zhì)氮
        1.4.3 土壤氧化還原狀況
        1.4.4 土壤鐵、碳耦合作用
        1.4.5 土壤鐵氧化/還原細(xì)菌
    1.5 研究的目標(biāo)與內(nèi)容
        1.5.1 研究目標(biāo)
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
        1.5.3 技術(shù)路線圖
第二章 添加稻草對(duì)CH₄、CO₂排放及全球增溫潛勢(shì)的影響
    2.1 前言
    2.2 試驗(yàn)樣品采集
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.3.2 氣體及土壤指標(biāo)分析
        2.3.3 CH₄和CO₂的全球增溫潛勢(shì)(GWP)計(jì)算
        2.3.4 數(shù)據(jù)分析
    2.4 結(jié)果
        2.4.1 CH₄排放
        2.4.2 CO₂排放
        2.4.3 CH₄和CO₂的GWP
        2.4.4 土壤Eh
        2.4.5 土壤DOC
    2.5 討論
        2.5.1 水分對(duì)土壤有機(jī)碳的影響
        2.5.2 不同稻草添加方式對(duì)土壤氮素的影響
    2.6 小結(jié)
第三章 葡萄糖對(duì)CH₄和CO₂排放影響及鐵的調(diào)節(jié)作用
    3.1 前言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 土壤來(lái)源
        3.2.2 土壤分析方法
        3.2.3 室內(nèi)培養(yǎng)
        3.2.4 氣體分析
        3.2.5 Fe(II)產(chǎn)生速率計(jì)算及統(tǒng)計(jì)分析
    3.3 結(jié)果
        3.3.1 CH₄排放
        3.3.2 CO₂排放
        3.3.3 Fe(II)和Fe(III)的濃度
    3.4.討論
        3.4.1 葡萄糖對(duì)水稻土CH₄和CO₂排放的影響
        3.4.2 異化鐵還原對(duì)水稻土CH₄和CO₂排放的影響
    3.5.小結(jié)
第四章 蒽醌 2,6-二磺酸鈉對(duì)CH₄、CO₂排放及異化鐵還原影響
    4.1 前言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 土壤采樣及分析方法
        4.2.2 室內(nèi)培養(yǎng)
        4.2.3 CH₄和CO₂排放通量計(jì)算及統(tǒng)計(jì)分析
    4.3.結(jié)果
        4.3.1 CH₄排放
        4.3.2 不同AQDS濃度下的CH₄排放
        4.3.3 CO₂排放
        4.3.4 不同濃度AQDS對(duì)CO₂排放
        4.3.5 Fe(II)產(chǎn)量
    4.4 討論
        4.4.1 AQDS對(duì)土壤異化鐵還原的影響
        4.4.2 AQDS對(duì)土壤CH₄和CO₂排放的影響
    4.5.小結(jié)
第五章 兩種水稻土微生物群落多樣性分析
    5.1 前言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 土壤來(lái)源
        5.2.2 土壤總DNA的提取和純化
        5.2.3 質(zhì)粒和菌株
        5.2.4 實(shí)驗(yàn)中所用培養(yǎng)基
        5.2.5 溶液和緩沖液
        5.2.6 酶及試劑盒
        5.2.7 DNA的純化
        5.2.8 PCR擴(kuò)增
        5.2.9 PCR產(chǎn)物的TA克隆及感受態(tài)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化培養(yǎng)
        5.2.10轉(zhuǎn)化子質(zhì)粒的提取和檢測(cè)
        5.2.11末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(T- RFLP)分析
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.3.1 土壤的 16S rDNA PCR擴(kuò)增
        5.3.2 克隆子質(zhì)粒提取及T-RFLP分析
    5.4 討論
    5.5 小結(jié)
第六章 水稻土鐵還原菌多樣性分析
    6.1 前言
    6.2 材料和方法
        6.2.1 樣品采集及處理
        6.2.2 FeRB富集培養(yǎng)
        6.2.3 基因組提取及高通量測(cè)序
        6.2.4 群落多樣性和豐富度計(jì)算
        6.2.5 群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境變量分析
        6.2.6 不同土壤的異化鐵還原實(shí)驗(yàn)
    6.3 結(jié)果
        6.3.1 相關(guān)分子實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        6.3.2 土壤中FeRB豐富度及多樣性
        6.3.3 FeRB群落組成與結(jié)構(gòu)
        6.3.4 Fe(II)濃度
        6.3.5 FeRB分布與環(huán)境變量間的關(guān)系
    6.5 討論
        6.5.1 本研究技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
        6.5.2 FeRB在不同分類層次下的差異及影響因素
        6.5.3 試驗(yàn)中的一些新發(fā)現(xiàn)
    6.6 小結(jié)
第七章 全文總結(jié)與展望
    7.1 外源碳對(duì)土壤CH₄和CO₂排放影響
    7.2 內(nèi)源鐵對(duì)土壤CH₄和CO₂排放影響
    7.3 鐵、碳耦合作用對(duì)土壤固碳的影響
    7.4 鐵還原細(xì)菌在土壤鐵、碳元素循環(huán)中的作用
    主要結(jié)論
    主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    不足之處和展望
參考文獻(xiàn)
附錄 攻博期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號(hào)：4010404