【摘要】：氮素是影響楊樹(shù)人工林生產(chǎn)力的最重要元素,研究楊樹(shù)人工林連作和輪作氮素循環(huán)微生物類群演變動(dòng)態(tài)及氮素代謝結(jié)構(gòu)特征,有助于從養(yǎng)分循環(huán)角度揭示楊樹(shù)人工林連作障礙機(jī)制。本文采用宏基因組測(cè)序技術(shù),研究了楊樹(shù)人工林Ⅰ代林地、連作Ⅱ代林地、Ⅱ代林地主伐后輪作花生地和輪荒地土壤中氮素循環(huán)細(xì)菌類群及氮素代謝隨不同連作代數(shù)及不同輪作模式的演變規(guī)律。研究結(jié)果如下:(1)發(fā)現(xiàn)參與氮素循環(huán)細(xì)菌4類11屬,分別為:固氮細(xì)菌,拜葉林克氏菌屬(Beijerinckia)、慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)、根瘤菌屬(Rhizobium)、弗蘭克式菌屬(Frankia);硝化細(xì)菌,硝化桿菌屬(Nitrobacter)、亞硝化螺菌屬(Nitrosospira);反硝化細(xì)菌,假單胞菌屬(Pseudomonas)、羅爾斯通菌屬(Ralstonia)、伯克氏菌屬(Burkholderia)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、鏈霉菌屬(Streptomyces);氨化細(xì)菌,芽孢桿菌屬(Bacillus)、假單胞菌屬(Pseudomonas)。(2)楊樹(shù)Ⅱ代林與Ⅰ代林相比,土壤中氮素細(xì)菌的種類沒(méi)有增減,土壤中參與氮素循環(huán)細(xì)菌總數(shù)增加了4.73%,其中固氮細(xì)菌的豐度增加了53.44%,硝化細(xì)菌豐度沒(méi)有變化,反硝化細(xì)菌的豐度增加了0.14%,氨化細(xì)菌的豐度增加了1.33%。輪作花生后,土壤中氮素細(xì)菌的種類沒(méi)有增減,固氮細(xì)菌的豐度減少了71.14%,硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌和氨化細(xì)菌的豐度分別增加了120%、15.63%和20.76%。與楊樹(shù)Ⅱ代林相比,Ⅱ代林主伐輪荒后土壤中的氮素循環(huán)細(xì)菌的種類和豐度發(fā)生變化,其中硝化細(xì)菌缺失,固氮細(xì)菌豐度減少了79.10%,反硝化細(xì)菌和氨化細(xì)菌的豐度分別增大了17.39%、24.56%。(3)楊樹(shù)Ⅱ代林與Ⅰ代林相比,土壤中的固氮細(xì)菌代謝活性增強(qiáng),硝化細(xì)菌中的硝化桿菌屬(Nitrobacter)的代謝活性減弱,亞硝化螺菌屬(Nitrosospira)的代謝活性增強(qiáng),氨化細(xì)菌代謝活性減弱;Ⅱ代林主伐輪作花生后,僅有硝化細(xì)菌的代謝活性增加,其他四種氮素代謝功能菌的活性都降低了。Ⅱ代林主伐輪荒后,所有的氮素循環(huán)細(xì)菌的代謝活性均比楊樹(shù)Ⅱ代林地的低。(4)楊樹(shù)Ⅱ代林與Ⅰ代林相比,林地土壤中固氮作用和反硝化作用強(qiáng)度分別增加了14.29%、2.55%,氨化作用和硝化作用強(qiáng)度分別降低了12.90%、5.24%。與楊樹(shù)Ⅱ代林相比,輪作花生后土壤中的硝化作用和氨化作用的強(qiáng)度分別增加了20.20%、3.70%,反硝化作用和固氮作用強(qiáng)度分別降低了8.81%、70.83%。輪荒地中四種氮素轉(zhuǎn)化作用強(qiáng)度均比輪作花生地的低�？傊�,楊樹(shù)人工林連作一代后,土壤中參與氮素循環(huán)的細(xì)菌總數(shù)增加,但代謝活性降低,林地土壤中固氮作用和硝化作用強(qiáng)度增加;輪作花生后,大多數(shù)氮素代謝微生物的數(shù)量增加,但僅有硝化細(xì)菌的代謝活性明顯增強(qiáng),土壤硝化作用強(qiáng)度增加。因此,輪作可以改善連作對(duì)楊樹(shù)人工林地土壤硝化細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖和代謝活動(dòng)的影響,進(jìn)而提高林地的硝化作用強(qiáng)度。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S714.3
【圖文】：

試驗(yàn)區(qū)研究樣地布局圖

圖 3 KEGG 氮素代謝通路圖Fig.3 KEGG metabolic pathway of nitrogen metabolism氮素代謝具體各個(gè)支路需要相關(guān)的酶參與完成，通過(guò)對(duì)圖 3 中氮素代謝通路圖中因和酶的對(duì)應(yīng)關(guān)系分析可知，與反硝化作用有關(guān)的酶有硝酸還原酶（EC 1.7.99.4）、硝酸還原酶（EC 1.7.2.1）"羥胺還原酶（EC 1.7.99.1）、一氧化氮還原酶（EC 1.7.2.5和一氧化二氮還原酶（EC 1.7.2.4），與固氮作用有關(guān)的酶是固氮酶（EC 1.18.6.1），與

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2723735