氮素被認(rèn)為是陸地生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力的限制性養(yǎng)分元素,因此人類大量使用氮肥來增加土壤可利用性氮素的水平,促進(jìn)植物的生長。但是氮素的過量使用也對森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生了重要影響。因此了解氮素添加對森林土壤微生物的影響對于森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論和實踐意義。本論文選用湖南省森林植物園作為試驗區(qū),以樟樹和濕地松人工林為研究對象,設(shè)置3種氮素添加處理(對照：O g·m-2y-1、低氮：5g·m-2y-1、高氮：15g·m-2y-1),采用BIOLOG AN、FF、GenⅢ和YT4種微生物平板研究手段,分析不同氮添加處理對樟樹和濕地松人工林土壤微生物代謝活性(AWCD值)、群落功能多樣性和不同碳源利用程度的影響。主要研究結(jié)果如下： 1.氮素添加對土壤微生物代謝活性(AWCD值)的影響 樟樹人工林樣地,短期(1個月)高濃度氮素添加處理促進(jìn)厭氧細(xì)菌和好氧細(xì)菌群落代謝活性,而氮素添加1年后,不同氮添加處理均抑制土壤細(xì)菌群落代謝活性；實驗研究1年前后,不同氮添加處理均對樟樹林紅壤真菌代謝活性產(chǎn)生抑制效應(yīng)；而對土壤酵母菌群落的活性,除氮素添加中期(7個月)不同氮添加處理AWCD值高于對照處理外,初期和后期(1個月和13個月)均表現(xiàn)為氮素添加處理抑制土壤酵母菌代謝活性。 濕地松人工林樣地,不同氮添加處理短期內(nèi)(1個月)均抑制土壤厭氧菌及真菌的活性而促進(jìn)濕地松土壤革蘭氏好氧細(xì)菌的代謝活性,且氮素添加濃度越高,AWCD值越高；高氮處理土壤樣品酵母菌活性代謝明顯高于對照(N0)處理,而低氮(N1)處理略低于對照(N0)處理。不同氮添加處理中期(7個月)隨著氮素添加濃度的升高,厭氧菌代謝活性增強(qiáng),達(dá)到一定濃度后,微生物代謝活性減弱,但均高于對照,而真菌高氮(N2)處理明顯低于對照(No)處理,這表明土壤厭氧菌和真菌的代謝活性在過量氮沉降的作用下會逐漸降低；隨著氮素添加的進(jìn)行,好氧細(xì)菌和酵母菌平均活性逐漸下降,表明其代謝活性減弱。不同氮添加處理后期(1年)土壤微生物除真菌代謝活性在高氮(N2)處理時稍低于對照(N0)處理外,不同氮素處理均促進(jìn)厭氧細(xì)菌、好氧細(xì)菌和酵母菌的代謝活性,且氮素添加濃度越高,代謝活性越大。 對比兩種林分氮素添加前后土壤微生物群落代謝活性,可以看出,氮素添加1年后不同氮素添加處理均抑制樟樹林土壤微生物群落代謝活性,且氮素濃度越高,土壤微生物代謝活性越低,而濕地松林土壤微生物代謝活性隨氮素添加濃度的升高而增強(qiáng),由此可知,氮素添加對不同森林類型的土壤微生物代謝影響不同。 2.氮素添加對土壤微生物多樣性的影響 在樟樹人工林樣地,不同氮添加處理可以提高土壤微生物群落的豐富度和功能多樣性,而群落內(nèi)常見物種的優(yōu)勢度和微生物物種的均勻度表現(xiàn)不一致；同樣在濕地松人工林樣地,不同氮添加處理可以提高土壤微生物群落的豐富度,而對微生物群落的物種優(yōu)勢度和均勻度在短期內(nèi)的影響效應(yīng)不一致,氮添加1年后達(dá)到穩(wěn)定值,總體來看,均是在不同氮添加處理下,增加濕地松土壤微生物多樣性。 3.氮素添加對土壤微生物不同類型碳源利用能力的影響 不同氮素添加處理下,造成樟樹和濕地松人工林土壤厭氧細(xì)菌群落活性和碳源相對利用率的不同的原因可能是氮素添加改變了厭氧細(xì)菌和革蘭氏好氧細(xì)菌對某些偏好碳源的利用發(fā)生了差異,尤其是對糖類碳源的利用產(chǎn)生變化；土壤真菌比較偏好、利用率較高的碳源類型為糖類、羧酸類和氨基酸類,而不同氮素添加處理對不同種類碳源利用效率上存在差異,導(dǎo)致土壤真菌群落代謝功能產(chǎn)生變化；兩種林分在不同氮添加處理下,土壤樣品酵母菌群落比較偏好利用糖類和聚合類碳源,對氨基酸類和羧酸類碳源的利用相對偏低,而不同氮素添加處理是造成這種現(xiàn)象的主要原因。 主成分結(jié)果表明,兩種林分不同的氮素添加處理土壤微生物的碳源利用能力出現(xiàn)顯著差異。糖類、羧酸類和氨基酸類物質(zhì)尤其是糖類物質(zhì)是該試驗點土壤微生物主要利用的碳源,但不同的氮素添加處理土壤微生物所利用的碳源物質(zhì)各不相同,可作為區(qū)分各處理對微生物影響的依據(jù)。因此,長期施用這類氮肥會使微生物可以利用的碳源趨于穩(wěn)定,促進(jìn)偏好氨基酸類、糖類和羧酸類物質(zhì)為碳源的微生物群落的發(fā)育。
【學(xué)位單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：S714
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 研究背景
    1.1 氮沉降的形成
    1.2 氮沉降的來源
    1.3 氮沉降的現(xiàn)狀
        1.3.1 國外氮沉降的現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)氮沉降的現(xiàn)狀
    1.4 人工模擬氮沉降對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響
        1.4.1 對森林植物的影響
        1.4.2 對森林土壤的影響
        1.4.3 對土壤微生物的影響
    1.5 實驗方法
        1.5.1 傳統(tǒng)微生物平板培養(yǎng)法
        1.5.2 生物化學(xué)方法
        1.5.3 分子生物學(xué)方法
2 目的及意義
3 材料與方法
    3.1 研究區(qū)概況
    3.2 實驗設(shè)計
    3.3 土壤樣品采集
    3.4 測定方法
    3.5 統(tǒng)計分析
4 結(jié)果與分析
    4.1 樟樹微平板AWCD值的變化
        4.1.1 樟樹BIOLOG平板1個月土壤微生物AWCD值的變化
        4.1.2 樟樹BIOLOG平板7個月土壤微生物AWCD值的變化
        4.1.3 樟樹BIOLOG平板13個月土壤微生物AWCD值的變化
    4.2 濕地松微平板AWCD值的變化
        4.2.1 濕地松BIOLOG平板1個月土壤微生物AWCD值的變化
        4.2.2 濕地松BIOLOG平板7個月土壤微生物AWCD值的變化
        4.2.3 濕地松BIOLOG平板13個月土壤微生物AWCD值的變化
    4.3 土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
        4.3.1 1個月樟樹林土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
        4.3.2 1個月濕地松林土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
        4.3.3 7個月樟樹林土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
        4.3.4 7個月濕地松林土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
        4.3.5 13個月樟樹林土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
        4.3.6 13個月濕地松林土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
    4.4 四類微生物平板碳源分類
    4.5 兩種林分不同氮素添加土壤微生物碳源利用率分析
        4.5.1 土壤微生物BIOLOG AN平板碳源利用率
        4.5.2 土壤微生物BIOLOG FF平板碳源利用率
        4.5.3 土壤微生物BIOLOG GenⅢ平板碳源利用率
        4.5.4 土壤微生物BIOLOG YT平板碳源利用率
    4.6 不同氮素添加各類平板碳源主成分分析
        4.6.1 BIOLOG AN平板碳源利用的主成分分析
        4.6.2 BIOLOG FF平板碳源利用的主成分分析
        4.6.3 BIOLOG GenⅢ平板碳源利用的主成分分析
        4.6.4 BIOLOG YT平板碳源利用的主成分分析
5 討論與結(jié)論
    5.1 氮素添加對兩種林分土壤微生物代謝活性的影響
    5.2 氮素添加對兩種林分土壤微生物多樣性的影響
    5.3 氮素添加對兩種林分土壤微生物碳源利用的影響
6 創(chuàng)新點與展望
參考文獻(xiàn)
附錄：攻讀學(xué)位期間的主要學(xué)術(shù)成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張旭霞;劉左軍;陳正宏;;土壤微生物多樣性的研究方法[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2007年32期

2 黃艷霞;;土壤微生物多樣性分析技術(shù)研究進(jìn)展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年32期

3 趙玉濤;韓士杰;李雪峰;胡艷玲;;模擬氮沉降增加對土壤微生物量的影響[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2009年01期

4 王文興,丁國安;中國降水酸度和離子濃度的時空分布[J];環(huán)境科學(xué)研究;1997年02期

5 何宜庚;廣東省鼎湖山自然保護(hù)區(qū)的土壤[J];華南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1983年01期

6 肖輝林;大氣氮沉降對森林土壤酸化的影響[J];林業(yè)科學(xué);2001年04期

7 王海舟;張小波;;分子生物學(xué)在微生物生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用[J];萍鄉(xiāng)高等�？茖W(xué)校學(xué)報;2009年03期

8 Pamela Matson;Kathleen A.Lohse;Sharon J.Hall;閔慶文;;氮沉降的全球化:對于陸地生態(tài)系統(tǒng)的意義[J];AMBIO-人類環(huán)境雜志;2002年02期

9 周國逸,閆俊華;鼎湖山區(qū)域大氣降水特征和物質(zhì)元素輸入對森林生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)育的影響[J];生態(tài)學(xué)報;2001年12期

10 于富強(qiáng),劉培貴;外生菌根研究及應(yīng)用的回顧與展望[J];生態(tài)學(xué)報;2002年12期

本文編號：2862240