快速發(fā)展的畜禽規(guī)�；B(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的大量畜禽糞便帶來的環(huán)境問題日益凸顯,其中因未經(jīng)有效處理的畜禽糞便直接堆放或施用至農(nóng)田環(huán)境導(dǎo)致的土壤生物污染正引起人們廣泛的關(guān)注。大腸桿菌O157：H7是畜禽糞便中常見的人類病原菌之一,具有感染劑量極低、高致病性以及傳播范圍廣等特點。研究表明蔬菜是大腸桿菌O157：H7重要的傳播媒介,若種植蔬菜的土地被污染,則蔬菜被污染的風(fēng)險極大升高。因此,蔬菜土壤中大腸桿菌O157：H7的存活時間及動態(tài)是影響蔬菜污染風(fēng)險的一個重要因素。了解蔬菜土壤環(huán)境中大腸桿菌O157：H7存活和影響因素以及土著微生物群落對外源入侵大腸桿菌O157：H7的響應(yīng)情況對于防控土壤病原菌污染,保證公眾健康具有關(guān)鍵意義。本論文首先研究了不同耕作制度以及外源添加物對蔬菜土壤中大腸桿菌O157：H7存活的影響以及關(guān)鍵調(diào)控因子；探討了蔬菜土壤土著微生物群落對外源大腸桿菌O157：H7的響應(yīng)情況；揭示了添加生物炭對土著微生物群落對大腸桿菌O157：H7響應(yīng)情況以及大腸桿菌O157：H7入侵后土著微生物群落的動態(tài)變化的影響。主要研究結(jié)論如下：(1)蔬菜土壤耕作制度可以顯著影響土壤中大腸桿菌O157：H7的存活動態(tài)和時間。大腸桿菌O157：H7在薄膜溫室土壤中的存活時間(21.95天)長于露天土壤(17.91天),這與土著微生物群落和土壤理化性質(zhì)(pH值、土壤質(zhì)地和有機碳含量)有關(guān)。外源大腸桿菌O157：H7進(jìn)入土壤環(huán)境后,不僅受到土著微生物群落影響,還可以在一定程度上改變土著微生物群落的豐度以及結(jié)構(gòu)。外源大腸桿菌O157：H7入侵后,放線菌和真菌數(shù)量顯著下降,而細(xì)菌與真菌比值以及飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸比值上升。外源大腸桿菌O157：H7使土壤微生物生態(tài)環(huán)境趨于惡劣。(2)施用不同種類有機肥至蔬菜土壤中,大腸桿菌O157：H7的存活動態(tài)呈現(xiàn)顯著差異。施用有機肥極大的延長了酸性蔬菜土壤中大腸桿菌O157：H7存活時間,而堿性土壤中該影響并不明顯。大腸桿菌O157：H7在施用豬糞的土樣中存活時間最長,施用雞糞的土壤中最短。分析結(jié)果表明,土壤pH值仍是調(diào)控大腸桿菌0157：H7在土壤中存活的關(guān)鍵因子,但其作用隨供試土樣pH值范圍而變化。此外,土壤EC值、游離態(tài)鐵鋁氧化物以及營養(yǎng)水平(硝態(tài)氮以及可溶性有機碳含量)也是重要的調(diào)控因子。(3)外源有機添加物顯著延長了蔬菜土壤中大腸桿菌0157：H7的存活時間,其中以添加豬糞處理最為明顯。外源大腸桿菌0157：H7提高了土著微生物群落的豐度和多樣性,但抑制了與養(yǎng)分循環(huán)相關(guān)的功能菌群的生長。土著微生物群落結(jié)構(gòu)和組分對大腸桿菌0157：H7的響應(yīng)情況受外源添加有機物種類的影響,添加豬糞和添加豬糞生物炭混合物的土樣土著微生物群落變化情況相似,添加生物炭和未添加的土樣變化情況相似,說明豬糞對土著微生物群落對外源大腸桿菌0157：H7響應(yīng)的影響作用較大。此外,土壤中檢測不到大腸桿菌0157：H7后,其對土著微生物群落的影響仍然存在。(4)添加生物炭促進(jìn)了未滅菌土樣中大腸桿菌0157：H7的存活,是土壤pH值升高和土著微生物群落共同作用的結(jié)果。添加生物炭的種類對大腸桿菌0157：H7存活的影響大于添加數(shù)量。土著微生物群落豐度和多度越高,大腸桿菌0157：H7下降速率越大。變形菌門、浮游菌門和厚壁菌門對外源大腸桿菌0157：H7體現(xiàn)為抑制作用,而擬桿菌門和放線菌門體現(xiàn)為協(xié)同促進(jìn)作用。土著微生物群落對大腸桿菌0157：H7的響應(yīng)呈現(xiàn)動態(tài)變化過程,早期變化程度較大,以變形菌門為主,其相對豐度隨培養(yǎng)時間逐漸下降；末期變化程度相對較低,菌門種類更多。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：X53;S154.3
【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 土壤生物污染
        1.1.1 土壤病原菌污染現(xiàn)狀
        1.1.2 大腸桿菌O157：H7
    1.2 大腸桿菌O157：H7的傳播途徑
        1.2.1 糞肥施用
        1.2.2 大腸桿菌O157：H7的遷移途徑
    1.3 土壤中大腸桿菌O157：H7的存活
        1.3.1 土壤理化性質(zhì)對大腸桿菌O157：H7存活的影響
        1.3.2 土壤生物性質(zhì)與大腸桿菌O157：H7的相互作用
        1.3.3 農(nóng)田管理措施
    1.4 研究目標(biāo)
2 不同年限溫室耕作后土壤中大腸桿菌O157：H7的存活及微生物響應(yīng)機制
    2.1 材料與方法
        2.1.1 土壤
        2.1.2 土壤理化性質(zhì)測定
        2.1.3 實驗試劑與儀器
        2.1.4 磷脂脂肪酸分析
        2.1.5 供試菌種與培養(yǎng)
        2.1.6 實驗方法
        2.1.7 數(shù)據(jù)分析
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 土壤性質(zhì)
        2.2.2 土壤中大腸桿菌O157：H7的存活動態(tài)
        2.2.3 土壤中大腸桿菌O157：H7的存活模型
        2.2.4 大腸桿菌O157：H7存活與土壤性質(zhì)的關(guān)系
        2.2.5 土著微生物群落對外源大腸桿菌O157：H7入侵的響應(yīng)
    2.3 討論
    2.4 結(jié)論
3 施用有機肥對蔬菜土壤中大腸桿菌O157：H7存活的影響
    3.1 材料與方法
        3.1.1 供試有機肥和土樣
        3.1.2 供試菌種與培養(yǎng)
        3.1.3 統(tǒng)計方法
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 土壤中大腸桿菌O157：H7的存活模型
        3.2.2 土壤中大腸桿菌O157：H7的存活
        3.2.3 有機肥施用對大腸桿菌O157：H7存活的影響
    3.3 討論
    3.4 結(jié)論
4 外源大腸桿菌O157：H7與施用有機物/生物炭蔬菜土壤土著微生物群落間的相互作用
    4.1 材料與方法
        4.1.1 供試有機肥,生物炭和土樣
        4.1.2 供試菌種與培養(yǎng)
        4.1.3 土壤微生物DNA提取
        4.1.4 高通量測序分析土壤微生物群落
        4.1.5 數(shù)據(jù)分析
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 大腸桿菌O157：H7的存活
        4.2.2 土壤微生物群落Alpha多樣性分析
        4.2.3 不同分類水平下土壤細(xì)菌群落組分的變化
        4.2.4 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化
    4.3 討論
    4.4 結(jié)論
5 生物炭對蔬菜土壤中大腸桿菌O157：H7存活以及入侵后群落演替的影響
    5.1 材料與方法
        5.1.1 供試生物炭和土樣
        5.1.2 供試菌種與培養(yǎng)
        5.1.3 實驗方法
        5.1.4 土壤微生物DNA提取
        5.1.5 高通量測序分析土壤微生物群落
        5.1.6 數(shù)據(jù)分析
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 大腸桿菌O157：H7的存活動態(tài)
        5.2.2 土壤微生物群落多樣性變化
        5.2.3 大腸桿菌O157：H7入侵后土壤微生物群落演替情況
        5.2.4 土著微生物群落對大腸桿菌O157：H7的影響
    5.3 討論
    5.4 結(jié)論
6 研究結(jié)論、創(chuàng)新點、不足及展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 不足之處及研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間發(fā)表的論文及所獲榮譽


本文編號：2845600