本文選題：杉木 + 氮沉降��； 參考：《中國林業(yè)科學(xué)研究院》2017年博士論文

【摘要】：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)及工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,人類活動造成的氮沉降量不斷升高,沉降速率持續(xù)增加。大量研究表明過量的氮沉降對生態(tài)系統(tǒng)健康存在消極影響。杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook)林是我國最重要的人工林之一,其種植面積和蓄積量均居人工喬木林之首,杉木速生豐產(chǎn)對于我國林業(yè)事業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。杉木林下土壤是杉木生長的物質(zhì)基礎(chǔ)和支撐,微生物是土壤中重要的組成部分,對土壤的形成發(fā)育、物質(zhì)循環(huán)和肥力演變等均有重大影響,對環(huán)境變化的響應(yīng)具有特別的敏感性。因此選擇杉木林下土壤微生物為研究對象,通過模擬氮沉降對杉木林下土壤微生物影響的研究,為氮沉降對杉木林土壤性質(zhì)及肥力的影響提供科學(xué)依據(jù)。并在此基礎(chǔ)上,針對杉木林開展具有高效溶磷、解鉀、抗逆、拮抗病原菌的復(fù)合功能菌株篩選,為進(jìn)一步應(yīng)用生態(tài)友好型的微生物肥料打下了堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。本研究以江西省分宜縣山下林場的幼齡杉木林為研究對象,以空間代替時間的方法進(jìn)行氮沉降模擬實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)周期為2年。沉降的氮形態(tài)為銨態(tài)氮和硝態(tài)氮,氮沉降量為:0、20、40、60和80 kg N hm-2 a-1。通過平板計數(shù)法、磷脂脂肪酸法、16S rDNA高通量測序法全面研究了氮沉降對杉木林土壤微生物區(qū)系、結(jié)構(gòu)多樣性和遺傳多樣性的影響。并將研究重點(diǎn)放在了土壤有益微生物固氮細(xì)菌上,先后進(jìn)行了nifH基因驗(yàn)證、溶磷、解鉀、抗逆、拮抗病原菌等多功能研究、菌株生長特性研究。并對最具應(yīng)用潛力的復(fù)合功能菌株進(jìn)行菌種鑒定、對拮抗物質(zhì)特性進(jìn)行初探。氮沉降對可培養(yǎng)的微生物總數(shù)、細(xì)菌、真菌及固氮細(xì)菌數(shù)量隨著氮沉降量的增加表現(xiàn)出先增加再減少的趨勢,沉降銨態(tài)氮對真菌數(shù)量影響顯著。沉降銨態(tài)氮時,活體微生物總量、革蘭氏陽性菌及陰性菌、細(xì)菌、真菌和放線菌含量均高于對照樣地,且對土壤中細(xì)菌和放線菌含量影響顯著;沉降硝態(tài)氮時其總量、革蘭氏陽性菌及陰性菌、細(xì)菌、真菌和放線菌含量隨著硝態(tài)氮沉降量增加先增加后減少。高通量測序法檢測到除N80處理外,其他氮沉降處理均抑制了土壤中細(xì)菌的生長,氮沉降量對細(xì)菌總量影響的變化趨勢與土壤中NH4+-N:NO3--N的比值變化趨勢一致。整個檢測中,硝態(tài)氮沉降處理中的unique tags和OTUs值均高于銨態(tài)氮處理。在整個研究中共檢測出22個細(xì)菌菌門,優(yōu)勢菌門為變形菌門(Proteobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)和放線菌門(Actinobacteria),其中酸桿菌門在細(xì)菌中的百分含量隨沉降銨態(tài)氮量的增加而降低,隨著沉降硝態(tài)氮量的增加而增加。篩選出具有固氮功能基因的菌株103株,其最適宜的生長條件為溫度28℃,pH=7。篩選出抗逆性(低溫堿性、高溫堿性、廣譜pH值)較強(qiáng)的固氮功能細(xì)菌10株,具有溶解無機(jī)磷Ca3(PO4)2能力的菌株42株,溶解有機(jī)磷(蛋黃卵磷脂)的菌株12株,具有解鉀能力的菌株12株。通過生長條件聚類分析及所有菌株的16S rDNA鑒定比對得出,菌株的生長特性與系統(tǒng)發(fā)生位置有一定關(guān)聯(lián)。通過平板對峙法初篩到對尖孢鐮刀菌、腐皮鐮孢菌、膠孢炭疽菌及擬盤多毛孢菌4種林木常見病原菌均具有拮抗能力的廣譜拮抗菌24株。再結(jié)合菌株的溶磷解鉀特性、16S rDNA測序比對、形態(tài)學(xué)分析及液體復(fù)篩結(jié)果,最終篩選到最具應(yīng)用潛力的菌株為2024和7014。菌種鑒定得出2024菌株為枯草芽孢桿菌枯草亞種,7014菌株為成團(tuán)泛菌。7014菌株對88533及6913真菌的拮抗能力受pH值影響較小,對5143真菌的抑菌能力變化規(guī)律為隨著pH值的增加先升高再降低。2024菌株對88533真菌的拮抗能力pH值穩(wěn)定性較好,而對6913及5143真菌的拮抗能力受pH值變化影響較大。7014和2024菌株拮抗不同真菌時對溫度變化的響應(yīng)規(guī)律一致,其抑菌能力最大值均出現(xiàn)在25-40℃間,最低抑菌能力出現(xiàn)在100℃處。7014菌株對所有真菌的拮抗能力在365 nm處理最強(qiáng),2024菌株對真菌的拮抗能力在黑暗處理最強(qiáng)。通過拮抗物質(zhì)特性研究,初步判定7014菌株的抑菌原因?yàn)槁訆Z真菌生長所需的養(yǎng)分,2024菌株的抑菌物質(zhì)主要為細(xì)菌生長過程中分泌的某些大分子類物質(zhì)。
[Abstract]:In this paper , the effects of nitrogen deposition on soil microbial flora , structure diversity and genetic diversity of Chinese fir plantation were studied by means of plate counting method , phospholipid fatty acid method and 16S rDNA high flux sequencing method . A total of 22 strains with nitrogen - fixing function were identified .
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S714.3;S791.27

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本文編號：2052065