兩種農(nóng)藥對紅松混交林、人工純林土壤微生物群落功能多樣性的影響
發(fā)布時(shí)間:2017-04-07 15:13
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【摘要】:在森林病蟲害防治過程中,農(nóng)藥在有效抑制了森林病蟲害蔓延和發(fā)生的同時(shí)還對生態(tài)環(huán)境造成了污染,極大降低了森林生態(tài)效益。以往,人們主要關(guān)注了農(nóng)藥對森林地一上植被生態(tài)系統(tǒng)的影響,卻忽略了農(nóng)藥在土壤中殘留所引起的地下土壤生態(tài)環(huán)境的改變。土壤微生物做為森林土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,是反映土壤質(zhì)量的敏感性指標(biāo),已廣泛的用于評價(jià)農(nóng)藥等污染物的生態(tài)安全性。因此,通過研究農(nóng)藥對土壤微生物的影響能夠正確反映森林土壤生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況,對農(nóng)藥的科學(xué)使用和森林生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有現(xiàn)實(shí)意義。本研究以臭冷杉紅松林(Abies nephrolepis)、紫椴紅松林(Tilia amurensis)兩種紅松混交林及興安落葉松林(Larix gmelinii)、白樺林(Betulla platyphylla)兩種人工純林為研究對象,以農(nóng)藥百菌清和氰戊菊酯為試材,采用土壤學(xué)常規(guī)實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究了農(nóng)藥對4種林型土壤理化性質(zhì)、土壤酶活性的影響規(guī)律:采用稀釋平板法、氯仿熏蒸浸提法分析了農(nóng)藥對土壤微生物數(shù)量、微生物量的影響規(guī)律;采用BIOLOG微平板法研究了農(nóng)藥對土壤微生物群落功能多樣性的影響規(guī)律;最后采用氣相色譜法分析了農(nóng)藥在4種林型土壤中的殘留消解動(dòng)態(tài)。研究結(jié)果表明:1、農(nóng)藥對不同林型土壤理化性質(zhì)、酶活性的影響百菌清和氰戊菊酯對4種林型土壤含水率、有機(jī)質(zhì)含量、pH值無顯著影響。對土壤水解氮、速效鉀、有效磷具有抑制作用;對4種林型土壤脲酶、8-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶、過氧化氫酶活性具有抑制作用,對土壤多酚氧化酶活性無顯著影響。與此同時(shí),土壤理化性質(zhì)與土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶和過氧化氫酶之間均存在著極為密切的相關(guān)性關(guān)系,但在不同林型中相關(guān)性關(guān)系有所差異。2、農(nóng)藥對不同林型土壤微生物數(shù)量的影響百菌清和氰戊菊酯對臭冷杉紅松林、紫椴紅松林土壤細(xì)菌數(shù)量無顯著影響,對興安落葉松林、白樺林土壤細(xì)菌數(shù)量具有抑制作用。百菌清和氰戊菊酯對4種林型土壤真菌數(shù)量均起抑制作用。百菌清對白樺林土壤放線菌數(shù)量始終起抑制作用,在6Months-10Months期間對臭冷杉紅松林、紫椴紅松林和興安落葉松林放線菌的數(shù)量起促進(jìn)作用;氰戊菊酯對臭冷杉紅松林土壤放線菌數(shù)量無顯著影響,對其它3種林型土壤放線菌數(shù)量起抑制作用。3、農(nóng)藥對不同林型土壤微生物量碳、氮的影響在4種林型土壤微生物量碳的時(shí)間分布規(guī)律上,百菌清對興安落葉松林0Month時(shí)土壤微生物量碳含量具有抑制作用,對其他3種林型土壤微生物量碳無顯著影響;在空間分布規(guī)律上,百菌清僅對興安落葉松林表層、0-20cm層土壤微生物量碳含量具有抑制作用。氰戊菊酯顯著促進(jìn)了白樺林表層、0-20cm層土壤微生物量碳含量,對其他3種林型土壤微生物量碳含量無顯著影響。在4種林型土壤微生物量氮的時(shí)間分布規(guī)律上,百菌清抑制了4種林型0Month時(shí)土壤微生物量氮含量,在空間分布規(guī)律上對4種林型表層土壤微生物量氮含量具有抑制作用:氰戊菊酯僅對興安落葉松林、白樺林0Month-2Months時(shí)土壤微生物量氮含量具有抑制作用。4、農(nóng)藥對不同林型土壤微生物群落功能多樣性的影響百菌清和氰戊菊酯對4種林型土壤微生物AWCD值、土壤微生物Shannon-Winner、Simpson、McIntosh多樣性指數(shù)具有抑制作用。在對照土樣中,臭冷杉紅林土壤微生物主要利用碳源種類為18種、紫椴紅松林21種、興安落葉松林11種、白樺林9種。噴施百菌清和氰戊菊酯后,臭冷杉紅松林土壤微生物所能利用碳源的種類分別較少為11種和13種;紫椴紅松林分別較少為15種和17種;興安落葉松林分別較少為3種和6種;白樺林分別較少為9種和4種。5、農(nóng)藥在不同林型土壤中的殘留消解噴施百菌清OMonth時(shí),在4種林型土壤中的初始?xì)埩魸舛雀叩捅憩F(xiàn)為:興安落葉松林白樺林臭冷杉紅松林紫椴紅松林;噴施10Months后,檢測到的最終殘留濃度高低表現(xiàn)為:興安落葉松林白樺林臭冷杉紅松林紫椴紅松林。噴施氰戊菊酯OMonth時(shí),在4種林型土壤中的初始?xì)埩魸舛雀叩捅憩F(xiàn)為:白樺林興安落葉松林臭冷杉紅松林紫椴紅松林;噴施10Months后,檢測到的最終殘留濃度高低表現(xiàn)為:白樺林興安落葉松林紫椴紅松林臭冷杉紅松林。
【關(guān)鍵詞】:農(nóng)藥 土壤微生物 微生物量 功能多樣性 BIOLOG
【學(xué)位授予單位】:東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:S714.3;S767
【目錄】:
- 摘要3-5
- Abstract5-16
- 1 緒論16-31
- 1.1 紅松林研究綜述16-19
- 1.1.1 紅松林的地位和作用16-17
- 1.1.2 紅松林面臨的問題17-19
- 1.1.3 紅松林的保護(hù)措施19
- 1.2 土壤微生物及其多樣性研究進(jìn)展19-25
- 1.2.1 土壤微生物的作用19-20
- 1.2.2 土壤微生物多樣的影響因素20-21
- 1.2.3 土壤微生物多樣的研究方法21-24
- 1.2.4 土壤微生物多樣性研究進(jìn)展24-25
- 1.3 農(nóng)藥污染對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響綜述25-27
- 1.3.1 農(nóng)藥污染對森林生態(tài)環(huán)境的影響25-26
- 1.3.2 農(nóng)藥污染對土壤微生物的影響26-27
- 1.4 百菌清、氰戊菊酯概述27-28
- 1.5 研究的目的意義28-29
- 1.6 研究內(nèi)容、研究目標(biāo)及擬解決的關(guān)鍵問題29-31
- 2 農(nóng)藥對不同林型土壤理化性質(zhì)、酶活性的影響31-57
- 2.1 研究區(qū)域概況31-33
- 2.1.1 氣候條件31-32
- 2.1.2 土壤條件32
- 2.1.3 植被概況32-33
- 2.2 研究方法33-35
- 2.2.1 樣地選設(shè)、農(nóng)藥噴施與土樣采集33-34
- 2.2.2 土壤理化性質(zhì)測定34
- 2.2.3 土壤酶活性測定34
- 2.2.4 數(shù)據(jù)處理34-35
- 2.3 結(jié)果與分析35-54
- 2.3.1 不同林型土壤含水率的時(shí)空變化35
- 2.3.2 農(nóng)藥對不同林型土壤理化性質(zhì)的影響35-40
- 2.3.3 農(nóng)藥對不同林型土壤酶活性的影響40-51
- 2.3.4 土壤酶活性與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系51-54
- 2.4 本章小結(jié)54-55
- 2.5 討論55-57
- 3 農(nóng)藥對不同林型土壤微生物數(shù)量及生物量的影響57-73
- 3.1 研究方法57-59
- 3.1.1 樣地選設(shè)、農(nóng)藥噴施與土樣采集57
- 3.1.2 土壤微生物數(shù)量測定57-58
- 3.1.3 土壤微生物量測定58
- 3.1.4 數(shù)據(jù)處理58-59
- 3.2 結(jié)果與分析59-71
- 3.2.1 農(nóng)藥對不同林型土壤細(xì)菌數(shù)量的影響59-60
- 3.2.2 農(nóng)藥對不同林型土壤真菌數(shù)量的影響60-61
- 3.2.3 農(nóng)藥對不同林型土壤放線菌數(shù)量的影響61-63
- 3.2.4 農(nóng)藥對不同林型土壤微生物量碳的影響63-65
- 3.2.5 農(nóng)藥對不同林型土壤微生物量氮的影響65-66
- 3.2.6 土壤微生物數(shù)量、微生物量與土壤理化性質(zhì)、酶活性的相關(guān)性66-71
- 3.3 本章小節(jié)71-72
- 3.4 討論72-73
- 4 農(nóng)藥對不同林型土壤微生物群落功能多樣性的影響73-93
- 4.1 研究方法73-75
- 4.1.1 樣地選設(shè)、農(nóng)藥噴施與土樣采集73
- 4.1.2 土壤微生物群落功能多樣性測定73-74
- 4.1.3 數(shù)據(jù)處理74-75
- 4.2 結(jié)果與分析75-90
- 4.2.1 農(nóng)藥對不同林型碳源平均顏色變化率AWCD的影響75-77
- 4.2.2 農(nóng)藥對不同林型Shannon-Winner多樣性指數(shù)的影響77-78
- 4.2.3 農(nóng)藥對不同林型Simpson多樣性指數(shù)的影響78-80
- 4.2.4 農(nóng)藥對不同林型McIntosh多樣性指數(shù)的影響80-82
- 4.2.5 農(nóng)藥對不同林型土壤微生物碳源利用多樣性的影響82-87
- 4.2.6 土壤微生物群落功能多樣性與土壤理化性質(zhì)、酶活性的相關(guān)性87-90
- 4.3 本章小結(jié)90-91
- 4.4 討論91-93
- 5 農(nóng)藥在土壤中的殘留消解及土壤微生物功能群的變化93-110
- 5.1 研究方法93-94
- 5.1.1 樣地選設(shè)、農(nóng)藥噴施與土樣采集93
- 5.1.2 材料儀器93
- 5.1.3 農(nóng)藥殘留測定93-94
- 5.1.4 土壤微生物群落功能群測定94
- 5.1.5 數(shù)據(jù)處理94
- 5.2 結(jié)果與分析94-106
- 5.2.1 百菌清在4種林型土壤中的殘留動(dòng)態(tài)94-95
- 5.2.2 氰戊菊酯在4種林型土壤中的殘留動(dòng)態(tài)95-97
- 5.2.3 農(nóng)藥殘留消解過程中土壤微生物碳代謝功能群的變化97-102
- 5.2.4 土壤微生物碳代謝功能群變化的主成分分析102-106
- 5.3 本章小結(jié)106-108
- 5.4 討論108-110
- 6 結(jié)論110-112
- 參考文獻(xiàn)112-125
- 附錄125-128
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文128-129
- 致謝129-130
【參考文獻(xiàn)】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條
1 郭正元;徐珍;黃帆;楊仁斌;歐陽彬;;克螨特和霸螨靈及其混劑對土壤微生物的影響及安全評價(jià)[J];環(huán)境科學(xué)與管理;2007年01期
2 吳永鈴;王兵;戴偉;王丹;安曉娟;;杉木人工林土壤酶活性與土壤性質(zhì)的通徑分析[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期
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本文編號:290718
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