華南紅壤果園中化肥的大量使用和果園本身不良的立地條件不利于該區(qū)域果園的可持續(xù)生產。農業(yè)部于2015年提出“化肥使用零增長”行動方案,要求果園生產應采用更科學和可持續(xù)性的果園土壤管理方式。充分利用果園生態(tài)系統(tǒng)中現(xiàn)有的生物資源、實現(xiàn)可持續(xù)的果園土壤管理是一個頗具前景的思路。果園生草栽培體系中,生草草種的引入可以調動土壤中的有益微生物資源,充分發(fā)揮其在土壤養(yǎng)分循環(huán)和改善土壤肥力等方面的作用。生草栽培對果樹生產、果園微域環(huán)境、土壤肥力和結構等的促進和改善方面的宏觀研究已有大量報道,但是,目前對生草栽培體系中土壤養(yǎng)分循環(huán)的微生物機制等方面的微觀研究比較缺乏。更為重要的是,禾本科和豆科這兩類具有不同生態(tài)效應的生草草種對促進土壤養(yǎng)分循環(huán)是否具有不同的微生物機制,這一點也需要深入研究。因此,本論文以華南果園常用的生草草種百喜草（Paspalum notatum Flüggé,禾本科）和柱花草（Stylosanthes guianensias,豆科）為試材,分別在田間和實驗室進行研究,主要結果如下:（1）紅壤果園實施生草栽培3年后,百喜草由于輸入土壤的大量生物量以及更深的根系分布,顯著增加土壤有機質（S... 

【文章來源】：華南農業(yè)大學廣東省

【文章頁數(shù)】：174 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 前言
    1.1 研究背景
        1.1.1 華南紅壤坡地資源及開發(fā)利用中存在的問題
        1.1.2 果園生草栽培
            1.1.2.1 果園生草栽培的生理生態(tài)效應研究進展
            1.1.2.2 果園生草栽培對土壤微生物的影響
            1.1.2.3 果園生草栽培草種的選擇
        1.1.3 植物種類對土壤微生物群落的影響
        1.1.4 微生物與土壤養(yǎng)分循環(huán)
            1.1.4.1 土壤碳循環(huán)
            1.1.4.2 土壤氮循環(huán)
            1.1.4.3 土壤磷循環(huán)
    1.2 本研究的目的與意義
第2章 禾本科和豆科生草草種對果園土壤理化性狀和微生物群落的影響
    2.1 前言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 試驗設計
        2.2.2 試驗方法
            2.2.2.1 土壤有機碳和養(yǎng)分含量的測定
            2.2.2.2 總球囊霉素相關土壤蛋白(T-GRSP)和易提取球囊霉素相關土壤蛋白(EE-GRSP)含量的測定
            2.2.2.3 土壤DNA的提取、細菌16S rRNA基因和真菌ITS基因的PCR-DGGE
            2.2.2.4 土壤細菌16S rRNA基因、真菌ITS和土壤養(yǎng)分循環(huán)相關功能基因的qPCR
        2.2.3 統(tǒng)計分析
    2.3 結果與分析
        2.3.1 生草和接種共生微生物對土壤養(yǎng)分含量的影響
        2.3.2 生草和接種共生微生物對土壤有機碳和球囊霉素土壤相關蛋白含量的影響
        2.3.3 生草和接種共生微生物對土壤細菌和真菌群落的影響
        2.3.4 生草和接種共生微生物對細菌、真菌和功能基因豐度的影響
        2.3.5 果園土壤養(yǎng)分含量對土壤微生物群落結構和功能的影響
    2.4 討論
    2.5 本章小結
第3章 禾本科和豆科生草草種根際土壤微生物群落結構差異
    3.1 前言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 試驗設計
        3.2.2 試驗方法
            3.2.2.1 土壤化學性狀分析
            3.2.2.2 土壤DNA的提取和PCR-DGGE
            3.2.2.3 土壤細菌和真菌的qPCR
            3.2.2.4 16S rRNA基因和ITS基因的Miseq測序
        3.2.3 統(tǒng)計分析
        3.2.4 核酸登錄號
    3.3 結果與分析
        3.3.1 不同草種對根際土壤化學性狀的影響
        3.3.2 不同草種對根際土壤微生物群落結構的影響
        3.3.3 不同草種對根際土壤微生物豐度的影響
        3.3.4 不同生草草種類群根際微生物群落結構的差異
    3.4 討論
    3.5 本章小結
第4章 百喜草和柱花草生草草種根際土壤微生物群落功能差異
    4.1 前言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 試驗設計
        4.2.2 試驗方法
            4.2.2.1 土壤浸提液物質的GC-MS分析
            4.2.2.2 宏基因組測序和生物信息學分析
        4.2.3 統(tǒng)計分析
    4.3 結果與分析
        4.3.1 生草對土壤微生物豐度和群落組成的影響
        4.3.2 生草對土壤微生物群落功能的影響
        4.3.3 生草土壤微生物群落功能與微生物物種的聯(lián)系
        4.3.4 土壤養(yǎng)分和浸提液代謝物與土壤微生物群落結構和功能的關系
    4.4 討論
    4.5 本章小結
第5章 百喜草和柱花草生草草種根際土壤氮循環(huán)及其相關微生物群落和功能的差異
    5.1 前言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 試驗設計
        5.2.2 試驗方法
            5.2.2.1 土壤酶活性測定
            5.2.2.2 土壤氮循環(huán)基因及物種分析
            5.2.2.3 氮循環(huán)關鍵功能基因的qPCR
        5.2.3 統(tǒng)計分析
    5.3 結果與分析
        5.3.1 百喜草和柱花草對土壤氮碳循環(huán)相關酶活性的影響
        5.3.2 百喜草和柱花草對土壤氮循環(huán)和氮循環(huán)微生物群落多樣性的影響
        5.3.3 一般微生物(Generalists)和特化微生物(Specialists)對氮循環(huán)的影響
        5.3.4 百喜草和柱花草對氮循環(huán)功能基因絕對豐度的影響
    5.4 討論
    5.5 本章小結
第6章 百喜草和柱花草生草草種根際土壤磷循環(huán)及其相關微生物群落和功能的差異
    6.1 前言
    6.2 材料與方法
        6.2.1 試驗設計
        6.2.2 試驗方法
            6.2.2.1 土壤磷循環(huán)基因及物種分析
            6.2.2.2 磷循環(huán)關鍵功能基因的qPCR
            6.2.2.3 土壤C/P和磷酸酶活性測定
            6.2.2.4 土壤無機磷分級
            6.2.2.5 土壤有機磷分級
        6.2.3 統(tǒng)計分析
    6.3 結果與分析
        6.3.1 百喜草和柱花草對土壤無機磷和有機磷分級的影響
        6.3.2 百喜草和柱花草對土壤磷循環(huán)功能基因的影響
        6.3.3 土壤磷組分與磷循環(huán)功能基因之間的關系
        6.3.4 百喜草和柱花草對土壤微生物磷循環(huán)微生物類群的影響
    6.4 討論
    6.5 本章小結
第7章 生草植物來源的碳素和土壤有機質來源的碳素對根際土壤細菌群落的影響
    7.1 前言
    7.2 材料與方法
        7.2.1 試驗設計
        7.2.2 試驗方法
            7.2.2.1 土/砂有機碳含量測定
            7.2.2.2 土/砂DNA的提取、細菌16S rRNA基因的qPCR
            7.2.2.3 土/砂細菌16S rRNA基因的PCR-DGGE
            7.2.2.4 土/砂細菌16S rRNA基因的HiSeq測序
        7.2.3 統(tǒng)計分析
    7.3 結果與分析
        7.3.1 土壤/石英砂中有機碳含量
        7.3.2 PDC和SDC對土/砂細菌豐度的影響
        7.3.3 PDC和SDC對土/砂細菌群落結構的影響
        7.3.4 不同生草植物PDC對細菌的選擇作用
        7.3.5 細菌群落結構的不相似性和相應的土/砂中不相似性貢獻OTU
    7.4 討論
    7.5 本章小結
第8章 百喜草和柱花草對根系凋落物降解和降解微生物群落的影響
    8.1 前言
    8.2 材料與方法
        8.2.1 試驗設計
            8.2.1.1 根系凋落物材料的準備
            8.2.1.2 降解試驗
        8.2.2 試驗方法
            8.2.2.1 根系凋落物降解質量損失和凋落物性狀分析
            8.2.2.2 降解土壤養(yǎng)分含量測定
            8.2.2.3 凋落物降解微生物群落結構的PCR-DGGE
        8.2.3 統(tǒng)計分析
    8.3 結果與分析
        8.3.1 百喜草和柱花草根系凋落物性狀差異
        8.3.2 生草植物和凋落物種類對凋落物質量損失的影響
        8.3.3 生草植物和凋落物種類對土壤養(yǎng)分含量的影響
        8.3.4 生草和凋落物種類對分解者群落的影響
        8.3.5 生草植物通過對土壤養(yǎng)分和分解者群落結構的改變而影響凋落物的降解
    8.4 討論
    8.5 本章小結
第9章 百喜草和柱花草土壤養(yǎng)分循環(huán)及微生物群落的空間差異
    9.1 前言
    9.2 材料與方法
        9.2.1 試驗設計
        9.2.2 試驗方法
            9.2.2.1 土壤化學性狀分析
            9.2.2.2 土壤PLFA的提取和檢測
            9.2.2.3 土壤酶活性測定
            9.2.2.4 土壤DNA的提取和細菌16S rRNA基因的MiSeq測序
            9.2.2.5 功能基因的qPCR
        9.2.3 統(tǒng)計分析
    9.3 結果與分析
        9.3.1 草種和根際距離對土壤化學性狀的影響
        9.3.2 草種和根際距離對土壤微生物群落結構的影響(PLFAs和MiSeq測序)
        9.3.3 草種和根際距離對土壤酶活性的影響
        9.3.4 草種和根際距離對土壤養(yǎng)分循環(huán)水解酶相關功能基因豐度的影響
        9.3.5 土壤化學性狀和微生物群落組成對土壤養(yǎng)分循環(huán)功能的影響
    9.4 討論
    9.5 本章小結
第10章 全文總結
    10.1 結論
    10.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄 發(fā)表論文


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]云南高黎貢山國家自然保護區(qū)土壤微生物多樣性研究[D]. 周慧.湖南農業(yè)大學 2008
[4]淹水土壤中硝態(tài)氮異化還原成銨過程的研究[D]. 殷士學.南京農業(yè)大學 2000



本文編號：3206459