黃土丘陵區(qū)梯田土壤微生物群落和活性特征及其影響因素
本文選題:梯田 切入點(diǎn):種植類型 出處:《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2017年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:梯田是控制黃土高原水土流失行之有效的措施,明確黃土高原不同種植類型梯田土壤中細(xì)菌和真菌的群落組成和活性等多樣性特征及其影響因素,對(duì)于科學(xué)評(píng)價(jià)梯田土壤的健康狀況和生態(tài)效應(yīng),豐富土壤微生物多樣性的認(rèn)識(shí)和促進(jìn)梯田的合理管理與利用有著重要意義。本研究以黃土高原莊浪縣和安塞縣的3個(gè)典型流域的主要種植類型梯田(玉米、小麥、土豆、蘋果、黃豆、大棚等)土壤為研究對(duì)象,利用高通量測(cè)序技術(shù)揭示了不同種植類型下土壤細(xì)菌和真菌的群落組成特征,同時(shí)分析了土壤脲酶、蔗糖酶和堿性磷酸酶以及土壤微生物量等活性特征,并用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法探討了土壤理化性質(zhì)和植物因子與土壤微生物的關(guān)系。主要結(jié)論如下:(1)莊浪堡子溝流域4種植被土壤中共測(cè)得55個(gè)門、146個(gè)綱、232個(gè)目、294個(gè)科和441個(gè)屬細(xì)菌,其優(yōu)勢(shì)門為變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi),其相對(duì)豐度之和可以占到77.71-84.80%;主要細(xì)菌綱類群為酸微菌綱(Acidimicrobiia)、β-變形菌綱(Betaproteobacteria)、α-變形菌綱(Alphaproteobacteria)、放線菌綱(Actinobacteria)、γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria),其相對(duì)豐度之和可以占到36.64-48.33%。不同種植類型下土壤細(xì)菌門的相對(duì)豐度有差異,山杏林地的酸桿菌門相對(duì)豐度為18.59%,是其他三種種植類型的2-3倍;浮霉菌門、芽單胞菌門都大于其他三種種植類型,而綠彎菌門則最小。不同種植類型下土壤細(xì)菌綱的相對(duì)豐度也有差異,山杏地的β-變形菌綱和[Chloracidobacteria]相對(duì)豐度分別為6.79%和5.15%,是其他三種種植類型的2倍多,而山杏地的γ-變形菌綱和Ellin6529的相對(duì)豐度小于其他三種種植類型。(2)安塞方塔和馬家溝兩個(gè)流域的6種植被土壤中共測(cè)得37個(gè)門、52個(gè)綱、94個(gè)目、148個(gè)科和172個(gè)屬細(xì)菌,主要細(xì)菌門類群為變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、芽單胞桿菌門(Gemmatimonadetes),其相對(duì)豐度之和可以占到70.91-75.80%;主要細(xì)菌綱類群為酸桿菌綱(Acidobacteria)、放線菌綱(Actinobacteria)、β-變形菌綱(Betaproteobacteria)、α-變形菌綱(Alphaproteobacteria)、其相對(duì)豐度之和可以占到43.47-56.41%。不同種植類型下土壤變形菌、放線菌門相對(duì)豐度差異不顯著,但大棚地的酸桿菌門相對(duì)豐度為9.47%,小于其他種植類型土壤。而芽單胞菌門的相對(duì)豐度則表現(xiàn)為大棚地最高;大棚地的放線菌綱和硝化螺菌綱相對(duì)豐度最低,α-變形菌綱和γ-變形菌綱的相對(duì)豐度則是在撂荒地最低。(3)堡子溝流域4種種植類型土壤中共測(cè)得13個(gè)門,87個(gè)綱,164個(gè)目,360科,514個(gè)屬真菌,優(yōu)勢(shì)真菌門主要有子囊菌門(Ascomycota),擔(dān)子菌門(Basidiomycota),接合菌門(Zygomycota),其相對(duì)豐度在四種種植土壤中平均可達(dá)76%以上,而在間作地這3個(gè)門的相對(duì)豐度可達(dá)94%;真菌綱水平的優(yōu)勢(shì)物種主要有:糞殼菌綱(Sordariomycetes),傘菌綱(Agaricomycetes),散囊菌綱(Eurotiomycetes),四種種植土壤下的糞殼菌綱和傘菌綱的相對(duì)豐度可以占到所有真菌綱的45.05%-67.54%。不同種植類型之間土壤真菌門的相對(duì)豐度有差異:子囊菌門在間作地(82%)大于蘋果地(58.90%)和玉米地(58.56%),山杏地最小(40.64%);擔(dān)子菌門在山杏地(43.57%)是其他三種類型的5-9倍;接合菌門在蘋果地(15.44%)和玉米(12.95)大于間作地(8.4%)。不同種植土壤中真菌綱的相對(duì)豐度也有差異:糞殼菌綱在蘋果、玉米和間作地是山杏地的3-5倍;而傘菌綱、散囊菌綱和座囊菌綱則在山杏地顯著大于其他三種地;糞殼菌綱在間作地大于蘋果地和玉米地。(4)堡子溝流域6種種植類型土壤脲酶、蔗糖酶和堿性磷酸酶的活性分別在0.30-0.84 mg·g-1·24h-1、2.46-21.78 mg·g-1·24h-1和0.88-2.09 mg·g-1·24h-1之間。土壤脲酶活性表現(xiàn)為玉米間作山杏蘋果小麥土豆,堿性磷酸酶以山杏林地最大。土壤微生物量碳(MBC)處于61.78-480.40mg·kg-1之間,含量為山杏土豆小麥玉米間作蘋果,山杏是其他種植類型的2-8倍。土壤微生物量氮(MBN)在19.41-73.70 mg·kg-1之間,山杏林地顯著大于其他種植類型。馬家溝流域土壤脲酶、蔗糖酶和堿性磷酸酶的活性分別在0.21-0.93mg·g-1·24h-1、6.80-9.65 mg·g-1·24h-1和0.27-0.55 mg·g-1·24h-1之間,三種酶活性都表現(xiàn)為大棚地最高,而其他種植類型之間差異不顯著;土壤MBC在15.58-78.88mg·kg-1之間,MBN的含量在3.05-4.54mg·kg-1之間,撂荒地的MBN含量最低,而其他三種種植類型之間差異不顯著。坊塌流域土壤脲酶、蔗糖酶和堿性磷酸酶的活性分別在0.53-1.69 mg·g-1·24h-1、5.18-18.52 mg·g-1·24h-1和0.59-0.74 mg·g-1·24h-1之間,土壤脲酶、蔗糖酶活性以撂荒地最低,不同種植類型之間的土壤堿性磷酸酶活性差異不顯著。土壤MBC處于21.33-40.13mg·kg-1之間,撂荒地最高,蘋果地最低。MBN的含量處于3.50-11.36mg·kg-1之間,撂荒地最低,而玉米地最高。(5)研究區(qū)不同種植模式下,影響土壤細(xì)菌微生物菌群組成和分布的主要影響因素為全氮(TN)、速效磷(AP)和容重(BD);而土壤真菌群落的組成與分布主要受到TN和BD的影響。土壤變形菌門為高營(yíng)養(yǎng)組,更喜歡養(yǎng)分含量較高的土壤環(huán)境,主要受到AP、BD和pH的影響;酸桿菌門為低營(yíng)養(yǎng)組,更喜歡養(yǎng)分含量較低的土壤環(huán)境,主要受到BD、硝態(tài)氮(NO3--N)和有機(jī)碳(SOC)的影響。土壤真菌不同群落受土壤因子影響不同,擔(dān)子菌門與SOC呈正相關(guān)關(guān)系。土壤中的優(yōu)勢(shì)真菌門——子囊菌門主要受到全磷(TP)和NO3--N的影響。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:S154.3
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