本文選題：氨氧化微生物(AOM) + 長(zhǎng)期定位施肥　； 參考：《沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：氨氧化過(guò)程是土壤硝化作用的限速步驟,對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)中的氮素循環(huán)具有重要作用,主要由氨氧化細(xì)菌(AOB,ammonia-oxidizing bacteria)和氨氧化古菌(AOA,ammonia-oxidizing archaea)驅(qū)動(dòng)。[研究意義]長(zhǎng)期單施化肥容易使土壤酸化、耕層土壤板結(jié),從而影響作物根系的生長(zhǎng)。有機(jī)肥與化肥配施可使土壤有機(jī)質(zhì)積累,通過(guò)影響農(nóng)田土壤微生物類群與數(shù)量,進(jìn)而可能影響土壤肥力與土壤微生態(tài)環(huán)境。[方法]本文以長(zhǎng)期定位施肥棕壤為研究對(duì)象,主要采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR(Real-time PCR)和基于PCR產(chǎn)物的變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù),檢測(cè)施肥處理對(duì)土壤理化參數(shù)、AOA和AOB的amoA基因豐度、群落結(jié)構(gòu)及多樣性等指標(biāo)的影響,并分析了氨氧化微生物的群落特征與土壤理化因子之間的相關(guān)性。以期評(píng)價(jià)土壤氨氧化微生物類群在棕壤生態(tài)系統(tǒng)中的作用,進(jìn)而為土壤質(zhì)量的改善和生產(chǎn)力的提高提供重要的理論基礎(chǔ)。[結(jié)果]研究結(jié)果如下:(1)不同施肥處理土壤理化因子表現(xiàn)為:施肥處理增加了土壤中NH4+-N含量,供試土壤中NH4+-N含量表現(xiàn)為N4M2N2N2CK;不同生育期,對(duì)照處理、N2、M2N2施肥處理土壤NH4+-N含量在4月份最高,而N4施肥處理在7月份最高;不同土壤剖面,NH4+-N含量為0-20 cm20-40 cm40-60 cm。各處理土壤中硝態(tài)氮累積量在1.15-45.27 mg之間,對(duì)照處理顯著低于所有施肥處理;所有供試土壤中的硝態(tài)氮含量在7月份較高,且M2N2處理土壤硝態(tài)氮含量在相同層次土壤均低于N2與N4處理。土壤中亞硝態(tài)氮含量在不同處理之間無(wú)明顯變化。所有供試土壤pH均小于7,在4.38-6.52之間;各處理土壤中pH變化表現(xiàn)為CKM2N2N2N4;不同土壤剖面pH表現(xiàn)為0-20 cm20-40 cm40-60 cm。各處理土壤中硝化強(qiáng)度變化在0.51-64.39 mg(Kg d)-1之間,除M2N2處理在11月0-20 cm 土層最高外,其它處理均在4月份表現(xiàn)最高;其中,CK、N4和N2處理分別在20-40 cm和0-20 cm 土壤硝化強(qiáng)度最高。(2)不同施肥處理土壤中氨氧化微生物(AOM)豐度表現(xiàn)為:土壤中AOA和AOB amoA基因豐度在不同處理土壤中表現(xiàn)出明顯差異(P0.05),每克鮮土中AOA和AOB amoA基因拷貝數(shù)分別在1.55×106-5.96×107和9.39×103-4.18×106之間,同一處理下,AOB豐度均顯著低于AOA。土壤AOA豐度表現(xiàn)為,施肥處理顯著降低了 AOA豐度;不同生育期,AOA amoA基因豐度在11月份最高,7月份最低;不同土壤剖面,施肥與對(duì)照處理土壤中AOA豐度分別在20-40 cm和0-20 cm最高。土壤AOB豐度表現(xiàn)為,不同施肥處理可不同程度地增加或降低土壤中AOB豐度;不同生育期,各施肥處理土壤AOB豐度均在4月份最高;不同土壤剖面,施肥與對(duì)照處理土壤,AOB豐度多在0-20 cm和20-40 cm 土壤層次分別達(dá)到最高。(3)不同施肥處理土壤中AOM種群結(jié)構(gòu):土壤中AOA amoA基因種群結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為,群落多樣性指數(shù)(H)、辛普森指數(shù)(D)最大值均出現(xiàn)在11月份CK 20-40 cm 土壤,最小值均出現(xiàn)在4月份M2N2施肥處理20-40 cm 土壤;均勻度指數(shù)(J)最大值出現(xiàn)在4月N2處理40-60 cm 土壤中,最小值出現(xiàn)在4月份M2N2施肥處理0-20 cm 土壤。土壤中AOB amoA基因種群結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為,群落多樣性指數(shù)(H)、辛普森指數(shù)(D)最大值均出現(xiàn)在4月份CK 40-60 cm 土壤,均勻度指數(shù)(J)最大值出現(xiàn)在4月N4施肥處理20-40 cm 土壤;各處理土壤中AOB多樣性指數(shù)(H)、均勻度指數(shù)(J)、辛普森指數(shù)(D)最小值均出現(xiàn)在11月份CK 40-60 cm 土壤。(4)不同施肥處理土壤AOM群落特征與土壤理化因子相關(guān)性:AOA豐度與土壤中硝態(tài)氮含量呈顯著負(fù)相關(guān),與土壤pH呈顯著正相關(guān)。而AOB豐度與土壤中的銨態(tài)氮含量、亞硝態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān),與土壤pH呈顯著負(fù)相關(guān)。AOB種群多樣性指數(shù)(H)、均勻度指數(shù)(J)、辛普森指數(shù)(D)與土壤pH均呈顯著負(fù)相關(guān)。AOA和AOB豐度與多樣性指數(shù)與硝化強(qiáng)度均無(wú)顯著相關(guān)性。[結(jié)論]施肥處理導(dǎo)致土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮累積,土壤pH呈酸化狀態(tài)。盡管AOA豐度均顯著高于相同處理下的AOB豐度,土壤施肥處理卻降低供試土壤AOA豐度和多樣性,且不同程度地增加或降低土壤中AOB豐度和多樣性,其中,N4施肥處理土壤中AOA與AOB多樣性指數(shù)降低幅度最大。棕壤中氨氧化微生物群落特征與土壤理化因子的相關(guān)性表明:AOA豐度與土壤中硝態(tài)氮含量呈顯著負(fù)相關(guān),AOB豐度則與土壤中銨態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān);土壤pH升高可顯著增加AOA豐度,卻顯著降低AOB豐度及其群落多樣性指數(shù)(H)、均勻度指數(shù)(J)和辛普森指數(shù)(D);土壤硝化強(qiáng)度與AOA、AOB豐度,及其多樣性指數(shù)均無(wú)明顯相關(guān)性。長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤中氨氧化微生物的影響是個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程,施肥模式、土壤類型、作物生育時(shí)期、施肥量多少等都有可能影響土壤理化性質(zhì),進(jìn)而改變土壤微生物種群分布特征。通過(guò)了解棕壤中氨氧化微生物對(duì)不同施肥模式的響應(yīng),可為制定合理的施肥制度提供理論基礎(chǔ)。
[Abstract]:Ammonia oxidation process is a speed - limiting step for soil nitrification , which is mainly driven by AOB , ammonia - oxidizing bacteria and AOA , ammonia - oxidizing bacteria . The results are as follows : ( 1 ) The content of NH4 + - N in soil is increased by applying fertilizer treatment . The content of NH4 + - N in soil is the highest in April , and the content of NH4 + - N in soil is higher than that of N2 and N4 . In all treatments , the content of nitrate in soil is between 0 - 20 cm20 - 40 cm40 - 60 cm . In all treatments , the nitrate content of soil is between 0 - 20 cm20 - 40 cm40 - 60 cm . ( 2 ) The abundance of high AOA and AOB amoA gene in soil showed significant difference ( P0.05 ) . The abundance of AOA and AOB amoA gene was highest in different treatments ( P0.05 ) . The abundance of AOA and AOB in soil was highest in November and lowest in July . ( 4 ) The diversity index ( H ) , evenness index ( J ) and Simpson index ( D ) of AOB amoA gene in soil were significantly correlated with soil pH . The AOB diversity index ( H ) , evenness index ( J ) , Simpson index ( D ) were negatively correlated with soil pH . The results showed that there was a significant negative correlation between the high AOA abundance and the content of nitrate nitrogen in soil , and the abundance and diversity of AOB in soil were significantly increased .

【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)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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本文編號(hào)：1788322