發(fā)布時(shí)間：2016-11-21 09:01

  本文關(guān)鍵詞：華南地區(qū)典型水稻土中磷化氫的分布與細(xì)菌群落的關(guān)系及其影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學(xué)》 2015年

華南地區(qū)典型水稻土中磷化氫的分布與細(xì)菌群落的關(guān)系及其影響研究

王瑾豐  

【摘要】：磷參與和調(diào)控生物圈中營養(yǎng)元素的生物地球化學(xué)循環(huán),其作為土壤中的重要元素,是土壤中的營養(yǎng)限制因子。我國耕地中磷素分布不均衡且長期缺乏,限制了我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。磷化氫作為磷循環(huán)中的氣體載體,在稻田土壤中及上空大氣中廣泛存在,其對稻田生態(tài)系統(tǒng)中磷素的遷移轉(zhuǎn)化具有重要意義。大量研究表明,土壤中難溶性磷酸鹽在生物機(jī)制及非生物機(jī)制作用下可被還原為磷化氫,同時(shí)土壤中自由存在的磷化氫還原性強(qiáng)極易被氧化為磷酸鹽,可被農(nóng)作物直接吸收利用。但磷化氫作為活化土壤中難被農(nóng)作物利用的磷素的中間產(chǎn)物,卻由于毒性等作用可對生物造成損傷。目前對稻田生態(tài)系統(tǒng)中磷化氫的分布及與微生物的關(guān)系,以及磷化氫濃度升高情況下對土壤中微生物的影響研究較為匱乏,針對該方面展開的研究不僅具有補(bǔ)充稻田磷化氫的生物地球化學(xué)循環(huán)的理論意義,而且對提高土壤中可利用磷具有現(xiàn)實(shí)意義。本文以華南地區(qū)典型水稻土為研究對象,采用室外及室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合的方法,系統(tǒng)研究了磷化氫在華南地區(qū)水稻土中的分布及與細(xì)菌群落和環(huán)境因子之間的關(guān)系；分析磷化氫影響下土壤細(xì)菌群落多樣性的演替；通過對磷化氫影響下的土壤進(jìn)行長期培養(yǎng),探討磷化氫對土壤細(xì)菌影響作用機(jī)制。主要研究成果如下：(1)對不同區(qū)域及不同深度稻田土壤中結(jié)合態(tài)磷化氫(MBP)分布分析發(fā)現(xiàn),磷化氫分布表層土壤(0-20 cm)中層土壤(20-40 cm)底層土壤(40-60 cm)；通過相關(guān)性及多重線性回歸分析稻田中的18個(gè)環(huán)境因子和MBP的關(guān)系,結(jié)果顯示pH(p0.01)、磷酸酶(p0.01)及有機(jī)物質(zhì)(p0.01)顯著影響土壤MBP的含量；(2)通過基于分子指紋技術(shù)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)的主成分分析(PCA)及冗余分析(RDA)顯示,MBP的顯著性相關(guān)因子pH、磷酸酶及有機(jī)物能夠解釋38.2%(p0.05)的細(xì)菌菌群組成,MBP能夠單獨(dú)解釋9.6%(p0.05)的細(xì)菌菌群組成；結(jié)合測序聚類分析及判別分析(DA)結(jié)果顯示,首次基于分子指紋技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)土壤中細(xì)菌的種類、分布與MBP的含量之間具有直接關(guān)系；(3)在磷化氫對細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性的影響研究中,發(fā)現(xiàn)不同磷化氫濃度和細(xì)菌群落多樣性之間呈現(xiàn)顯著線性關(guān)系。其中表層土壤中(0-20 cm)的線性關(guān)系最顯著,其次為中層土(20-40 cm)及底層土(40-60 cm),且磷化氫對細(xì)菌豐度高的群落結(jié)構(gòu)影響更大；在磷化氫影響下,不同采樣點(diǎn)及不同土壤層細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)種群多樣性變化呈現(xiàn)出相似的趨勢；基于PCA及PL(Pareo-Lorenz)曲線分析結(jié)果,不同深度的土壤細(xì)菌多樣性在0-10天下降較大,10天后逐漸趨于穩(wěn)定,且土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分層現(xiàn)象明顯；(4)通過RDA分析磷化氫影響下環(huán)境因子變化(Fe、Fe2+、Mn2+、有機(jī)磷、無機(jī)磷、總磷)及細(xì)菌群落演替中發(fā)現(xiàn),隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加,無機(jī)磷的濃度顯著增長,Fe2+和Mn2+含量持續(xù)增加,選取的環(huán)境因子良好解釋了環(huán)境細(xì)菌菌群變化,其中湖南、廣州、廣西、江西采樣點(diǎn)的環(huán)境因子解釋的細(xì)菌菌群變化分別為95.4%(p0.05)、89.5% (p0.05)、93.7%(p0.05)、92.4%(p0.05);(5)將磷化氫影響過程中基于土壤細(xì)菌DNA的DGGE泳道中消失的條帶測序分析,發(fā)現(xiàn)磷化氫對細(xì)菌的影響廣泛存在,主要集中在Deltaproteobacteria綱、Gammaproteobacteria綱Alphaprofeobacteria綱及Bacillus等。可能磷化氫是親核試劑及強(qiáng)還原劑,可使DNA氧化或使DNA烷基化,從而造成DNA損傷和畸變；(6)將水稻土壤進(jìn)行磷化氫處理可降低微生物群落的多樣性,且磷化氫對水稻土中微生物群落造成的損傷永久存在。水稻土在7.0 mg/m3磷化氫處理后作為接種物不利于產(chǎn)磷化氫菌的富集；對新鮮水稻土進(jìn)行厭氧條件下連續(xù)培養(yǎng),可以形成穩(wěn)定的厭氧產(chǎn)磷化氫微生物體系,提高磷化氫的釋放量。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S511;S153.6;S154.3
【目錄】：

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4 朱超;環(huán)境因素對水稻土中地桿菌和厭氧粘細(xì)菌群落的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王瑾豐;華南地區(qū)典型水稻土中磷化氫的分布與細(xì)菌群落的關(guān)系及其影響研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 馬琳;長期施肥和土地利用方式對塿土細(xì)菌群落多樣性的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

3 古鈞;汪洋溝細(xì)菌群落多樣性及時(shí)空分布規(guī)律研究[D];河北大學(xué);2015年

4 劉瑞娟;蟹蝦貝混養(yǎng)系統(tǒng)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與功能多樣性初步研究[D];中國海洋大學(xué);2014年

5 羅嬌;北天山地區(qū)地震前泉水細(xì)菌群落異常反應(yīng)的研究[D];石河子大學(xué);2014年

6 陶少強(qiáng);秸稈還田土壤中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性分析及纖維素降解細(xì)菌的分離[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

7 曲艷嬌;海浪河下游細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及其與理化因子相關(guān)性初步分析[D];東北林業(yè)大學(xué);2012年

8 谷惠琦;涼水保護(hù)區(qū)土壤類漆酶細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分析[D];東北林業(yè)大學(xué);2012年

9 竇磊;造紙工藝污染對大凌河底泥細(xì)菌群落的影響[D];大連海事大學(xué);2013年

10 鄧德波;鰻鱺養(yǎng)殖循環(huán)水處理系統(tǒng)中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及動態(tài)變化[D];集美大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：華南地區(qū)典型水稻土中磷化氫的分布與細(xì)菌群落的關(guān)系及其影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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