內(nèi)蒙古草原土壤氮素形態(tài)及微生物群落結(jié)構(gòu)研究
本文關(guān)鍵詞:內(nèi)蒙古草原土壤氮素形態(tài)及微生物群落結(jié)構(gòu)研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:草原是一個(gè)占據(jù)地球1/4陸地面積的重要生態(tài)系統(tǒng),不同的放牧管理實(shí)踐對草原生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性有著重要的影響。本文圍繞不同放牧管理對內(nèi)蒙古半干旱草原生態(tài)系統(tǒng)中土壤氮素形態(tài)及其微生物群落結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行研究。主要結(jié)果如下:(1)通過對不同放牧管理下不同深度土壤養(yǎng)分及氮素形態(tài)的分析,結(jié)果表明不同放牧管理下,圍欄封育樣地土壤的銨態(tài)氮、氨基酸態(tài)氮的絕對量都大于過度放牧樣地,而其占全氮的比值沒有顯著的差異。放牧使得酸不溶性氮占全氮的比值提高,而銨態(tài)氮占全氮的比值下降。在相同放牧管理下,氨基酸態(tài)氮、氨基糖態(tài)氮以及銨態(tài)氮占全氮的比值隨深度的加深而減少,而酸解-未知氮、酸不溶性氮占全氮的比值隨深度的加深而增加。不同放牧管理下表層土壤供氮能力表現(xiàn)為96年圍封(E96)83年圍封(E83)過度放牧(FG),表明適當(dāng)年限的圍欄封育有利于表層土壤養(yǎng)分狀況的改善,過度放牧以及過長時(shí)間的圍封,都不利于土壤養(yǎng)分恢復(fù)。(2)通過對草地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的研究,發(fā)現(xiàn)對照區(qū)和輕度放牧處理下土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)情況比較相似,中度放牧以及重度放牧處理均造成了微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的變化,過度放牧明顯降低了表層草原土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)的多樣性;通過圍欄封育能夠明顯改善草地土壤0-20 cm以及20-40 cm深度下土壤微生物群落結(jié)構(gòu),但對40 cm以下土壤微生物影響不大。草地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性的變化受土壤陽離子交換量、pH、全氮、有機(jī)質(zhì)、速效鉀等基本性質(zhì)的影響。(3)利用qPCR及PLFA同位素示蹤技術(shù)對草地土壤氮素轉(zhuǎn)化有關(guān)的微生物細(xì)菌的豐度及群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,結(jié)果表明不同放牧強(qiáng)度土壤氨氧化古菌(AOA)的拷貝數(shù)明顯高于氨氧化細(xì)菌(AOB)的拷貝數(shù),且不同放牧強(qiáng)度對表層0-20cm深度AOA的拷貝數(shù)影響較大,說明在這些半干旱貧瘠的草原土壤上,AOA可能在氮素循環(huán)中發(fā)揮重要作用;在圍欄封育和過度放牧兩個(gè)處理中,代表細(xì)菌的磷脂脂肪酸(PLFAs) il5:0,16:lco7c,16:laω5c,16:0,18:lω7c,及代表放線菌PLFA 10-Me-16:0利用了大部分的13C尿素。培養(yǎng)3天和7天后,與過度放牧土壤相比,恢復(fù)樣地的土壤中有更多13C進(jìn)入到磷脂脂肪酸16:0中,這表明恢復(fù)樣地土壤相比過度放牧樣地土壤具有更高的代謝活性。(4)通過對草原土壤氮素轉(zhuǎn)化與微生物群落的相關(guān)性分析表明,尿素添加后土壤微生物群落與其硝態(tài)氮、銨態(tài)氮濃度呈顯著相關(guān),革蘭氏陽性菌、真菌、放線菌等與銨態(tài)氮關(guān)系密切;放線菌、革蘭氏陰性菌、真菌等與硝態(tài)氮關(guān)系密切。通過對不同放牧管理下有機(jī)氮的形態(tài)與高通量測序結(jié)果進(jìn)行冗余分析(RDA)表明土壤微生物門類與有機(jī)氮形態(tài)密切相關(guān),微生物的生物量與氮礦化密切有關(guān)。這些結(jié)果表明,草原不同的放牧管理實(shí)踐不僅影響土壤肥力,也影響微生物的生物量、微生物群落結(jié)構(gòu)以及土壤氮素的周轉(zhuǎn)。
【關(guān)鍵詞】:放牧管理 微生物群落結(jié)構(gòu) 氨氧化菌群 土壤養(yǎng)分 供氮能力
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:S812.2
【目錄】:
- 致謝7-8
- 摘要8-10
- Abstract10-14
- 第一章 緒論14-26
- 1.1 研究背景14-15
- 1.2 土壤氮素循環(huán)及其微生物學(xué)機(jī)制15-19
- 1.2.1 土壤氮素循環(huán)及轉(zhuǎn)化機(jī)制15-18
- 1.2.2 土壤硝化作用的微生物學(xué)機(jī)制18-19
- 1.3 土壤微生物群落技術(shù)研究概況19-22
- 1.3.1 常見的幾種探究微生物群落的分子生物學(xué)手段19-21
- 1.3.2 不同技術(shù)手段優(yōu)缺點(diǎn)的分析21-22
- 1.4 選題依據(jù)和研究思路22-26
- 1.4.1 選題依據(jù)22-25
- 1.4.2 技術(shù)路線25-26
- 第二章 不同放牧管理對草原土壤氮素形態(tài)的影響26-37
- 2.1 前言26
- 2.2 材料與方法26-29
- 2.2.1 供試土壤26-27
- 2.2.2 土壤供氮能力培養(yǎng)試驗(yàn)27-28
- 2.2.3 有機(jī)氮的形態(tài)分級28-29
- 2.2.4 統(tǒng)計(jì)方法29
- 2.3 結(jié)果與討論29-36
- 2.3.1 放牧管理對內(nèi)蒙古草原土壤基本性質(zhì)的影響29-31
- 2.3.2 放牧管理對草地土壤供氮能力的影響31-34
- 2.3.3 不同放牧管理土壤有機(jī)氮形態(tài)分析34-36
- 2.4 小結(jié)36-37
- 第三章 不同放牧管理對草原土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響37-53
- 3.1 前言37
- 3.2 材料與方法37-42
- 3.2.1 供試土壤37-38
- 3.2.2 微生物量碳氮的測定38-39
- 3.2.3 16S變性梯度凝膠電泳39-40
- 3.2.4 16S rRNA高通量測序40-41
- 3.2.5 末端限制性酶切41-42
- 3.2.6 統(tǒng)計(jì)方法42
- 3.3 結(jié)果與討論42-52
- 3.3.1 不同放牧管理對草地土壤微生物量的影響42-43
- 3.3.2 不同放牧管理下土壤微生物群落結(jié)構(gòu)分析43-50
- 3.3.3 不同放牧強(qiáng)度下土壤微生物群落結(jié)構(gòu)分析50-52
- 3.4 小結(jié)52-53
- 第四章 不同放牧管理對草原土壤功能微生物多樣性的影響53-63
- 4.1 前言53-54
- 4.2 材料與方法54-57
- 4.2.1 供試土壤54
- 4.2.2 土壤硝氮和氨氮測定54-55
- 4.2.3 土壤AOA、AOB熒光定量55
- 4.2.4 培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)55-56
- 4.2.5 ~(13)C-PLFA測定56
- 4.2.6 統(tǒng)計(jì)方法56-57
- 4.3 結(jié)果與討論57-61
- 4.3.1 不同放牧強(qiáng)度對土壤硝氮和氨氮的影響57
- 4.3.2 不同放牧強(qiáng)度對AOA、AOB豐度的影響57-58
- 4.3.3 尿素添加對不同圍封年限土壤硝氮和氨氮的變化58-59
- 4.3.4 尿素添加對不同圍封年限土壤AOA、AOB豐度的影響59-60
- 4.3.5 穩(wěn)定性~(13)C標(biāo)記下對PLFAs的分析60-61
- 4.4 小結(jié)61-63
- 第五章 草原土壤氮素轉(zhuǎn)化與微生物群落的相關(guān)性分析63-67
- 5.1 前言63
- 5.2 材料與方法63-64
- 5.3 結(jié)果與討論64-66
- 5.3.1 土壤氮素與土壤微生物相關(guān)性分析64-65
- 5.3.2 土壤有機(jī)氮形態(tài)與土壤微生物主要門類的冗余分析65-66
- 5.4 小結(jié)66-67
- 第六章 展望67-68
- 參考文獻(xiàn)68-75
- 附件75-76
- 作者簡介76
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本文關(guān)鍵詞:內(nèi)蒙古草原土壤氮素形態(tài)及微生物群落結(jié)構(gòu)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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