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积雪下长白山红松林地土壤和凋落物层微生物活性研究

发布时间:2017-01-03 11:13

  本文关键词:低温菌及其在环境工程中的应用,由笔耕文化传播整理发布。


《甘肃农业大学》 2008年

积雪下长白山红松林地土壤和凋落物层微生物活性研究

富宏霖  

【摘要】: 冬季森林雪下土壤上可以保持0摄氏度左右几个月,初期微生物对营养物质进行储存、分解,在雪化时就大量的向植物输送养料。土壤微生物量是评价土地管理措施对土壤质量影响的重要指标。微生物在冬季具有很强的活性及很多数量,而在春季雪化时一些微生物的活性会明显的下降,一年内从夏季到冬季土壤微生物量呈增大的趋势,是通过降低土壤有机质含量而引起土壤总氮数量的降低来实现的。土壤酶主要来源于土壤微生物,此外也可以来源于土壤植物、土壤动物。土壤中的一切生物化学反应都是在土壤酶催化下完成的,淀粉酶、纤维素酶等能够表征土壤C、N等养分的循环状况,过氧化物酶能氧化土壤有机质,土壤尿酶是土壤微生物活性的一个有效指标。凋落物的分解是对生长季节植物光合作用产生的C等养分有效回归土壤,分解产生的物质为植物生长提供充足的养分。 本文选择长白山地区典型森林生态系统表层土壤和凋落物,在实验室控制温度及加诱导物条件下,对土壤进行培养,其中以冰箱冷藏温度模拟自然条件对土壤呼吸进行测定,及其它温度的设定对冬季雪覆盖下土壤呼吸的研究以及生长季节的对比;对土壤微生物进行了数量统计及分类、鉴定,全碳、氮分析;对土壤酶活性进行了测定,研究其月份的变化规律;对土壤有机质和全氮月变化动态进行了研究;并研究了凋落物自然分解,分解速率。主要结果如下: 1)阔叶红松林土壤呼吸CO_2释放规律:土壤呼吸CO_2释放在冬季释放量很大,虽然冬季温度很低,土壤CO_2释放受到影响,但随温度的稳定土壤呼吸CO_2释放也随之增加,个别月份甚至超过生长季节;当有诱导物葡萄糖和葡萄糖+凋落物存在下可以增强土壤呼吸能力;11、12月,土壤呼吸CO_2释放的温度规律为0℃4℃-8℃, 1、2、3、4月,土壤呼吸CO_2释放的温度规律是4℃0℃-8℃。 2)微生物种群结构及生物量时间动态:经过试验筛选出三株真菌,四株细菌,共七个优势低温菌株;微生物数量在冬季和夏季都有很高的数值,而在4、5月数量开始下降,9月微生物数量也很低,即生长季冬季春季;通过14个细菌的生理生化试验得出细菌在这14个生理生化试验下的理化性质;微生物量碳、氮也是在冬季低温条件下有很高数值,微生物量碳变化规律是冬季夏季秋季春季;微生物量氮是冬季秋季夏季春季。 3)土壤酶活性的变化规律:所有酶活性都是0-15cm层高于15-20cm层土壤酶活性,且15-20cm层土壤酶变化小;淀粉酶和纤维素酶在连续低温的月份里有很高的活性,和在生长季节高活性具有相似性;淀粉酶在5、6月份活性降低,7、8、9月活性最高,10-12月活性开始下降,1、2、3月活性增大;纤维素酶活性与淀粉酶活性变化规律相似,但冬季的活性最高;脲酶和过氧化氢酶都是在冬季活性很低,在生长季活性高,而且是随温度的升高活性加强;尿酶活性在夏季要明显高于冬季。 4)有机质和全氮的变化规律:土壤有机质在冬季和生长季前含量较高;而全氮含量随温度的升高而升高;0-15cm土壤层有机质和全氮含量要明显高于15-25cm土壤层,15-25cm层有机质和全氮含量变化小。 5)对凋落物分解动态的研究:凋落物的分解最大速率是在冬季,随时间的推移,在生长季节凋落物的分解速率降低;在冬季雪覆盖凋落物,雪可以保持一定的温度,而雪的通透性可以为微生物提供良好的呼吸环境,所以雪下微生物有很高的数量和活性,并对凋落物的分解起到积极的作用。

【关键词】:
【学位授予单位】:甘肃农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S714
【目录】:

  • 摘要2-4
  • SUMMARY4-10
  • 第一章 文献综述10-25
  • 1. 研究现状10-23
  • 1.1 森林生态系统土壤呼吸的研究10-16
  • 1.1.1 土壤呼吸的含义11
  • 1.1.2 土壤呼吸的研究意义11-12
  • 1.1.3 土壤呼吸的测定方法12-13
  • 1.1.4.森林土壤呼吸的研究现状13-14
  • 1.1.5 冬季土壤呼吸影响因素14-16
  • 1.2 雪下微生物种群结构及生物量时间动态的研究16-18
  • 1.2.1 土壤微生物的含义16-17
  • 1.2.2 研究现状17-18
  • 1.2.3 冬季土壤微生物的研究内容18
  • 1.3 积雪下土壤酶活性测定18-22
  • 1.3.1 土壤酶研究意义18-19
  • 1.3.2 土壤酶研究现状19-21
  • 1.3.3 研究方法21-22
  • 1.4 土壤化学指标测定22
  • 1.4.1 土壤有机质、全氮的研究22
  • 1.4.2 研究方法22
  • 1.5 积雪下凋落物分解动态22-23
  • 1.5.1 凋落物分解的研究进展22-23
  • 1.5.2 研究方法23
  • 2 研究的目的和意义23-25
  • 第二章 研究区域概况25-29
  • 2.1 气候特征25
  • 2.2 土壤特征25-26
  • 2.3 植被特征26-27
  • 2.4 阔叶红松林地概况27
  • 2.5 冬季气候特征27-29
  • 第三章 土壤微生物的研究29-47
  • 3.1 材料与方法29-39
  • 3.1.1 实验材料及预处理29-30
  • 3.1.2. 试验方法30-39
  • 3.1.2.1 微生物的接种(混菌法)与培养30
  • 3.1.2.2 细菌的生理生化实验30-37
  • 3.1.2.3 氯仿熏蒸浸提法测量微生物生物量碳/氮37-39
  • 3.2 试验结果39-45
  • 3.2.1 真菌试验结果39-42
  • 3.2.2 细菌的鉴定结果42-43
  • 3.2.2.1 X142
  • 3.2.2.2 X242
  • 3.2.2.3 X342-43
  • 3.2.2.4 X443
  • 3.2.3 细菌生理生化试验结果43-44
  • 3.2.4 土壤微生物数量的变化44
  • 3.2.5 不同月份土壤微生物量碳/氮含量44-45
  • 3.3 结论与讨论45-47
  • 第四章 阔叶红松林冬季土壤 CO_2释放规律47-58
  • 4.1 材料与方法47
  • 4.1.1 实验材料及预处理47
  • 4.1.2. 试验方法47
  • 4.2 结果与分析47-56
  • 4.2.1 -8℃,,48h 土壤呼吸CO_2的释放47-49
  • 4.2.2 0℃,48h 土壤呼吸 CO_2的释放49-50
  • 4.2.3 4℃,120h 土壤呼吸 CO_2的释放50-52
  • 4.2.4 25℃,2h 土壤呼吸 CO_2的释放52-54
  • 4.2.5 -8℃,0℃,4℃每小时 CO_2产量对比54-56
  • 4.3 结论与讨论56-58
  • 第五章 土壤酶的研究58-65
  • 5.1 材料与方法58-60
  • 5.1.1 实验材料及预处理58
  • 5.1.2 试验方法58-60
  • 5.1.2.1 淀粉酶58
  • 5.1.2.2 纤维素酶58-59
  • 5.1.2.3 脲酶59
  • 5.1.2.4 过氧化氢酶59-60
  • 5.2 结果与分析60-63
  • 5.3 结论与讨论63-65
  • 第六章 有机质和全氮的研究65-71
  • 6.1 材料与方法65-68
  • 6.1.1 实验材料及预处理65
  • 6.1.2 试验方法65-68
  • 6.1.2.1 土壤有机质测定(重铬酸钾容量法-- GB 9834-88)65-66
  • 6.1.2.2 土壤全氮测定法(半微量开氏法)66-68
  • 6.2 结果与分析68-71
  • 第七章 红松林地凋落物的分解研究71-73
  • 7.1 试验方法71
  • 7.2 结果与分析71-72
  • 7.3 结论与讨论72-73
  • 结论与展望73-77
  • 1. 结论73-74
  • 1.1 阔叶红松林冬季土壤CO_2释放规律73
  • 1.2 土壤酶活性的变化规律73-74
  • 1.3 雪下微生物种群结构及生物量时间动态74
  • 1.4 积雪下有机质和全氮的变化规律74
  • 1.5 积雪下对凋落物分解动态的研究74
  • 2. 展望74-77
  • 2.1 冬季土壤呼吸74-75
  • 2.2 低温菌的研究75
  • 2.3 土壤酶的研究75
  • 2.4 有机质和全氮变化75
  • 2.5 凋落物的分解75-77
  • 致谢77-78
  • 参考文献78-84
  • 个人简介84-85
  • 导师简介85-86
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    3 丁海兵;连作对烟草生长和不同粒径土壤酶活性的影响[D];西南大学;2006年

    4 李雅红;酸雨胁迫下3种典型常绿阔叶林树种土壤呼吸的特征及影响因子[D];西南大学;2010年

    5 王永强;不同施肥下免耕土壤呼吸与土壤性状的关系[D];内蒙古农业大学;2010年

    6 张义辉;亚高山草甸土壤呼吸的时空变异特征研究[D];山西大学;2010年

    7 张晓慧;枣树人工林土壤呼吸变化特征研究[D];山西大学;2011年

    8 史艳姝;基于GIS的近40年陆地生态系统土壤呼吸估算[D];南京信息工程大学;2012年

    9 周小刚;黄土区不同生态系统土壤呼吸特征及其影响因素[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2012年

    10 赵佳佳;几种水田和旱地土壤呼吸特征及温度敏感性研究[D];华中农业大学;2012年


      本文关键词:低温菌及其在环境工程中的应用,由笔耕文化传播整理发布。



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