高粱分泌生物硝化抑制剂的机制及其对土壤氨氧化微生物的影响
发布时间：2020-07-18 00:05
【摘要】：硝化作用是形成农田氮素损失的主要过程,硝化作用不但降低了氮肥利用率,同时硝酸盐大量淋失也会污染地表和地下水,并且后续的反硝化作用还会产生温室气体N2O,对生态环境造成了严重的负面影响。为了提高氮肥利用率,保护生态环境,降低硝化作用是一种必然趋势。生物硝化抑制剂(BNI)是指由植物本身根系分泌的、对土壤亚硝化细菌活性具有抑制作用的物质。在农作物中发现高粱是具有分泌BNI的能力,因此本实验首先对高粱分泌BNI的机制进行了研究,针对不同铵/硝营养下高粱根系分泌BNIs活性差异,发现了根系细胞膜质子泵活性是决定BNI分泌的调控因子。在此基础上,以玉米作为对照,通过高粱单作和玉米高粱间作的盆栽试验和大田试验,提取土壤DNA,建立氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的amoA基因文库,研究了种植高粱后根系分泌的BNI对土壤AOA和AOB丰度和多样性的影响。主要结果如下:1.水培试验发现,NH4+-N营养促进高粱根系BNIs的释放和H+-ATPase活性的提高。相比NOC3--N营养,NH4+-N营养导致根际酸化是刺激H+-ATPase活性升高、促进高粱分泌BNI的重要原因。由于氮素形态影响了根系细胞膜质子泵活性,高粱根系H+-ATPase的活性变化和根系分泌BNI活性的变化是一致的。细胞膜H+-ATPase活性是调控BNI分泌的直接原因。2.盆栽试验土壤各个处理中的AOB丰度高低为:玉米NH4+(玉米单作施NH4+处理)间作NH4+(玉米高粱间作施NH4+)NH4+(施氮肥空白处理)高粱NH4+(高粱单作施NH4+)CK(不施氮肥空白处理);AOA丰度结果表明:间作NH4+玉米NH4+NH4+高粱NH4+CK;大田试验土壤中AOB丰度和AOA丰度都是玉米单作处理高于高粱单作。3.盆栽试验土壤DNA克隆文库中得到AOB-amoA基因主要OTU序列和不可培养氨氧化细菌或不可培养细菌亲缘关系很近,可能被划分为亚硝化螺菌属(Nitrosospira)、亚硝化叶菌属(Nitrosolobus)。AOA-amoA基因主要OTU序列与不可培养的氨氧化古菌和不可培养的古菌获得序列相似性很高,可能来自于土壤或沉积物环境。AOB多样性大小顺序为:施氮肥空白处理(NH4+)不施氮肥空白处理CK间作NH4+玉米加硝化抑制剂NP玉米NH4+高粱NH4+,AOA多样性大小顺序为NH4+CK高粱NH4+玉米NH4+NP玉米NH4+间作NH4+。4.大田试验中AOB-amoA基因的主要OTU序列和不可培养的氨氧化细菌或不可培养的细菌进化距离较近,可能被划分为亚硝化螺菌属(Nitrosospira)或亚硝化叶菌属亚硝化叶菌属(Nitrosolobus),AOA-amoA基因序列与不可培养的氨氧化古菌和不可培养的古菌获得基因序列相似性很高,可能来自土壤或沉积物环境中。玉米AOB和AOA多样性均高于高粱。
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S514;S154.3
【图文】：
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本文编号：2760111
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S514;S154.3
【图文】：
高梁分泌生物硝化抑制剂的机制及巧对±X贪毖趸⑸锏挠跋旒驼龋玻埃埃梗９搪茸饔檬怯啥嘀窒妇斡耄诠痰负推渌傅拇叩模危沧桑危龋矗暮哪芄蹋ǎ校铮螅簦纾幔簦澹保梗罚埃０被饔檬怯谢视孟伦桑危龋矗墓獭７聪趸饔冒街掷嘈停恢质窃诿挥醒跎锢梦扪鹾粑饔肙喭瓿傻模⑼耆模⒎聪趸饔茫ǎ冢酰恚妫簦保梗梗罚碓谟醒跆跫陆危希婊乖桑危希浦⒉煌耆⒎囱呕饔茫ǎ蹋椋穑螅悖瑁酰欤簦颍幔睿洌澹箦澹澹翦澹幔欤玻埃埃罚ｅ义
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