秸秆腐解的微生物群落演替过程研究

发布时间：2020-08-26 05:15

【摘要】：西北旱区由于长期水分匮乏,侵蚀严重,使得土壤肥力不足,土壤结构被破坏。所以,面对农业生产土地日益退化的现状,大力发展大豆秸秆与玉米秸秆还田,对土壤培肥以及农业的可持续发展都起着举足轻重的作用。玉米作为西北地区常见的农作物,秸秆还田后能提高土壤肥力。本研究采用气相色谱法测定了土壤呼吸情况,采用酶标仪等测定了土壤酶活性,结合高通量16S rDNA扩增子测序技术研究了不同环境因子对秸秆腐解过程的影响及微生物群落的演替情况,主要目的:(1)研究玉米/大豆秸秆混合还田的腐解过程;(2)分析不同土壤结构和水分、温度等环境因子对秸秆腐解的影响;(3)从土壤微生物群落的角度探讨秸秆降解的可能驱动机制。结果如下:1.不同类型秸秆的降解速率不同。在加入大豆秸秆、玉米秸秆和大豆秸秆+玉米秸秆3种不同类型的秸秆后,与其他2种秸秆相比较,大豆秸秆降解速率最快,其次为玉米秸秆和大豆秸秆+玉米秸秆。在秸秆降解的过程中,Proteobacteria与Bacteroidetes的丰度增加最为显著;加入大豆秸秆对土壤微生物群落结构影响最大。2.大豆秸秆降解受到不同粒径土壤团聚体的影响。其中,小团聚体的体积小,比表面积大,因此与土壤有机物的接触面大,有利于土壤碳的固持。大团聚体的体积较大,对秸秆的代谢较快,有利于秸秆的降解。3.水分与温度的协同作用对于秸秆降解有显著地影响。水分与温度过高或过低都会降低秸秆的降解速率。在不同的水分和温度条件下,主导秸秆降解过程的优势菌群不同。当水分为最大持水量的15%与30%时,优势菌群为Proteobacteria、Acidobacteria与Actinobacteria,而水分为最大持水量的50%时,优势菌群为Proteobacteria、Acidobacteria与Bacteroidetes。当温度为16℃或28℃时,与4℃相比较,Firmicutes的相对丰度增加。以上研究结果表明,秸秆降解受秸秆类型和土壤团聚体以及水分与温度等环境因子的影响,这些相关因素可通过对土壤微生物群落结构的调控从而对秸秆降解产生显著影响。本研究的结果为在农业生产中通过人工农田管理优化土壤微生物群落,促进秸秆腐解提供了理论依据。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S141.4
【图文】：

秸秆腐解,释放率,玉米秸秆

Excel 2003 和 SPSS19.0 分析，用 R（Version 3.3.。析秸秆还田对土壤呼吸的影响了玉米和大豆秸秆单独或混合还田降解的呼吸差，相较于只加入玉米秸秆和同时加入玉米秸秆+大CO2释放率最大且差异显著（见附表 D）。说明在第秆>玉米秸秆>玉米秸秆+大豆秸秆。这可能是由于的氮源，大豆的含氮量高，C/N 低，故其代谢相个组合来说，虽然 C/N 较玉米秸秆低，但由于同时含可能不利于微生物对其快速分解，因此降解速率

曲线,样本,曲线,微生物群落

天 / day1 14 （mg/d/g）86.50±3.08a 108.55±4.91a 57.12±1.65b 71.65±1.34b 78.49±0.05a 93.71±3.02a 值±标准差，Duncan 检验用来比较各组间差异，不同小n=3ts in the table are the mean standard deviation, the Dunceen groups,and the different lowercase letters indicate sign.05), n=3大豆秸秆还田对微生物群落的影响量的评估以看出 4 个处理的曲线均趋向平坦，说明测序数量新的 OTU，已经覆盖到环境中绝大部分的物种

微生物,秸秆,玉米秸秆,西北农林科技大学

西北农林科技大学硕士学位论文重要功能。且相对于加入玉米秸秆和玉米秸秆+大豆秸秆两个处理，ProteobacteriaBacteroidetes 在加入大豆秸秆的处理中丰度增加量更高。这可能是因为大豆秸秆的含量高，能满足这两个类群微生物快速生长繁殖对高氮供给量的需求，导致其相对丰显著增加（图 2-3）。

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