长期施肥土壤中微生物对梯度活性外加碳源的分解同化

发布时间：2020-09-14 10:18

　　 植物残体等外加碳源进入土壤后的分解及转化是农田生态系统的重要环节,其中微生物参与的生化过程决定了土壤有机质的积累或释放。作为物质循环和能量流动的统一体,土壤-微生物-外加碳源相互影响和制约,中间的过程影响着土壤作为地球上最大碳库的功能。本研究选取长期不同施肥处理的农田土进行室内培养实验,探究不同结构性的外加碳源在不同施肥土壤中的矿化模式,以及微生物在其中同化外加碳源和土壤有机碳的过程。得到了以下结果:(1)长期施肥会通过改变土壤的物理化学特性(如pH、DOC浓度等),从而间接改变土壤中微生物的群落组成与结构。不同施肥处理下,土壤细菌和真菌群落结构均发生了变化。(2)葡萄糖在土壤中被矿化的速度比秸秆快,30天内,葡萄糖被矿化了21.0-52.1%,秸秆被矿化了 10.8-20.5%。葡萄糖和秸秆的添加均会引起土壤的正激发效应,其中有机肥处理产生的正激发效应比CK处理高了 47.1-60.0%。外加碳源累积矿化量和累积激发量与施肥处理有关,有机肥的处理会提高矿化和激发强度。(3)向土壤中添加13C-葡萄糖后,所有处理的重层DNA的优势种群均为Actinobacteria,Proteobacteria和Firmicutes。不同施肥处理的重层细菌群落组成差异较大。能够分解利用土壤自身有机质的微生物,其作为“背景微生物”,群落组成较稳定,包括贫营养型微生物如Acidobacteria,能够利用结构较复杂的碳源。(4)富营养型微生物如Fimicutes在小分子碳源(如葡萄糖)矿化的早期具有竞争优势,在矿化后期会被其他类型群落如Chlorofexi、Actinobacteria等所取代。从秸秆降解的第一阶段到第二阶段,纤维素分解基因的丰度显著下降,木质素分解基因的丰度显著上升。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S154.3
【部分图文】：

ＲＤＡ分析显示，ＣＫ处理的细菌群落紧密团聚，ＮＰＫ处理的细菌群落也紧密逡逑团聚，并且ＣＫ处理在ＲＤＡ２轴的方向上远离施加了有机肥的处理，ＮＰＫ处理逡逑在ＲＤＡ１轴的方向上远离施加了有机肥的处理（图２－２）。施加了有机肥的ＮＰＫＭ逡逑和Ｍ处理具有相似的细菌群落结构。基于Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ置换检验，ＲＤＡ１和ＲＤＡ２逡逑分别解释了邋６８．邋７％和８．邋９９％不同处理间细菌群落结构的变异。ＲＤＡ１轴与ｐＨ、逡逑ＤＯＣ、ＭＢＣ等强相关，而ＲＤＡ２轴与Ｃ：Ｎ、Ｎ0ｒＮ浓度、ＮＨ４－Ｎ浓度等强相逡逑关（图２－２）。这说明土壤性质的改变影响了土壤细菌群落组成和结构。土壤ｐＨ逡逑是最重要的微生物群落结构变异的影响因素。ＭＢＣ、ＤＯＣ、ＮＣＶ－浓度等也影响逡逑微生物群落结构（表２－２）。逡逑１４逡逑

逦＾逦４逦■：邋ｉ邋Ｉ．邋＊■？逦＿？逦｜？逦｜？逦＞；■邋ｉ邋ｋ＆邋ｋ４逡逑ｈ＇？ａｎ邋ｐｒｏｘｒｉｃｒｓｉ％：逡逑图２－１不同施肥处理下主要细菌（门水平）的相对丰度，＊表示处理间相对丰度逡逑有显著性差异（Ｐ邋＜邋０．０５）逡逑ＲＤＡ分析显示，ＣＫ处理的细菌群落紧密团聚，ＮＰＫ处理的细菌群落也紧密逡逑团聚，并且ＣＫ处理在ＲＤＡ２轴的方向上远离施加了有机肥的处理，ＮＰＫ处理逡逑在ＲＤＡ１轴的方向上远离施加了有机肥的处理（图２－２）。施加了有机肥的ＮＰＫＭ逡逑和Ｍ处理具有相似的细菌群落结构。基于Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ置换检验，ＲＤＡ１和ＲＤＡ２逡逑分别解释了邋６８．邋７％和８．邋９９％不同处理间细菌群落结构的变异。ＲＤＡ１轴与ｐＨ、逡逑ＤＯＣ、ＭＢＣ等强相关，而ＲＤＡ２轴与Ｃ：Ｎ、Ｎ0ｒＮ浓度、ＮＨ４－Ｎ浓度等强相逡逑关（图２－２）。这说明土壤性质的改变影响了土壤细菌群落组成和结构。土壤ｐＨ逡逑是最重要的微生物群落结构变异的影响因素。ＭＢＣ、ＤＯＣ、ＮＣＶ－浓度等也影响逡逑微生物群落结构（表２－２）。逡逑１４逡逑

葡萄糖在不同施肥土壤中的矿化及微生物对其的同化逡逑率在第１天达到最高值之后迅速减小。葡萄糖累积矿化量根据施肥处理的不同而逡逑不同（图２－３）。与对照处理ＣＫ相比，在施用肥料的处理中葡荀糖的矿化量更逡逑大，尤其是在长期施用有机肥的处理Ｍ中，在２８天的室内培养后，Ｍ处理中逡逑５２１邋ｍｇ邋Ｃ每ｋｇ邋土的葡萄糖被微生物分解，显著高于另外三个处理（Ｐ〈0．邋0５），逡逑同时ＣＫ处理中只有２１．０％的葡萄糖碳被微生物分解。逡逑１０００邋ｎ邋逦逡逑ＣＫ逡逑９００邋－逦－邋0邋－邋ＮＰＫ逡逑－逦—ＮＰＫＭ逡逑８００邋－逦？逦？邋Ｍ逡逑７００－逡逑１逦６００邋－逡逑Ｓ逦５００邋－令－？－？？？々逦令逦＾逡逑Ｉ逦－－逦＾＾逡逑８逦３００－逡逑？：／逦？邋Ｊ３逦0逦0逡逑２００邋－邋．７逦２＾－＾逦逦逦■逡逑１００－逡逑0邋＂Ｔ逦１逦｜逦１邋Ｉ逦１邋Ｉ逦１邋Ｉ逦＿邋Ｉ逦１邋Ｉ逦１邋Ｉ逦１逡逑０逦４逦８逦１２逦１６逦２０逦２４逦２８逡逑Ｉｎｃｕｂａｔｉｏｎ邋ｄａｙｓ逡逑图２－３邋土壤添加葡萄糖后的累积葡萄糖矿化量逡逑在培养第１、７、２８天后葡萄糖的累积矿化量与ｐＨ，邋ＴＣ，邋ＭＢＣ，邋ＤＯＣ均正逡逑相关（Ｐ〈邋０．０５）。然而，葡萄糖的累积矿化量并不与土壤Ｎ有关性质具有显著逡逑的相关性（表２－３）。逡逑１６逡逑

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张源野;王爽;;生物脱氮除磷外加碳源技术探讨[J];吉林建筑大学学报;2017年01期

2 邵留;徐祖信;尹海龙;;污染水体脱氮工艺中外加碳源的研究进展[J];工业水处理;2007年12期

3 肖蕾;贺锋;黄丹萍;梁雪;徐栋;吴振斌;;人工湿地反硝化外加碳源研究进展[J];水生态学杂志;2012年01期

4 马兴冠;赵秋菊;刘丹;;外加碳源对潜流人工湿地脱氮效果影响[J];黑龙江科技信息;2015年23期

5 黄盼宁;;以稻草为外加碳源的研究进展[J];科技创新与应用;2016年21期

6 易文利;王圣瑞;杨苏文;金相灿;屈子睿;;外加碳源及沉水植物对沉积物各形态磷的影响[J];生态环境学报;2011年Z1期

7 张乐乐;刘兵;杨号;赵晓锋;程志刚;;副产甲醇作为外加碳源时脱氮效果的应用研究[J];中国资源综合利用;2018年11期

8 肖祖飞;李刚;陈欣瑶;古祺鹏;周俊;武剑;张园;;不同类型外加碳源对制药污泥堆肥过程中青霉素降解的影响[J];环境化学;2018年08期

9 王兴戬;陈建辉;呼冬雪;李雪;;外加碳源对共代谢降解β-内酰胺类抗生素的影响[J];中国给水排水;2017年15期

10 操家顺;侯梁浩;方芳;江心;肖敏艳;陈学明;;温度及外加碳源对生物脱氮除磷过程的影响[J];环境工程学报;2013年06期

相关会议论文 前8条

1 宋鑫;吴瑶;于楚辰;叶霞;戴保琳;宋海亮;;小麦秸秆作为外加碳源强化人工湿地对农村降雨径流中氮的去除作用研究[A];2015年中国环境科学学会学术年会论文集[C];2015年

2 廉巍雪;周晓黎;沈丹丹;孙迎雪;;不同外加碳源对生物滤池反硝化效果的影响研究[A];2013年水资源生态保护与水污染控制研讨会论文集[C];2013年

3 江苏大众水务集团有限公司调试组;;前置反硝化A~2/O工艺外加碳源的分析[A];2018中国环境科学学会科学技术年会论文集（第二卷）[C];2018年

4 李东;张立秋;;外加碳源量与水力负荷对后置反硝化BAF工艺除污染效能的影响[A];第十三届全国水处理化学大会暨海峡两岸水处理化学研讨会摘要集-S2生物法[C];2016年

5 曹贵华;王旗军;;分段进水工艺对A~2/O工艺的升级改造[A];全国城镇污水处理厂提标改造技术交流研讨会论文集[C];2012年

6 周丽颖;凌薇;袁琳;;污水厂反硝化外加碳源的选择[A];2016中国环境科学学会学术年会论文集（第二卷）[C];2016年

7 魏中华;孙s钍

本文编号：2818055