水稻土微生物群落结构及功能随植稻年限的变化：滩涂围垦稻田时间序列的案例研究
发布时间：2021-03-07 03:43
土壤有机质是土壤的最关键组分,它促使土壤团聚体和良好结构的形成,提供微生物能源而养育土壤的生物区系,是土壤生物过程的驱动者,从而驱动和调节土壤中养分、水、能量循环,发挥土壤的生态系统功能服务。因此,土壤发育中土壤有机质-团聚体-微生物区系-土壤生态系统功能活性间的关系是土壤学的本质问题。已有研究表明,水稻土在水耕熟化过程中有机碳有明显的积累趋势和固碳潜力。水稻土是我国长期栽培水稻下水耕熟化过程而形成发育的一类特色农业土壤,是独特的人为土壤（Anthrosols）。我国种植水稻已有7000-10,000年的历史,水稻土可以起源于多种土壤类型,经过长期水稻生产的人为管理和耕作,水耕熟化过程的长期演化而定向发育为具有特有的剖面形态特征和理化性质,并形成稳定的作物生产力。已有研究表明,水稻种植下水稻土有机碳积累明显,并具有较高的化学和生物学稳定性。水稻土发育中有机质积累和稳定是如何随着植稻年限而演进,其微生物、生物活性功能如何与有机质积累相变化,这是还没有清楚的问题。在中国浙江东部沿海地区,垒土筑塘、围涂开垦,已有2000多年的历史,在围垦过程中,大量的滩涂湿地被开垦为水稻土。不同海塘的建筑年...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１采样点位置图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?出ｅ?ｓｏｉｌ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｓｈｅ??
利用能力要显著地低于水稻±。从图中还可Ｗ看出水稻±壤中微生物群落的碳源总体??利用能为并没有因为植稻年限的不同而产生差异。??如图２－２Ｂ所示，取培养过程中第７２小时的ＡＷＣＤ做主成分分析，主成分ＰＣ１??和主成分ＰＣ２可解释的总变异度为４５．３１％，滩涂和不同发育程度水稻±之间呈现明??显的分离。未开畳的滩涂在第一象限，而其他水稻±在二Ｈ象限，表明不同发育程度??水稻王与滩涂的微生物群落存在明显的功能差异，而不同发育时间水稻±的微生物群??落功能多样性基本相似。??，Ａ．Ｍ?Ｂ??＇■６?■?—Ｐｌｏｏ?０＇ｅ?！?■??，＇４?＇?古?Ｐ３００?Ｔ?冬；；；??ａ?１－２?■?－？－Ｐ７〇〇?－??－、??３?，?．?ｓｏ?，＇－＇化?、＇＇、?－ｗ??＜〇＇ｇ．．雜－?Ａ?／＇、
为了能够公平地比较不同植稻年限±壤中细菌的ＯＴＵ数、丰富度和多样性的差??异，我们从每个样品的测序结果中随机选取５５００条序列，进行ＯＴＵ数、丰富度和多??样性指数的估算，结果见图３－５所示。Ｗ?９７％的相似度水平计算供试止壤的ＯＴＵ数，??并将ＯＴＵ数和Ｃｈａｏｌ指数用来表示细菌群落物种的丰富度，虽然计算方法不同，但??它们都显示不同植稻年限王壤的丰富度显著高于未植稻的滩涂王壤。同时，将Ｓｈａｎｎｏｎ??和ＰＤ?（ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ?ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）指数用于群落的多样性的计算，它们也显尔不同植稻??年限±壤的多样性高于未植稻的滩涂王壤。在滩徐围畳后１００年的植稻年限内，王壤??中的丰富度和多样性均显著地增加，ＯＴＵ数和Ｃｈａｏｌ指数分别从１８４０．巧和５０３０．０４??增加到３６１２．００和１３８２５．６８，Ｓｈａｎｎｏｎ和ＰＤ指数分别从８．８９和１７６．７０增加到１１．２７??和３５６．７１。在此之后的植稻过程中，细菌群落的丰富度和多样性趋于稳定。??４０００?ｒ?１２?？??ｄ?ｆ?工?玄Ｕ?－?广?＊??复?３０００?－?／?ｅ?１０．５?■?／??Ｉ厕?／?ｒ：?／??？?国－?８．５?－??１０００?ｉ??＊???＊?＊８?＊?＇?＊?＊???＊????Ｐ０?Ｐ５０?Ｐ１００?Ｐ３００?Ｐ７００?併?巧〇?Ｐ１００?Ｐ３００?Ｐ７００??１６０００?Ｉ＂?？丘?４００?．??Ｓ?１繼－?Ｔ?一｛?｝■???ｉ?■?户一?ｉ??Ｉ?１２０００?■?ｙＴ?１?５?洗０?－?ｆ??ｉ胃
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同稻作年限下土壤微生物学性质和线虫群落特征的变化[J]. 刘雨迪,陈小云,刘满强,秦江涛,李辉信,胡锋. 生物多样性. 2013(03)
[2]新一代高通量测序与稳定性同位素示踪DNA/RNA技术研究稻田红壤甲烷氧化的微生物过程[J]. 郑燕,贾仲君. 微生物学报. 2013(02)
[3]荆江地区湿地与稻田有机碳、微生物多样性及土壤酶活性的比较[J]. 靳振江,邰继承,潘根兴,李恋卿,宋祥云,谢添,刘晓雨,王丹. 中国农业科学. 2012(18)
[4]洞庭湖湿地土壤环境及其对退田还湖方式的响应[J]. 刘娜,王克林,谢永宏,杨刚,段亚锋. 生态学报. 2011(13)
[5]不同耕种年限红壤性水稻土理化性质的变化特征[J]. 马良,徐仁扣. 土壤. 2010(04)
[6]盐城海滨盐沼湿地及围垦农田的土壤质量演变[J]. 毛志刚,谷孝鸿,刘金娥,任丽娟,王国祥. 应用生态学报. 2010(08)
[7]中亚热带典型人工林土壤质量演变及其环境意义[J]. 吴明,邵学新,周纯亮,胡锋. 生态学杂志. 2009(09)
[8]滨海沉积物发育的水稻土时间序列母质均一性判定与特性演变[J]. 陈留美,张甘霖. 土壤学报. 2009(05)
[9]不同耕作年限水稻土土壤颗粒的体积分形特征研究[J]. 慈恩,杨林章,程月琴,马力. 土壤. 2009(03)
[10]不同时期围海造田水稻土肥力剖面分布特征[J]. 赵言文,刘辉,胡正义,罗贤平,庄舜尧,曹志洪,杨林章. 土壤通报. 2009(01)
博士论文
[1]不同种植年限水稻土中甲烷及氮循环相关微生物群落的研究[D]. 常佳丽.中国农业大学 2014
[2]耕作和长期施肥对稻田土壤微生物群落结构及活性的影响[D]. 靳振江.南京农业大学 2013
[3]重金属污染稻田土壤温室气体产生相关的微生物群落结构及活性变化[D]. 刘永卓.南京农业大学 2012
[4]河口湿地围垦后长期耕作下土壤理化性质演变、碳固定机制及细菌群落演替的研究[D]. 崔军.复旦大学 2011
[5]水分条件与水稻土壤微生物生物量、活性及多样性的关系研究[D]. 刘岳燕.浙江大学 2009
[6]长期不同施肥条件下南方典型性水稻土有机碳矿化与CO2、CH4产生研究[D]. 郑聚锋.南京农业大学 2007
[7]肥料农药和重金属对紫色水稻土微生物特性的影响[D]. 张腊梅.西南大学 2007
硕士论文
[1]鄱阳湖湿地围垦后土壤团聚体结构、有机碳及微生物多样性变化的研究[D]. 陶金.南昌大学 2012
[2]长期不同施肥条件下太湖地区水稻土团聚体颗粒组的细菌、真菌多样性研究[D]. 王丹.南京农业大学 2011
[3]围海造田水稻土肥力特点和氮矿化特征研究[D]. 罗贤平.华中农业大学 2008
本文编号：3068343
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１采样点位置图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?出ｅ?ｓｏｉｌ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｓｈｅ??
利用能力要显著地低于水稻±。从图中还可Ｗ看出水稻±壤中微生物群落的碳源总体??利用能为并没有因为植稻年限的不同而产生差异。??如图２－２Ｂ所示，取培养过程中第７２小时的ＡＷＣＤ做主成分分析，主成分ＰＣ１??和主成分ＰＣ２可解释的总变异度为４５．３１％，滩涂和不同发育程度水稻±之间呈现明??显的分离。未开畳的滩涂在第一象限，而其他水稻±在二Ｈ象限，表明不同发育程度??水稻王与滩涂的微生物群落存在明显的功能差异，而不同发育时间水稻±的微生物群??落功能多样性基本相似。??，Ａ．Ｍ?Ｂ??＇■６?■?—Ｐｌｏｏ?０＇ｅ?！?■??，＇４?＇?古?Ｐ３００?Ｔ?冬；；；??ａ?１－２?■?－？－Ｐ７〇〇?－??－、??３?，?．?ｓｏ?，＇－＇化?、＇＇、?－ｗ??＜〇＇ｇ．．雜－?Ａ?／＇、
为了能够公平地比较不同植稻年限±壤中细菌的ＯＴＵ数、丰富度和多样性的差??异，我们从每个样品的测序结果中随机选取５５００条序列，进行ＯＴＵ数、丰富度和多??样性指数的估算，结果见图３－５所示。Ｗ?９７％的相似度水平计算供试止壤的ＯＴＵ数，??并将ＯＴＵ数和Ｃｈａｏｌ指数用来表示细菌群落物种的丰富度，虽然计算方法不同，但??它们都显示不同植稻年限王壤的丰富度显著高于未植稻的滩涂王壤。同时，将Ｓｈａｎｎｏｎ??和ＰＤ?（ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ?ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）指数用于群落的多样性的计算，它们也显尔不同植稻??年限±壤的多样性高于未植稻的滩涂王壤。在滩徐围畳后１００年的植稻年限内，王壤??中的丰富度和多样性均显著地增加，ＯＴＵ数和Ｃｈａｏｌ指数分别从１８４０．巧和５０３０．０４??增加到３６１２．００和１３８２５．６８，Ｓｈａｎｎｏｎ和ＰＤ指数分别从８．８９和１７６．７０增加到１１．２７??和３５６．７１。在此之后的植稻过程中，细菌群落的丰富度和多样性趋于稳定。??４０００?ｒ?１２?？??ｄ?ｆ?工?玄Ｕ?－?广?＊??复?３０００?－?／?ｅ?１０．５?■?／??Ｉ厕?／?ｒ：?／??？?国－?８．５?－??１０００?ｉ??＊???＊?＊８?＊?＇?＊?＊???＊????Ｐ０?Ｐ５０?Ｐ１００?Ｐ３００?Ｐ７００?併?巧〇?Ｐ１００?Ｐ３００?Ｐ７００??１６０００?Ｉ＂?？丘?４００?．??Ｓ?１繼－?Ｔ?一｛?｝■???ｉ?■?户一?ｉ??Ｉ?１２０００?■?ｙＴ?１?５?洗０?－?ｆ??ｉ胃
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同稻作年限下土壤微生物学性质和线虫群落特征的变化[J]. 刘雨迪,陈小云,刘满强,秦江涛,李辉信,胡锋. 生物多样性. 2013(03)
[2]新一代高通量测序与稳定性同位素示踪DNA/RNA技术研究稻田红壤甲烷氧化的微生物过程[J]. 郑燕,贾仲君. 微生物学报. 2013(02)
[3]荆江地区湿地与稻田有机碳、微生物多样性及土壤酶活性的比较[J]. 靳振江,邰继承,潘根兴,李恋卿,宋祥云,谢添,刘晓雨,王丹. 中国农业科学. 2012(18)
[4]洞庭湖湿地土壤环境及其对退田还湖方式的响应[J]. 刘娜,王克林,谢永宏,杨刚,段亚锋. 生态学报. 2011(13)
[5]不同耕种年限红壤性水稻土理化性质的变化特征[J]. 马良,徐仁扣. 土壤. 2010(04)
[6]盐城海滨盐沼湿地及围垦农田的土壤质量演变[J]. 毛志刚,谷孝鸿,刘金娥,任丽娟,王国祥. 应用生态学报. 2010(08)
[7]中亚热带典型人工林土壤质量演变及其环境意义[J]. 吴明,邵学新,周纯亮,胡锋. 生态学杂志. 2009(09)
[8]滨海沉积物发育的水稻土时间序列母质均一性判定与特性演变[J]. 陈留美,张甘霖. 土壤学报. 2009(05)
[9]不同耕作年限水稻土土壤颗粒的体积分形特征研究[J]. 慈恩,杨林章,程月琴,马力. 土壤. 2009(03)
[10]不同时期围海造田水稻土肥力剖面分布特征[J]. 赵言文,刘辉,胡正义,罗贤平,庄舜尧,曹志洪,杨林章. 土壤通报. 2009(01)
博士论文
[1]不同种植年限水稻土中甲烷及氮循环相关微生物群落的研究[D]. 常佳丽.中国农业大学 2014
[2]耕作和长期施肥对稻田土壤微生物群落结构及活性的影响[D]. 靳振江.南京农业大学 2013
[3]重金属污染稻田土壤温室气体产生相关的微生物群落结构及活性变化[D]. 刘永卓.南京农业大学 2012
[4]河口湿地围垦后长期耕作下土壤理化性质演变、碳固定机制及细菌群落演替的研究[D]. 崔军.复旦大学 2011
[5]水分条件与水稻土壤微生物生物量、活性及多样性的关系研究[D]. 刘岳燕.浙江大学 2009
[6]长期不同施肥条件下南方典型性水稻土有机碳矿化与CO2、CH4产生研究[D]. 郑聚锋.南京农业大学 2007
[7]肥料农药和重金属对紫色水稻土微生物特性的影响[D]. 张腊梅.西南大学 2007
硕士论文
[1]鄱阳湖湿地围垦后土壤团聚体结构、有机碳及微生物多样性变化的研究[D]. 陶金.南昌大学 2012
[2]长期不同施肥条件下太湖地区水稻土团聚体颗粒组的细菌、真菌多样性研究[D]. 王丹.南京农业大学 2011
[3]围海造田水稻土肥力特点和氮矿化特征研究[D]. 罗贤平.华中农业大学 2008
本文编号：3068343
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