有机物料对稻田土壤硝化活性及N 2 O排放的影响
发布时间：2022-02-21 21:01
土壤氮（N）素循环是陆地生态系统重要的元素循环过程之一,也是温室气体氧化亚氮（N2O）产生的主要来源,对全球气候及生态环境变化有着重要意义。水稻土是我国尤其是南方地区常见的土壤类型,占耕地面积的20%。其中有机肥、秸秆还田等常见的农田管理措施以及水稻根系分泌物和凋落物等都会源源不断地向土壤中输入有机物质,这些有机物质为土壤提供N素,影响土壤N素循环和N2O释放。但是目前关于外源有机物是如何影响稻田土壤硝化活性和N2O释放及其相关微生物机理的认知还不系统。因此本研究首先选取我国南方地区四处长期定位试验站调查有机肥对硝化微生物丰度和群落的影响;然后通过室内培养试验研究易分解有机物对硝化活性和活性硝化微生物的影响机制;接着将一种有机物料拓展为三种不同C/N 比的有机物料,将一种水稻土壤拓展为两种pH值不同的水稻土壤深入探究在不同C/N 比的有机物料和不同性质的土壤条件下的硝化活性和活性硝化微生物;最后研究易分解有机碳源对不同pH土壤N2O释放路径的影响。得到的主要研究结果如下:（1）长期施用有机肥显著增加...
【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
文中缩略
第一章 绪论
1.1 我国水稻土概况
1.2 水稻田在N_2O排放中的作用
1.3 稻田土壤N_2O的主要产生途径及相关微生物
1.3.1 经典硝化过程(两步硝化)
1.3.2 完全硝化过程(一步硝化)
1.3.3 硝化细菌反硝化
1.3.4 异养硝化
1.3.5 反硝化过程
1.3.6 联合反硝化
1.3.7 硝酸盐异化还原为铵
1.4 影响主要硝化反硝化微生物分布的非生物因素
1.4.1 氨氧化微生物
1.4.2 亚硝酸盐氧化菌
1.4.3 反硝化细菌
1.5 影响土壤N_2O释放的非生物因素
1.5.1 土壤pH
1.5.2 土壤水分状况
1.5.3 土壤温度
1.5.4 土壤有机质
1.5.5 肥料施用
1.6 问题的提出
1.7 论文研究目标、内容及技术路线
1.7.1 研究目标
1.7.2 研究内容
1.7.3 技术路线图
第二章 长期施用有机肥对稻田土壤硝化微生物的影响
2.1 长期施用有机肥对南方不同水稻土硝化微生物的影响
2.1.1 引言
2.1.2 材料与方法
2.1.3 结果与分析
2.1.4 讨论
2.1.5 结论
2.2 长期施用有机肥对稻季及油菜季土壤硝化微生物的影响
2.2.1 引言
2.2.2 材料与方法
2.2.3 结果与分析
2.2.4 讨论
2.2.5 结论
2.3 本章小结
第三章 易分解有机物对水稻土硝化活性和活性微生物的影响
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 土壤采集及理化性质测定
3.2.2 ~(15)N示踪及DNA-SIP微宇宙培养实验
3.2.3 DNA提取及超高速密度梯度离心
3.2.4 定量PCR
3.2.5 高通量测序及系统发育分析
3.2.6 统计分析
3.3 结果与分析
3.3.1 愈伤组织矿化及土壤硝化
3.3.2 硝化微生物丰度及群落组成的变化
3.3.3 活性氨氧化菌
3.3.4 活性氨氧化菌系统发育分析
3.4 讨论
3.4.1 硝化作用
3.4.2 活性硝化菌的自养生长
3.4.3 活性硝化菌的系统发育分析
3.5 结论
第四章 不同C/N比有机物料对水稻土硝化活性和活性微生物的影响
4.1 不同C/N比有机物料对水稻土硝化活性和硝化微生物的影响
4.1.1 引言
4.1.2 材料与方法
4.1.3 结果与分析
4.1.4 讨论
4.1.5 结论
4.2 不同C/N比有机物对水稻土活性硝化微生物的影响
4.2.1 引言
4.2.2 材料与方法
4.2.3 结果与分析
4.2.4 讨论
4.2.5 结论
4.3 本章小结
第五章 有机碳源存在的条件下稻田土壤氧化亚氮(N_2O)排放路径研究
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 供试土壤
5.2.2 培养体系建立
5.2.3 样品采集及测定
5.2.4 DNA提取及功能基因定量
5.2.5 统计分析
5.3 结果与分析
5.3.1 NH_4~+-N和NO_3~--N浓度及硝化速率
5.3.2 N_2O释放量
5.3.3 硝化反硝化过程对N_2O的相对贡献
5.3.4 硝化反硝化功能基因的变化
5.3.5 PLS-PM分析
5.4 讨论
5.5 结论
第六章 研究结论、创新点及展望
6.1 结论
6.1.1 不同硝化微生物对长期施用有机肥的响应不同
6.1.2 易分解有机物矿化的NH_3是硝化作用底物并优先促进AOA的自养生长
6.1.3 不同C/N比有机物料对不同pH的土壤硝化过程及活性硝化微生物的影响
6.1.4 葡萄糖和不同pH值的水稻土壤对N_2O释放路径的影响
6.2 创新点
6.3 不足之处与研究展望
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]稻田N2O排放影响因素与减排研究进展[J]. 夏仕明,陈洁,蒋玉兰,陈璐,刘贺,刘立军. 中国稻米. 2017(02)
[2]有机碳氮添加对酸性森林土壤氨氧化过程的影响[J]. 徐杰,韩成,张金波,邓欢,钟文辉. 土壤学报. 2017(04)
[3]农田土壤N2O排放的主要影响因素[J]. 谢勇,荣湘民,何欣,石敦杰. 湖南农业科学. 2015(11)
[4]施磷处理对中性紫色土土壤硝化作用的影响[J]. 赵浩淳,周志峰,秦子娴,郭涛. 土壤学报. 2016(01)
[5]好氧氨氧化微生物系统发育及生理生态学差异[J]. 于少兰,乔延路,韩彦琼,张晓华. 微生物学通报. 2015(12)
[6]施肥对稻田甲烷与氧化亚氮排放的影响[J]. 易琼,逄玉万,杨少海,卢钰升,付弘婷,李苹,蒋瑞萍,唐拴虎. 生态环境学报. 2013(08)
[7]土壤氮素转化的关键微生物过程及机制[J]. 贺纪正,张丽梅. 微生物学通报. 2013(01)
[8]一个新的古菌类群——奇古菌门（Thaumarchaeota）[J]. 张丽梅,贺纪正. 微生物学报. 2012(04)
[9]稳定性同位素核酸探针技术DNA-SIP原理与应用[J]. 贾仲君. 微生物学报. 2011(12)
[10]温度和土壤类型对氮素矿化的影响[J]. 王帘里,孙波. 植物营养与肥料学报. 2011(03)
博士论文
[1]秸秆还田下稻田温室气体排放及其对水分管理的响应[D]. 汤宏.湖南农业大学 2013
[2]施肥对稻田湿地土壤碳氮磷库及其相关酶活变化的影响研究[D]. 王少先.浙江大学 2011
硕士论文
[1]硝化与反硝化作用对农田土壤N2O排放的贡献[D]. 林存刚.西南大学 2006
本文编号：3638032
【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
文中缩略
第一章 绪论
1.1 我国水稻土概况
1.2 水稻田在N_2O排放中的作用
1.3 稻田土壤N_2O的主要产生途径及相关微生物
1.3.1 经典硝化过程(两步硝化)
1.3.2 完全硝化过程(一步硝化)
1.3.3 硝化细菌反硝化
1.3.4 异养硝化
1.3.5 反硝化过程
1.3.6 联合反硝化
1.3.7 硝酸盐异化还原为铵
1.4 影响主要硝化反硝化微生物分布的非生物因素
1.4.1 氨氧化微生物
1.4.2 亚硝酸盐氧化菌
1.4.3 反硝化细菌
1.5 影响土壤N_2O释放的非生物因素
1.5.1 土壤pH
1.5.2 土壤水分状况
1.5.3 土壤温度
1.5.4 土壤有机质
1.5.5 肥料施用
1.6 问题的提出
1.7 论文研究目标、内容及技术路线
1.7.1 研究目标
1.7.2 研究内容
1.7.3 技术路线图
第二章 长期施用有机肥对稻田土壤硝化微生物的影响
2.1 长期施用有机肥对南方不同水稻土硝化微生物的影响
2.1.1 引言
2.1.2 材料与方法
2.1.3 结果与分析
2.1.4 讨论
2.1.5 结论
2.2 长期施用有机肥对稻季及油菜季土壤硝化微生物的影响
2.2.1 引言
2.2.2 材料与方法
2.2.3 结果与分析
2.2.4 讨论
2.2.5 结论
2.3 本章小结
第三章 易分解有机物对水稻土硝化活性和活性微生物的影响
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 土壤采集及理化性质测定
3.2.2 ~(15)N示踪及DNA-SIP微宇宙培养实验
3.2.3 DNA提取及超高速密度梯度离心
3.2.4 定量PCR
3.2.5 高通量测序及系统发育分析
3.2.6 统计分析
3.3 结果与分析
3.3.1 愈伤组织矿化及土壤硝化
3.3.2 硝化微生物丰度及群落组成的变化
3.3.3 活性氨氧化菌
3.3.4 活性氨氧化菌系统发育分析
3.4 讨论
3.4.1 硝化作用
3.4.2 活性硝化菌的自养生长
3.4.3 活性硝化菌的系统发育分析
3.5 结论
第四章 不同C/N比有机物料对水稻土硝化活性和活性微生物的影响
4.1 不同C/N比有机物料对水稻土硝化活性和硝化微生物的影响
4.1.1 引言
4.1.2 材料与方法
4.1.3 结果与分析
4.1.4 讨论
4.1.5 结论
4.2 不同C/N比有机物对水稻土活性硝化微生物的影响
4.2.1 引言
4.2.2 材料与方法
4.2.3 结果与分析
4.2.4 讨论
4.2.5 结论
4.3 本章小结
第五章 有机碳源存在的条件下稻田土壤氧化亚氮(N_2O)排放路径研究
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 供试土壤
5.2.2 培养体系建立
5.2.3 样品采集及测定
5.2.4 DNA提取及功能基因定量
5.2.5 统计分析
5.3 结果与分析
5.3.1 NH_4~+-N和NO_3~--N浓度及硝化速率
5.3.2 N_2O释放量
5.3.3 硝化反硝化过程对N_2O的相对贡献
5.3.4 硝化反硝化功能基因的变化
5.3.5 PLS-PM分析
5.4 讨论
5.5 结论
第六章 研究结论、创新点及展望
6.1 结论
6.1.1 不同硝化微生物对长期施用有机肥的响应不同
6.1.2 易分解有机物矿化的NH_3是硝化作用底物并优先促进AOA的自养生长
6.1.3 不同C/N比有机物料对不同pH的土壤硝化过程及活性硝化微生物的影响
6.1.4 葡萄糖和不同pH值的水稻土壤对N_2O释放路径的影响
6.2 创新点
6.3 不足之处与研究展望
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]稻田N2O排放影响因素与减排研究进展[J]. 夏仕明,陈洁,蒋玉兰,陈璐,刘贺,刘立军. 中国稻米. 2017(02)
[2]有机碳氮添加对酸性森林土壤氨氧化过程的影响[J]. 徐杰,韩成,张金波,邓欢,钟文辉. 土壤学报. 2017(04)
[3]农田土壤N2O排放的主要影响因素[J]. 谢勇,荣湘民,何欣,石敦杰. 湖南农业科学. 2015(11)
[4]施磷处理对中性紫色土土壤硝化作用的影响[J]. 赵浩淳,周志峰,秦子娴,郭涛. 土壤学报. 2016(01)
[5]好氧氨氧化微生物系统发育及生理生态学差异[J]. 于少兰,乔延路,韩彦琼,张晓华. 微生物学通报. 2015(12)
[6]施肥对稻田甲烷与氧化亚氮排放的影响[J]. 易琼,逄玉万,杨少海,卢钰升,付弘婷,李苹,蒋瑞萍,唐拴虎. 生态环境学报. 2013(08)
[7]土壤氮素转化的关键微生物过程及机制[J]. 贺纪正,张丽梅. 微生物学通报. 2013(01)
[8]一个新的古菌类群——奇古菌门（Thaumarchaeota）[J]. 张丽梅,贺纪正. 微生物学报. 2012(04)
[9]稳定性同位素核酸探针技术DNA-SIP原理与应用[J]. 贾仲君. 微生物学报. 2011(12)
[10]温度和土壤类型对氮素矿化的影响[J]. 王帘里,孙波. 植物营养与肥料学报. 2011(03)
博士论文
[1]秸秆还田下稻田温室气体排放及其对水分管理的响应[D]. 汤宏.湖南农业大学 2013
[2]施肥对稻田湿地土壤碳氮磷库及其相关酶活变化的影响研究[D]. 王少先.浙江大学 2011
硕士论文
[1]硝化与反硝化作用对农田土壤N2O排放的贡献[D]. 林存刚.西南大学 2006
本文编号：3638032
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3638032.html
