长期冬绿肥—水稻制度下稻田土壤部分环境化学及分子生态学特征
发布时间：2023-06-01 05:34
长期种植利用绿肥是重要的水稻稳产高产措施，绿肥的长期效应及作用机制值得深入研究。依托我国南方红壤性水稻土上开始于1982年的双季稻-冬绿肥体系定位试验，在典型时期（绿肥盛花期、早稻移栽前、早稻分蘖期、早稻拔节期、早稻成熟期、晚稻收获后）采集土壤样品，应用紫外光谱、傅里叶红外光谱、荧光定量PCR、高通量测序等技术，研究了部分土壤养分、微生物生物量、DOM特性以及盐酸浸提态总铁（TFeHCl）、二价铁[Fe(II)HCl]和三价铁[Fe(III)HCl]，测定了硝化作用功能基因arch-amoA基因、反硝化作用narG基因和nosZ基因丰度，分析了土壤微生物群落多样性特征。试验设四个处理，分别是稻-稻-紫云英（RRV）、稻-稻-冬油菜（RRP）、稻-稻-黑麦草（RRG）和稻-稻-冬闲（RRF）。主要结果如下： 绿肥翻压后土壤各速效养分含量均迅速上升。绿肥翻压后RRG处理土壤无机氮增幅最大，晚稻收获后冬种绿肥处理土壤无机氮含量低于RRF处理。冬种绿肥降低了土壤有效磷含量，各绿肥品种间稍有差别，RRG处理在各时期土壤有效磷含量相对其它2种冬绿肥处理较高。翻压黑麦草及冬油菜对土壤速效钾含量提升较...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩略表
第一章 引言
1.1 绿肥对土壤肥力及生物特性的影响
1.1.1 提升土壤可持续生产能力
1.1.2 绿肥改善土壤微生物特性
1.2 土壤可溶性有机质研究进展
1.2.1 DOM 的来源及影响因素
1.2.2 DOM 在土壤肥力及生态学中的意义
1.2.3 DOM 的研究方法
1.3 铁还原作用及其在稻田生态系统中的作用及意义
1.3.1 水稻土中异化铁还原作用及其影响因素
1.3.2 铁还原作用在稻田生态系统中的意义
1.4 氮转化功能基因研究进展
1.4.1 稻田氮转化作用
1.4.2 硝化作用及反硝化作用分子生态学研究进展
1.5 高通量测序技术在农业研究中的应用
1.6 研究目的、内容及技术路线
第二章 长期稻稻肥系统中土壤养分与微生物生物量特性
2.1 材料与方法
2.1.1 区域概况及供试土壤
2.1.2 供试作物
2.1.3 试验设计
2.1.4 土壤样品采集
2.1.5 测定项目及方法
2.1.6 数据处理方法
2.2 结果与分析
2.2.1 长期冬种绿肥对稻田土壤肥力的影响
2.2.2 长期冬种绿肥对稻田土壤生物生物量性状的影响
2.3 讨论
2.3.1 长期种植翻压绿肥促进土壤速效养分利用，改善土壤化学性质
2.3.2 长期冬种绿肥改善土壤微生物特性
2.4 本章小结
第三章 长期稻稻肥系统中土壤 DOM 特性
3.1 材料与方法
3.1.1 区域概况及供试土壤
3.1.2 供试作物
3.1.3 试验设计
3.1.4 土壤样品采集
3.1.5 测定项目及方法
3.1.6 数据处理方法
3.2 结果与分析
3.2.1 DOM 生物化学性质
3.2.2 长期冬种绿肥条件下 DOM 光谱性状的变化
3.2.3 长期冬种绿肥条件下土壤 DOM 元素组成的变化
3.3 讨论
3.3.1 长期冬种绿肥对土壤 DOM 生化性状的影响
3.3.2 长期冬种绿肥对土壤 DOM 组成及结构的影响
3.4 本章小结
第四章 长期稻稻肥系统中土壤铁还原特征
4.1 材料与方法
4.1.1 区域概况及供试土壤
4.1.2 供试作物
4.1.3 试验设计
4.1.4 土壤样品采集
4.1.5 测定项目及方法
4.1.6 Fe(Ⅱ)累积 Logistic 动力学参数
4.1.7 数据处理方法
4.2 结果与分析
4.2.1 长期冬种绿肥对不同时期土壤盐酸提取态总铁的影响
4.2.2 长期冬种绿肥对不同时期土壤盐酸提取态 Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)含量的影响
4.2.3 Fe(Ⅱ)累积动力学特征
4.2.4 各时期土壤铁还原能力与土壤其它环境变量变化的动态关系
4.3 讨论
4.4 本章小结
第五章 长期稻稻肥系统中氮转化功能基因丰度
5.1 材料与方法
5.1.1 区域概况及供试土壤
5.1.2 供试作物
5.1.3 试验设计
5.1.4 土壤样品采集
5.1.5 测定项目及方法
5.1.6 数据处理方法
5.2 结果与分析
5.2.1 长期冬种绿肥对土壤硝化、反硝化作用功能基因丰度的影响
5.2.2 长期冬种绿肥条件下氮转化功能基因与环境变量间相关关系
5.3 讨论
5.3.1 长期双季稻-绿肥种植制度下氮转化功能基因的变化
5.3.2 稻田土壤中的氮铁耦合关系
5.4 本章小结
第六章 长期稻稻肥系统中土壤微生物群落特征
6.1 材料与方法
6.1.1 区域概况及供试土壤
6.1.2 供试作物
6.1.3 试验设计
6.1.4 土壤样品采集
6.1.5 测定项目及方法
6.2 结果与分析
6.2.1 群体α多样性
6.2.2 群体组成
6.2.3 群落相似度
6.3 讨论
6.4 本章小结
第七章 全文结论
7.1 主要结论
7.2 问题与展望
参考文献
附录
致谢
作者简历
本文编号：3826717
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩略表
第一章 引言
1.1 绿肥对土壤肥力及生物特性的影响
1.1.1 提升土壤可持续生产能力
1.1.2 绿肥改善土壤微生物特性
1.2 土壤可溶性有机质研究进展
1.2.1 DOM 的来源及影响因素
1.2.2 DOM 在土壤肥力及生态学中的意义
1.2.3 DOM 的研究方法
1.3 铁还原作用及其在稻田生态系统中的作用及意义
1.3.1 水稻土中异化铁还原作用及其影响因素
1.3.2 铁还原作用在稻田生态系统中的意义
1.4 氮转化功能基因研究进展
1.4.1 稻田氮转化作用
1.4.2 硝化作用及反硝化作用分子生态学研究进展
1.5 高通量测序技术在农业研究中的应用
1.6 研究目的、内容及技术路线
第二章 长期稻稻肥系统中土壤养分与微生物生物量特性
2.1 材料与方法
2.1.1 区域概况及供试土壤
2.1.2 供试作物
2.1.3 试验设计
2.1.4 土壤样品采集
2.1.5 测定项目及方法
2.1.6 数据处理方法
2.2 结果与分析
2.2.1 长期冬种绿肥对稻田土壤肥力的影响
2.2.2 长期冬种绿肥对稻田土壤生物生物量性状的影响
2.3 讨论
2.3.1 长期种植翻压绿肥促进土壤速效养分利用，改善土壤化学性质
2.3.2 长期冬种绿肥改善土壤微生物特性
2.4 本章小结
第三章 长期稻稻肥系统中土壤 DOM 特性
3.1 材料与方法
3.1.1 区域概况及供试土壤
3.1.2 供试作物
3.1.3 试验设计
3.1.4 土壤样品采集
3.1.5 测定项目及方法
3.1.6 数据处理方法
3.2 结果与分析
3.2.1 DOM 生物化学性质
3.2.2 长期冬种绿肥条件下 DOM 光谱性状的变化
3.2.3 长期冬种绿肥条件下土壤 DOM 元素组成的变化
3.3 讨论
3.3.1 长期冬种绿肥对土壤 DOM 生化性状的影响
3.3.2 长期冬种绿肥对土壤 DOM 组成及结构的影响
3.4 本章小结
第四章 长期稻稻肥系统中土壤铁还原特征
4.1 材料与方法
4.1.1 区域概况及供试土壤
4.1.2 供试作物
4.1.3 试验设计
4.1.4 土壤样品采集
4.1.5 测定项目及方法
4.1.6 Fe(Ⅱ)累积 Logistic 动力学参数
4.1.7 数据处理方法
4.2 结果与分析
4.2.1 长期冬种绿肥对不同时期土壤盐酸提取态总铁的影响
4.2.2 长期冬种绿肥对不同时期土壤盐酸提取态 Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)含量的影响
4.2.3 Fe(Ⅱ)累积动力学特征
4.2.4 各时期土壤铁还原能力与土壤其它环境变量变化的动态关系
4.3 讨论
4.4 本章小结
第五章 长期稻稻肥系统中氮转化功能基因丰度
5.1 材料与方法
5.1.1 区域概况及供试土壤
5.1.2 供试作物
5.1.3 试验设计
5.1.4 土壤样品采集
5.1.5 测定项目及方法
5.1.6 数据处理方法
5.2 结果与分析
5.2.1 长期冬种绿肥对土壤硝化、反硝化作用功能基因丰度的影响
5.2.2 长期冬种绿肥条件下氮转化功能基因与环境变量间相关关系
5.3 讨论
5.3.1 长期双季稻-绿肥种植制度下氮转化功能基因的变化
5.3.2 稻田土壤中的氮铁耦合关系
5.4 本章小结
第六章 长期稻稻肥系统中土壤微生物群落特征
6.1 材料与方法
6.1.1 区域概况及供试土壤
6.1.2 供试作物
6.1.3 试验设计
6.1.4 土壤样品采集
6.1.5 测定项目及方法
6.2 结果与分析
6.2.1 群体α多样性
6.2.2 群体组成
6.2.3 群落相似度
6.3 讨论
6.4 本章小结
第七章 全文结论
7.1 主要结论
7.2 问题与展望
参考文献
附录
致谢
作者简历
本文编号：3826717
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