长期轮作施肥对棕壤氨氧化微生物丰度的影响

发布时间：2017-09-20 08:27

  本文关键词：长期轮作施肥对棕壤氨氧化微生物丰度的影响

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【摘要】：氨氧化微生物是催化硝化作用的关键微生物,是地球氮素循环过程的主要承担者,在土壤氮素转化进程中发挥着重要的作用。本试验在沈阳农业大学棕壤肥料长期定位试验的基础上,采用实时荧光定量PCR (qPCR)技术,结合土壤理化性质分析,研究长期轮作施肥对棕壤氨氧化微生物丰度的影响,主要研究结果如下：(1)不同施肥显著影响了土壤理化性质。长期施用有机肥显著提高了土壤pH值、碱解氮(AHN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、有机质(SOM)和全氮(TN)。长期单施化肥降低了土壤pH值,单施氮肥处理土壤的pH值最低。不同施肥处理土壤铵态氮和硝态氮的含量有显著差异。施用有机肥有利于土壤铵态氮和硝态氮含量的积累,土壤pH值、速效磷、速效钾、碱解氮、有机质、全氮均与土壤铵态氮和硝态氮含量呈显著的正相关关系。表明长期施用有机肥有利于保持土壤质量,而不平衡施肥则使土壤条件恶化。(2)长期轮作施肥条件下,不同施肥处理棕壤氨氧化古菌数量明显高于氨氧化细菌。长期施用有机肥棕壤氨氧化微生物丰度明显高于不施肥处理(CK)和单施化肥处理,单施有机肥(M2)土壤氨氧化微生物的数量最多,而单施氮肥处理数量最少。单施有机肥(M2)和单施化学氮肥(N1、N2)对棕壤氨氧化微生物的丰度影响较大。表明长期施用有机肥能显著提高土壤氨氧化微生物的数量。(3)各施肥处理土壤中氨氧化古菌的丰度随作物生育时期的化规律基本一致,在整个生育时期呈现逐渐增长的趋势。而不同生育时期对氨氧化细菌的影响不同,有机肥处理氨氧化细菌的数量先增加后减少,最后达到平稳的状态,不施肥和单施化肥处理播前、苗期和拔节期三个时期基本保持平稳,抽雄期和收获期未检测到氨氧化细菌的amoA基因,表明施用有机肥有利于维持土壤氨氧化微生物群落的稳定性。(4)RDA分析结果表明,长期轮作施肥条件下,长期施肥土壤理化性质对棕壤氨氧化微生物丰度的影响因子主要有土壤pH值、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质和全氮,且呈显著正相关关系。影响玉米生育期内AOB丰度的环境因素为土壤pH值、碱解氮、土壤有机质、硝态氮、可溶性有机碳、全氮,而AOA丰度玉米生育期内的影响因子主要有土壤pH值、土壤含水量、土壤有机质。
【关键词】：长期施肥 棕壤 氨氧化微生物 丰度
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S154.3
【目录】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第一章 前言13-21
• 1.1 国内氮肥施用现状13-14
• 1.2 土壤的硝化作用14-16
• 1.2.1 土壤氮循环中的微生物14-16
• 1.2.2 硝化作用的概述16
• 1.3 氨氧化微生物16-19
• 1.3.1 氨氧化细菌17-18
• 1.3.2 氨氧化古菌18-19
• 1.4 实时荧光定量PCR技术 (Real-time QPCR)19
• 1.5 本研究的目的意义19-21
• 第二章 材料与方法21-28
• 2.1 试验地基本概况21
• 2.2 试验设计21-22
• 2.3 样品采集22
• 2.4 测定方法22-27
• 2.4.1 土壤理化性质测定22
• 2.4.2 主要培养基22-23
• 2.4.3 土壤总DNA提取23
• 2.4.4 聚合酶链式反应(PCR)23-24
• 2.4.5 实时荧光定量PCR (Real-time QPCR)24-25
• 2.4.6 氨氧化细菌amoA基因和氨氧化古菌arch-amoA基因克隆文库构建25-27
• 2.5 数据处理27-28
• 第三章 长期施肥对棕壤氨氧化微生物丰度的影响28-36
• 3.1 不同施肥处理对棕壤氨氧化微生物的丰度影响28-32
• 3.1.1 不同施肥处理对氨氧化细菌的丰度影响28-30
• 3.1.2 不同施肥处理对氨氧化古菌的丰度影响30-31
• 3.1.3 不同施肥处理氨氧化古菌和氨氧化细菌的比率31-32
• 3.2 氨氧化微生物随作物生育时期的变化32-34
• 3.2.1 不同生育时期氨氧化细菌的丰度变化32-33
• 3.2.2 不同生育时期氨氧化古菌的丰度变化33-34
• 3.3 小结34-36
• 第四章 长期施肥对棕壤氨氧化微生物丰度的影响因素36-55
• 4.1 长期施肥对棕壤铵态氮、硝态氮及植物氮吸收量的影响36-41
• 4.1.1 不同施肥处理对土壤铵态氮和硝态氮的影响36-37
• 4.1.2 不同施肥处理影响土壤铵态氮和硝态氮的因子37-39
• 4.1.3 土壤铵态氮和硝态氮随作物生育期的变化规律39-40
• 4.1.4 不同施肥处理对植物氮吸收量的影响40-41
• 4.2 土壤理化性质41-48
• 4.2.1 土壤pH值41-42
• 4.2.2 土壤速效养分42-44
• 4.2.3 有机质和全氮44-46
• 4.2.4 土壤理化性质对棕壤氨氧化微生物丰度的影响46-48
• 4.3 棕壤氨氧化微生物随作物生育时期变化的影响因素48-53
• 4.3.1 土壤含水量随作物生育期的变化规律48-49
• 4.3.2 土壤pH随作物生育期的变化规律49
• 4.3.3 土壤碱解氮随作物生育期的变化规律49-50
• 4.3.4 土壤可溶性有机碳(DOC)随作物生育期的变化规律50-51
• 4.3.5 棕壤氨氧化微生物与土壤环境因子的相关分析51-53
• 4.4 小结53-55
• 第五章 结论55-57
• 5.1 研究结论55-57
• 参考文献57-63
• 致谢63-65
• 攻读硕士期间发表的论文65

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