生物炭对大豆镉吸收及根际氮循环相关微生物活性的影响

发布时间：2022-01-09 06:39

　　在我国重金属污染农田面积逐年扩大、重金属超标农产品日益增多的严峻形势下,为明确生物炭修复重金属污染农田的应用价值,本研究通过在原位低浓度镉污染土壤（总镉3.14 mg/kg）和人为添加高浓度镉污染土壤（总镉10.8 mg/kg）中施加生物炭进行大豆（Glycine max）盆栽试验,系统分析了生物炭对镉胁迫条件下大豆生长及镉吸收、分配、转运和积累的影响,结合高通量测序评估了施加生物炭对大豆根际微生物群落结构和组成的影响,同时利用qPCR技术从微生物角度阐述了生物炭对土壤氮素的影响机理,以期为修复重金属污染农田和减少农田氮素损失提供理论依据。结果如下:（1）添加生物炭显著提高镉污染土壤中大豆的固氮能力,促进大豆生长。在低浓度污染土壤的开花期,1%生物炭使大豆根瘤菌的固氮酶活性增强53.66倍,使大豆叶片中氮含量和大豆株高分别增加13.7%和增加14.6%。（2）添加生物炭显著增加大豆不可食用部分镉转运系数和富集系数,使不可食用部分镉累积量显著增加,但显著降低可食用部分镉转运系数和富集系数,使可食用部分镉含量显著降低。10%生物炭使低浓度污染土壤中大豆籽粒镉含量从1.17mg/kg降低到0... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 农田土壤重金属污染概况
        1.1.1 污染现状及污染来源
        1.1.2 污染危害
        1.1.3 重金属污染土壤修复技术
    1.2 生物炭概况
        1.2.1 生物炭的制备
        1.2.2 生物炭的特性
        1.2.3 生物炭的应用
    1.3 研究内容和意义
    1.4 技术路线
第二章 生物炭对大豆生长及大豆中镉富集和转移的影响
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 生物炭参数
        2.2.2 土壤采集及准备
        2.2.3 盆栽试验
        2.2.4 样品收集及大豆株高、根长和生物量测定
        2.2.5 大豆各部位镉含量测定
        2.2.6 大豆根区土壤理化性质的测定
        2.2.7 统计分析方法
    2.3 结果与分析
        2.3.1 .添加氯化镉和生物炭评价
        2.3.2 对大豆生长的影响
        2.3.3 大豆中镉的富集和转移
        2.3.4 对土壤理化性质的影响
        2.3.5 土壤理化性质与大豆生长和镉富集转运相关性
    2.4 讨论
    2.5 小结
第三章 生物炭对大豆根际土壤微生物氮代谢的影响
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 根际土壤微生物酶活性测定
        3.2.2 根际土壤DNA提取
        3.2.3 根际土壤RNA提取和cDNA合成
        3.2.4 氮循环相关功能基因的标曲构建与实时荧光定量PCR
    3.3 结果与分析
        3.3.1 根际土壤酶活性变化
        3.3.2 生物炭对大豆根际总细菌的绝对丰度和活性的影响
        3.3.3 生物炭对大豆根际氮循环相关功能细菌的绝对丰度和活性的影响
    3.4 讨论
    3.5 小结
第四章 生物炭对大豆根际土壤微生物群落的影响
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 根际土壤DNA提取、16S rRNA基因高通量测序及序列处理
        4.2.2 数据分析
    4.3 结果与分析
        4.3.1 微生物群落多样性对环境因子的响应
        4.3.2 微生物群落结构对环境因子的响应
        4.3.3 根际微生物群落组成对环境因子的响应
    4.4 讨论
        4.4.1 微生物的相对和绝对丰度的比较
        4.4.2 微生物群落的变化
    4.5 小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
附录
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]生物黑炭对黑土根际土壤氮素转化强度及无机氮的影响[J]. 王大庆,孟颖,孙泰朋,赵伟,王宏燕.  水土保持研究. 2016(05)
[2]全国土壤污染状况调查公报[J].   中国环保产业. 2014(05)
[3]添加生物炭对华南早稻田CH4和N2O排放的影响[J]. 孟梦,吕成文,李玉娥,秦晓波,万运帆,高清竹.  中国农业气象. 2013(04)
[4]生物炭生产与农用的意义及国内外动态[J]. 何绪生,耿增超,佘雕,张保健,高海英.  农业工程学报. 2011(02)
[5]河北清苑县及周边农田土壤及农作物中重金属污染状况与分析评价[J]. 张丽红,徐慧珍,于青春,李瑞敏,马忠社,曹峰,李宏亮.  农业环境科学学报. 2010(11)
[6]基于地质累积与内梅罗指数的耕地重金属污染研究[J]. 刘衍君,汤庆新,白振华,张秀玲,张保华.  中国农学通报. 2009(20)
[7]南方典型产地大米Cd、Zn、Se含量变异及其健康风险探讨[J]. 张良运,李恋卿,潘根兴.  环境科学. 2009(09)
[8]四川部分地区3种食用菌中7种重金属含量测定[J]. 陈黎,江勇,王明亮,陈仙,叶蔺霜.  中国食用菌. 2009(02)
[9]植物对重金属镉的耐受机制[J]. 张军,束文圣.  植物生理与分子生物学学报. 2006(01)
[10]污染土壤的修复技术研究进展[J]. 周东美,郝秀珍,薛艳,仓龙,王玉军,陈怀满.  生态环境. 2004(02)

硕士论文
[1]长期施肥对农田土壤重金属的影响[D]. 刘景.西北农林科技大学 2009



本文编号：3578164