两种熏蒸剂对土壤微生物多样性和群落结构的影响

发布时间：2020-08-15 12:08

【摘要】：熏蒸剂因其广谱和强烈的生物活性在农业生产上被广泛使用。但是,在熏蒸剂防治土传病原微生物的同时,土壤中的非靶标微生物也必定会受到不同程度的影响。本研究采用宏基因组测序、荧光定量PCR等分子生物学手段以及常规生物学手段等方法,研究了两种熏蒸剂氯化苦和威百亩对土壤微生物群落结构、多样性、优势菌群、土壤氮循环和植物生物指标等影响,获得结果总结如下:(1)氯化苦对土壤细菌多样性和群落结构的影响氯化苦熏蒸之后,细菌群落多样性显著下降。群落组成在门水平上没有显著改变,但在属水平和OTU水平发现多个丰度差异显著的物种。优势种群被改变。一些优势种群显著减少或消失,一些新的优势种群出现。另外,涉及到生物降解的一些物种,如Sphingomonas spp.和Rhodococcus spp,在数量上显著增加。氨氧化古菌种群被持久抑制,可能导致硝化作用的抑制。拥有nosZ基因的反硝化种群显著增加,这有利于土壤中氧化亚氮向氮气的转变。但关于氯化苦的施用和氧化亚氮的排放量关系则需要进一步的探索和研究。(2)威百亩对土壤细菌多样性、群落结构和氮循环的影响威百亩熏蒸之后,土壤微生物诱导呼吸和微生物量氮被抑制,铵态氮浓度显著上升;总细菌和真菌数量显著减少,同时,涉及到氮循环关键酶的编码基因,nifH、AOA-amoA、anammox细菌、nosZ、nirS和nar G表达水平显著下降,这表明土壤氮循环部分过程受到了抑制。细菌群落多样性显著减少,优势种群发生变化。由于异硫氰酸甲酯极短的半衰期,除了多样性外,所有观测到的影响持续时间均较为短暂。(3)氯化苦和生物炭对盆栽黄瓜幼苗根际细菌群落多样性和群落结构的影响氯化苦和生物炭均能够促进黄瓜幼苗的生长。氯化苦的熏蒸减少了根际细菌群落多样性并改变结构组成和优势种群,这些影响随着时间延长而逐渐减小。在氯化苦熏蒸后的土壤中添加生物炭,能够促进根际细菌群落的恢复。这些结果为熏蒸剂和生物炭在农业生产上的使用提供理论依据。(4)多年氯化苦熏蒸历史和无熏蒸历史的草莓地土壤微生物群落的差异多年的氯化苦熏蒸不会影响土壤中总细菌和真菌种群的数量,但会减少氨氧化细菌和氨氧化古菌种群数量,这将会对土壤硝化作用产生抑制;细菌多样性显著下降,而真菌多样性没有受到影响。细菌和真菌群落结构发生了改变,细菌群落中蓝细菌门相对丰度的显著增多或减少,酸杆菌门的显著减少和厚壁菌门的显著增多;真菌群落中子囊菌门相对丰度的显著减少,担子菌门、油壶菌门和接合菌门下的种群和一些未鉴定群体相对丰度的上升。这些结果为探究熏蒸剂对农业可持续发展的影响提供有价值的信息。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S154.3;S482.6
【图文】：

三氯硝基甲烷

图 1.1 三氯硝基甲烷Fig. 1.1 Chloropicrin烯丙基氯的副产物（Kr hling et a业上使用的 1,3-D 通常是其两种几11）。1,3-D 具有优异的杀线虫活菌的效果较差（Mao et al, 2012 al, 2010；Qiao et al, 2012；Schn苗、辣椒、花卉、茄子、番茄、葫而截至到目前，1,3-D 在中国还没国的登记难度非常之高（DECISIO癌症研究机构（International A类致癌。

棉隆,威百亩,异硫氰酸,甲酯

学院博士学位论文第一章 et al, 1998；Toyota et al, 1999；Triky-Dotan et al, 2007）。目前这种类型的熏蒸隆和威百亩。在中国的应用比较广泛，它与常见的熏蒸剂不同，主要是以固体颗粒的剂型呈现与常规的注射式不同，采用简单的“混土法”，将药剂均匀撒施到土壤表面然后与土壤混匀即可（曹坳程等，2006）。在美国，棉隆已经取得了草莓、花卉、番籽苗、树莓幼苗、玫瑰幼苗、果苗定植和草地上的登记。在中国，棉隆在草莓和得正式登记，原药的生产厂家有多个，主要是 98%的棉隆微粒剂产品。亩（Metam-sodium，MS）与棉隆的剂型不同，它主要是以 35%/42%的水剂为主的般配合滴灌系统进行施用。在美国，威百亩已经在草莓、草莓幼苗、辣椒、花卉、葫芦、坚果、树籽苗、树莓幼苗、玫瑰幼苗、果苗定植、和草地上取得了登记记情况与棉隆类似，在番茄、黄瓜和烟草上取得了登记。

二甲基二硫

树莓幼苗、玫瑰幼苗、果苗定茄、黄瓜和烟草上取得了登记。1）异硫氰酸甲酯，（2）棉隆，（31）MITC，（2）Dazomet，（3）Me硫化物。它对土壤线虫具有优，2008；Charles et al, 2008；研究所将 DMDS 作为土壤熏蒸二甲基二硫在中国的登记前景看

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