模拟氮沉降对土壤微生物多样性的影响

发布时间：2017-04-18 09:21

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【摘要】：土壤微生物是土壤生态系统的重要组成成分,又是土壤肥力的重要评价指标之一。氮沉降影响土壤微生物生长和繁殖,使其结构和功能发生改变,从而影响土壤物质循环和能量流动。本研究选取荷木(Schima superba)、马尾松(Pinus massoniana)、马占相思(Acacia mangium)、海南红豆(Ormosia pinnata)为研究对象,采用两种施氮方式(土壤表层施氮、叶面施氮),室内模拟不同浓度氮沉降(5.6 g N m-2a-1、15.6 g N m-2a-1、 20.6 g N m-2a-1),运用磷脂脂肪酸技术(PLFAs)和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究氮沉降对土壤微生物多样性的影响。结果表明：1)氮沉降能够改变土壤理化环境。随着施氮水平的增加,土壤pH逐渐降低,土壤有机质含量逐渐增加,但是叶面施氮方式表现不明显。2)施氮方式、氮水平、树种和采样时间均可影响土壤微生物量。土壤表层施氮对土壤微生物量影响较大,但施氮方式对土壤微生物量影响未见显著差异；土壤表层施氮条件下,微生物量随氮沉降水平增加逐渐减少,尤其是细菌和放线菌,叶面施氮对于氮沉降水平响应不明显；土壤表层施氮方式下,土壤微生物量树种间差异较大,固氮树种(马占相思与海南红豆)土壤微生物量较高；土壤微生物量10月高于4月；真菌与细菌比值(F/B)受树种和采样时间显著影响,施氮水平和施氮方式对其影响不大。3)施氮方式、氮水平、树种和采样时间也影响土壤微生物群落结构。土壤表层施氮土壤微生物群落对氮沉降的响应较大,叶面施氮响应不明显；革兰氏阴性菌(G-) (18:1w9c,16:lw5c,18:1w7c,16:1w7c)主要出现在对照处理中,革兰氏阳性菌(G+) (a17:0,i17:0,i16:0)和G-(15：0,i16：0)主要分布在高氮沉降土壤中；树种间土壤微生物群落结构存在差异,土壤表层施氮方式尤为明显。G-相对含量马占相思较高,真菌相对含量马占相思和海南红豆较高,放线菌相对含量马尾松较高；采样时间对土壤微生物群落影响,土壤表层施氮影响较大,叶面施氮较小。4)氮沉降增加可改变了土壤细菌群落多样性,高氮能够提高土壤细菌多样性,施氮方式对土壤细菌群落也有影响。马尾松土壤细菌群落多样性随着氮水平的增加先减少后增加,优势类群为Acidobacteria_Gpl、Gammaproteobacteria和Alphaproteobacteria,荷木高氮处理下土壤细菌群落多样性增加,优势类群为Acidobacteria_Gpl;不同施氮方式对马尾松和荷木土壤细菌群落有影响,且荷木土壤细菌群落多样性叶面施氮略高于土壤表层施氮。5)采样时间和树种对土壤细菌群落有影响。马尾松细菌群落多样性10月高于4月；荷木细菌群落多样性较马尾松丰富。6)土壤微生物群落变化与土壤pH、含水量和N03.-N含量显著相关；马尾松土壤细菌群落变化主要受土壤pH影响,荷木土壤细菌群落多样性变化主要受土壤pH、全氮和NH4+-N影响。
【关键词】：氮沉降 土壤微生物 磷脂脂肪酸 变性梯度凝胶电泳 施氮方式
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S154.3
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 研究背景11-18
• 1.1 氮沉降概述11-12
• 1.2 氮沉降对土壤微生物多样性影响的研究现状12-16
• 1.2.1 氮沉降对土壤微生物量的影响12-14
• 1.2.2 氮沉降对土壤微生物结构的影响14-15
• 1.2.3 氮沉降对土壤微生物功能的影响15-16
• 1.3 存在的问题16-17
• 1.4 本研究的目的及意义17-18
• 第二章 实验方案与方法18-25
• 2.1 技术路线图18
• 2.2 实验设计18-19
• 2.3 样品采集19
• 2.4 分析方法19-24
• 2.4.1 土壤理化性质分析19
• 2.4.2 土壤微生物群落分析(PLFAs)19-21
• 2.4.3 土壤细菌群落分析(PCR-DGGE)21-24
• 2.5 数据统计24-25
• 第三章 土壤理化性质对氮沉降的响应25-30
• 3.1 研究结果25
• 3.2 讨论25
• 3.3 小结25-30
• 第四章 磷脂脂肪酸(PLFAs)分析氮沉降对土壤微生物多样性影响30-43
• 4.1 土壤微生物量30-33
• 4.1.1 施氮方式及施氮水平差异30
• 4.1.2 树种之间差异30-31
• 4.1.3 不同采样时间差异31-33
• 4.2 土壤微生物群落33-37
• 4.2.1 施氮水平、施氮方式和不同采样时间差异33-36
• 4.2.2 树种之间差异36-37
• 4.3 土壤微生物与环境因子冗余分析(RDA)37-39
• 4.4 讨论39-42
• 4.4.1 施氮水平对土壤微生物多样性影响39-40
• 4.4.2 施氮方式对土壤微生物多样性影响40
• 4.4.3 树种对土壤微生物的影响40-41
• 4.4.4 采样时间对土壤微生物的影响41-42
• 4.5 小结42-43
• 第五章 变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)方法分析氮沉降对土壤细菌多样性影响43-59
• 5.1 土壤微生物总DNA的提取43
• 5.2 细菌16S rRNA基因的PCR扩增43-45
• 5.2.1 16S rRNA基因全长扩增43-44
• 5.2.2 细菌16S rRNA基因V3区扩增44-45
• 5.3 DGGE图谱分析45-49
• 5.4 DGGE条带序列及系统进化树分析49-53
• 5.5 土壤细菌群落与环境因子的相关性分析(RDA)53-55
• 5.6 讨论55-57
• 5.7 小结57-59
• 第六章 结论与展望59-61
• 6.1 结论59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-70
• 攻读硕士期间发表的论文70-71
• 致谢71

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本文编号：314560