黄土高原半干旱区土壤细菌与自养固碳微生物多样性对耕作措施的响应
发布时间：2022-12-17 17:02
土壤微生物在固定CO2方面扮演着重要作用,自养微生物在土壤中广泛存在,且具有极强的环境适应性和固碳潜力。本研究依托2001年在黄土高原半干旱区建立的不同耕作措施长期定位试验,于2019年研究了传统耕作（T）与三种保护性耕作,即免耕秸秆覆盖（NTS）、免耕不覆盖（NT）、传统耕作秸秆翻埋（TS）对豌豆农田土壤碳固存、Rubisco酶活性及其编码基因（cbbL）、土壤微生物碳源利用率及理化性质等的影响,探究了旱作农田土壤细菌与自养固碳微生物多样性对耕作措施的响应。结果表明:1.相对于传统耕作（T）,保护性耕作显著增加了豌豆花期0-20 cm土层有机碳、全氮、速效磷含量,其中以免耕秸秆覆盖（NTS）最为显著。秸秆覆盖和耕作对0-20cm土层土壤有机碳影响显著,豌豆花期0-20 cm土层中土壤有机碳含量NTS＞TS＞NT＞T。NTS处理土壤有机碳含量比T提高了26.2%,碳固存显著增加。2.秸秆覆盖显著提高了0-20cm土层土壤Rubisco酶活性,但耕作效应不显著。与传统耕作（T）相比,NTS和TS处理土壤Rubisco酶活性分别提高了63.4%、95.2%,T和NT处...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
SUMMARY
引言
第一章 文献综述
1 土壤碳固定对碳循环的意义
2 土壤微生物对农田碳库碳循环的意义
3 土壤细菌对耕作措施的响应
4 耕作措施对土壤微生物碳源利用的影响
5 土壤微生物固碳途径
6 土壤微生物研究方法
7 小结
第二章 试验材料与方法
1 研究区域概况
2 研究内容
3 技术路线
4 试验设计
5 主要测定指标和方法
5.1 土样的采集与处理
5.2 土壤理化性质和Rubisco酶活性测定
5.3 土壤微生物碳代谢测定
5.4 固碳功能基因cbbL和细菌菌群组成测定
6 数据处理
第三章 结果与分析
1 耕作措施对土壤主要理化性质的影响
2 不同耕作措施下土壤Rubisco酶活性的变化
3 不同耕作措施对土壤微生物碳源代谢活性的影响
3.1 不同耕作措施下土壤微生物整体利用碳源变化特征
3.2 不同耕作措施下微生物培养96h后对六大碳源的利用强度
3.3 不同耕作措施下微生物整个培养过程中对六类碳源的利用强度
3.4 不同耕作措施下微生物群落多样性指数的计算
4 不同耕作措施对细菌群落结构的影响
4.1 .不同耕作措施下细菌群落的OTU韦恩图
4.2 不同耕作措施下各处理OTU划分和分类地位鉴定结果统计分析
4.3 不同耕作措施下细菌群落的Alpha多样性分析
4.4 不同耕作措施下土壤细菌门、纲分类水平结果与分析
5 不同耕作措施对土壤碳功能微生物的影响
5.1 不同耕作措施下土壤自养固碳微生物稀释性曲线
5.2 不同耕作措施下土壤自养固碳微生物菌群共有OTU韦恩图分布
5.3 不同耕作措施对自养固碳微生物菌群丰度的影响
5.4 不同耕作措施下自养固碳微生物菌群门、属水平结果与分析
6 不同耕作措施下土壤碳固存与土壤细菌及碳功能微生物的关系
6.1 土壤有机碳与土壤细菌的关系
6.2 土壤有机碳与土壤碳功能微生物的关系
第四章 讨论与结论
1 讨论
1.1 耕作措施对土壤碳固存的影响
1.2 耕作措施对土壤Rubisco酶活性的影响
1.3 不同耕作措施影响碳固存的微生物学机制
2 结论
参考文献
致谢
作者简介
在读期间发表论文和研究成果等
导师简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同土地利用方式对黑土微生物群落功能多样性的影响[J]. 严君,韩晓增,陆欣春,陈旭,邹文秀. 土壤与作物. 2019(04)
[2]基于梯度稀释法分析细菌多样性对土壤碳代谢的影响[J]. 张秀娟,安丽芸,刘勇,刘菊,李君剑. 生态学报. 2020(03)
[3]自养微生物CO2固定机理研究进展[J]. 韩亚西,张彦龙,张多英,曾伟民,赵丹丹,雷虹,白也. 生物技术. 2019(04)
[4]土壤有机碳和微生物群落结构对多年不同耕作方式与秸秆还田的响应[J]. 傅敏,郝敏敏,胡恒宇,丁文超,翟明振,张海依. 应用生态学报. 2019(09)
[5]Effects of tillage managements and maize straw returning on soil microbiome using 16S rDNA sequencing[J]. Xinyao Xia,Piaopiao Zhang,Linlin He,Xingxing Gao,Weijun Li,Yuanyuan Zhou,Zongxin Li,Hui Li,Long Yang. Journal of Integrative Plant Biology. 2019(06)
[6]干旱沙漠区2种深根植物根际微生物数量分布及根际效应研究[J]. 高欢欢,曾凡江,赵秀芳,朱心宁,张倩,丁泽华. 现代农业科技. 2019(08)
[7]黄土高原旱地麦田26年免耕覆盖对土壤肥力及原核微生物群落多样性的影响[J]. 张贵云,吕贝贝,张丽萍,刘珍,范巧兰,魏明峰,姚众,袁嘉玮,柴跃进. 中国生态农业学报(中英文). 2019(03)
[8]还田秸秆碳在土壤中的转化分配及对土壤有机碳库影响的研究进展[J]. 杨艳华,苏瑶,何振超,喻曼,陈喜靖,沈阿林. 应用生态学报. 2019(02)
[9]冬小麦免耕覆盖与有机栽培对土壤微生物群落组成的影响[J]. 王小玲,马琨,汪志琴,李越,魏常慧. 中国生态农业学报(中英文). 2019(02)
[10]耕作措施对陇中旱农区土壤细菌群落的影响[J]. 邓超超,李玲玲,谢军红,彭正凯,王进斌,颉健辉,沈吉成,Eunice Essel. 土壤学报. 2019(01)
博士论文
[1]土壤微生物群落分布和多样性对保护性耕作的响应及其机制[D]. 王梓廷.西北农林科技大学 2018
[2]我国典型农耕区土壤固碳潜力研究[D]. 杨柯.中国地质大学(北京) 2016
[3]黄土高原水蚀风蚀交错带土壤水碳循环对植被盖度的响应研究[D]. 付微.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2011
[4]保护性耕作措施对农田土壤健康状况的影响及作物响应研究[D]. 韩宾.山东农业大学 2007
硕士论文
[1]大蜡螟附生微生物多样性研究[D]. 何欢.贵州大学 2019
[2]南海北部夏季水体主要化能自养微生物固碳生态研究[D]. 常保轩.厦门大学 2018
[3]毛竹入侵阔叶林对土壤固碳功能菌群落特征的影响及其机制[D]. 梁雪.浙江农林大学 2017
[4]不同耕作措施对陇中黄土高原土壤微生物功能多样性的影响[D]. 张旭.甘肃农业大学 2017
[5]Fe（Ⅱ）添加对水稻土细菌与自养固碳菌群落多样性的影响[D]. 李立峰.南京农业大学 2017
[6]珠江口海水和辽河口沉积物中微生物丰度及群落结构分析[D]. 季凤云.大连海洋大学 2016
[7]南海海域主要固碳基因和非光合微生物固碳潜能的分布格局及其成因分析[D]. 方峰.华东理工大学 2015
[8]长期耕作对土壤团聚体有机碳及微生物多样性的影响[D]. 李景.中国农业科学院 2014
[9]免耕和稻草还田下稻田CH4和CO2排放特征及机理研究[D]. 黄雁飞.广西大学 2013
[10]东北黑土区保护性耕作对土壤微生物多样性和作物生长发育的影响[D]. 向新华.东北林业大学 2013
本文编号：3720304
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
SUMMARY
引言
第一章 文献综述
1 土壤碳固定对碳循环的意义
2 土壤微生物对农田碳库碳循环的意义
3 土壤细菌对耕作措施的响应
4 耕作措施对土壤微生物碳源利用的影响
5 土壤微生物固碳途径
6 土壤微生物研究方法
7 小结
第二章 试验材料与方法
1 研究区域概况
2 研究内容
3 技术路线
4 试验设计
5 主要测定指标和方法
5.1 土样的采集与处理
5.2 土壤理化性质和Rubisco酶活性测定
5.3 土壤微生物碳代谢测定
5.4 固碳功能基因cbbL和细菌菌群组成测定
6 数据处理
第三章 结果与分析
1 耕作措施对土壤主要理化性质的影响
2 不同耕作措施下土壤Rubisco酶活性的变化
3 不同耕作措施对土壤微生物碳源代谢活性的影响
3.1 不同耕作措施下土壤微生物整体利用碳源变化特征
3.2 不同耕作措施下微生物培养96h后对六大碳源的利用强度
3.3 不同耕作措施下微生物整个培养过程中对六类碳源的利用强度
3.4 不同耕作措施下微生物群落多样性指数的计算
4 不同耕作措施对细菌群落结构的影响
4.1 .不同耕作措施下细菌群落的OTU韦恩图
4.2 不同耕作措施下各处理OTU划分和分类地位鉴定结果统计分析
4.3 不同耕作措施下细菌群落的Alpha多样性分析
4.4 不同耕作措施下土壤细菌门、纲分类水平结果与分析
5 不同耕作措施对土壤碳功能微生物的影响
5.1 不同耕作措施下土壤自养固碳微生物稀释性曲线
5.2 不同耕作措施下土壤自养固碳微生物菌群共有OTU韦恩图分布
5.3 不同耕作措施对自养固碳微生物菌群丰度的影响
5.4 不同耕作措施下自养固碳微生物菌群门、属水平结果与分析
6 不同耕作措施下土壤碳固存与土壤细菌及碳功能微生物的关系
6.1 土壤有机碳与土壤细菌的关系
6.2 土壤有机碳与土壤碳功能微生物的关系
第四章 讨论与结论
1 讨论
1.1 耕作措施对土壤碳固存的影响
1.2 耕作措施对土壤Rubisco酶活性的影响
1.3 不同耕作措施影响碳固存的微生物学机制
2 结论
参考文献
致谢
作者简介
在读期间发表论文和研究成果等
导师简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同土地利用方式对黑土微生物群落功能多样性的影响[J]. 严君,韩晓增,陆欣春,陈旭,邹文秀. 土壤与作物. 2019(04)
[2]基于梯度稀释法分析细菌多样性对土壤碳代谢的影响[J]. 张秀娟,安丽芸,刘勇,刘菊,李君剑. 生态学报. 2020(03)
[3]自养微生物CO2固定机理研究进展[J]. 韩亚西,张彦龙,张多英,曾伟民,赵丹丹,雷虹,白也. 生物技术. 2019(04)
[4]土壤有机碳和微生物群落结构对多年不同耕作方式与秸秆还田的响应[J]. 傅敏,郝敏敏,胡恒宇,丁文超,翟明振,张海依. 应用生态学报. 2019(09)
[5]Effects of tillage managements and maize straw returning on soil microbiome using 16S rDNA sequencing[J]. Xinyao Xia,Piaopiao Zhang,Linlin He,Xingxing Gao,Weijun Li,Yuanyuan Zhou,Zongxin Li,Hui Li,Long Yang. Journal of Integrative Plant Biology. 2019(06)
[6]干旱沙漠区2种深根植物根际微生物数量分布及根际效应研究[J]. 高欢欢,曾凡江,赵秀芳,朱心宁,张倩,丁泽华. 现代农业科技. 2019(08)
[7]黄土高原旱地麦田26年免耕覆盖对土壤肥力及原核微生物群落多样性的影响[J]. 张贵云,吕贝贝,张丽萍,刘珍,范巧兰,魏明峰,姚众,袁嘉玮,柴跃进. 中国生态农业学报(中英文). 2019(03)
[8]还田秸秆碳在土壤中的转化分配及对土壤有机碳库影响的研究进展[J]. 杨艳华,苏瑶,何振超,喻曼,陈喜靖,沈阿林. 应用生态学报. 2019(02)
[9]冬小麦免耕覆盖与有机栽培对土壤微生物群落组成的影响[J]. 王小玲,马琨,汪志琴,李越,魏常慧. 中国生态农业学报(中英文). 2019(02)
[10]耕作措施对陇中旱农区土壤细菌群落的影响[J]. 邓超超,李玲玲,谢军红,彭正凯,王进斌,颉健辉,沈吉成,Eunice Essel. 土壤学报. 2019(01)
博士论文
[1]土壤微生物群落分布和多样性对保护性耕作的响应及其机制[D]. 王梓廷.西北农林科技大学 2018
[2]我国典型农耕区土壤固碳潜力研究[D]. 杨柯.中国地质大学(北京) 2016
[3]黄土高原水蚀风蚀交错带土壤水碳循环对植被盖度的响应研究[D]. 付微.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2011
[4]保护性耕作措施对农田土壤健康状况的影响及作物响应研究[D]. 韩宾.山东农业大学 2007
硕士论文
[1]大蜡螟附生微生物多样性研究[D]. 何欢.贵州大学 2019
[2]南海北部夏季水体主要化能自养微生物固碳生态研究[D]. 常保轩.厦门大学 2018
[3]毛竹入侵阔叶林对土壤固碳功能菌群落特征的影响及其机制[D]. 梁雪.浙江农林大学 2017
[4]不同耕作措施对陇中黄土高原土壤微生物功能多样性的影响[D]. 张旭.甘肃农业大学 2017
[5]Fe（Ⅱ）添加对水稻土细菌与自养固碳菌群落多样性的影响[D]. 李立峰.南京农业大学 2017
[6]珠江口海水和辽河口沉积物中微生物丰度及群落结构分析[D]. 季凤云.大连海洋大学 2016
[7]南海海域主要固碳基因和非光合微生物固碳潜能的分布格局及其成因分析[D]. 方峰.华东理工大学 2015
[8]长期耕作对土壤团聚体有机碳及微生物多样性的影响[D]. 李景.中国农业科学院 2014
[9]免耕和稻草还田下稻田CH4和CO2排放特征及机理研究[D]. 黄雁飞.广西大学 2013
[10]东北黑土区保护性耕作对土壤微生物多样性和作物生长发育的影响[D]. 向新华.东北林业大学 2013
本文编号：3720304
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