长期温室种植影响亚热带农业土壤甲烷氧化能力的微生物机制
发布时间：2021-03-25 17:07
近年来,随着人们对蔬菜粮食需求量的不断增加,温室种植面积迅速扩张,这将对农业生态系统功能造成一系列负面影响。土壤甲烷（CH4）氧化作为重要的生态系统功能,其微小变化将对陆地生态系统的温室效应产生重要影响。以往的研究主要关注于短期温室种植对土壤CH4氧化能力的影响,并且集中于通量观测及其与非生物因子的关系上,而长期温室种植对CH4氧化能力的影响及其潜在的微生物机制还鲜有报道。基于此,我们以上海市奉贤区农业观测研究站为实验平台,选择经历9年（中期）和21年（长期）的两个温室种植样地,以及附近一个无温室种植的样地作为空白对照,开展了为期一个生长季的野外CH4通量观测实验,定期采集土壤样品并测定相关土壤理化性质（如土壤含水量、盐分和土壤可提取有机氮含量等）。与此同时,通过室内培养实验探究长期温室种植对甲烷氧化菌活性的影响,并通过米氏方程（Michaelise-Menten）从生理特征角度解析了甲烷氧化菌类群的转变。此外,采用pmoA高通量测序、宏基因组和定量PCR技术进一步分析甲烷氧化菌群落结构和多度的变化...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 设施农业发展与土壤次生盐渍化
4氧化及其影响因素"> 1.2 CH4氧化及其影响因素
4的源和汇"> 1.2.1 大气CH4的源和汇
1.2.2 甲烷氧化菌的分类及其生理特性
4氧化途径及其微生物机制"> 1.2.3 CH4氧化途径及其微生物机制
1.2.4 研究甲烷氧化菌的分子生物学方法
4氧化的因素"> 1.2.5 影响土壤CH4氧化的因素
4通量的关系"> 1.2.6 甲烷氧化菌活性和土壤CH4通量的关系
1.3 长期温室种植对亚热带农业生态系统功能的影响
1.4 研究内容和意义、创新点和技术路线
1.4.1 研究内容和意义
1.4.2 研究创新点
1.4.3 技术路线
第二章 研究区域概况和实验方法
2.1 研究区域概况
2.2 实验样地设置
2.3 研究方法
4通量测定"> 2.3.1 土壤原位CH4通量测定
2.3.2 土壤样品采集
2.3.3 土壤理化性质测定
2.3.4 甲烷氧化菌活性测定
2.3.5 甲烷氧化菌动力学特征测定
2.3.6 土壤基因组DNA提取
2.3.7 甲烷氧化菌群落结构检测
2.3.8 功能基因多度检测
4通量的影响">第三章 长期温室种植对亚热带农业土壤原位CH4通量的影响
3.1 前言
3.2 材料和方法
4通量观测"> 3.2.1 土壤原位CH4通量观测
3.2.2 茄子地上生物量测定
3.2.3 数据分析
3.3 结果
4通量的影响"> 3.3.1 长期温室种植对土壤原位CH4通量的影响
4氧化能力的驱动因子分析"> 3.3.2 影响土壤CH4氧化能力的驱动因子分析
3.4 讨论
4通量的影响"> 3.4.1 长期温室种植对土壤原位CH4通量的影响
4氧化能力的驱动因子分析"> 3.4.2 影响亚热带农业土壤CH4氧化能力的驱动因子分析
3.5 本章小结
第四章 长期温室种植对亚热带农业土壤甲烷氧化菌活性的影响
4.1 前言
4.2 材料和方法
4.2.1 土壤理化性质测定
4.2.2 甲烷氧化菌活性和动力学特征测定
4.2.3 数据分析
4.3 结果
4.3.1 长期温室种植对土壤理化因子的影响
4.3.2 长期温室种植对甲烷氧化菌活性的影响和动力学特征分析
4.3.3 影响甲烷氧化菌活性和类群的驱动因子分析
4.4 讨论
4.4.1 长期温室种植对土壤理化因子的影响
4.4.2 长期温室种植对甲烷氧化菌活性的影响及其驱动因子
4.4.3 长期温室种植对甲烷氧化菌类群的影响及其驱动因子
4.5 本章小结
第五章 长期温室种植对甲烷氧化菌群落结构和功能基因多度的影响
5.1 前言
5.2 材料和方法
5.2.1 土壤基因组DNA提取
5.2.2 甲烷氧化菌群落结构检测
5.2.3 pmoA功能基因多度检测
5.2.4 数据分析
5.3 结果
5.3.1 长期温室种植对甲烷氧化菌群落Alpha多样性的影响
5.3.2 长期温室种植对甲烷氧化菌群落结构和功能基因多度的影响
5.3.3 土壤理化因子、盐分含量和甲烷氧化菌多度对甲烷氧化菌活性的相对贡献
5.4 讨论
5.4.1 长期温室种植对甲烷氧化菌群落结构和功能基因多度的影响
5.4.2 影响甲烷氧化菌活性的驱动因子分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究不足与展望
参考文献
硕士期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]外源盐对不同盐碱程度土壤CH4吸收潜力的影响[J]. 杨铭德,焦燕,李新,温慧洋. 环境科学学报. 2017(02)
[2]好氧甲烷氧化菌生理生态特征及其在自然湿地中的群落多样性研究进展[J]. 邓永翠,车荣晓,吴伊波,王艳芬,崔骁勇. 生态学报. 2015(14)
[3]连作对设施栽培番茄生长发育及产量的影响[J]. 刘姣姣,杨丽娟,李振涛,李天来. 沈阳农业大学学报. 2013(05)
[4]森林土壤甲烷吸收的主控因子及其对增氮的响应研究进展[J]. 程淑兰,方华军,于贵瑞,徐敏杰,张裴雷,郑娇娇,高文龙,王永生. 生态学报. 2012(15)
[5]我国设施农业现状与发展对策分析[J]. 陈超,张敏,宋吉轩. 河北农业科学. 2008(11)
[6]大棚草莓种植施肥技术研究[J]. 陆若辉,徐文. 中国农技推广. 2004(06)
[7]甲烷氧化菌研究进展[J]. 梁战备,史奕,岳进. 生态学杂志. 2004(05)
[8]设施栽培菜地土壤养分的空间累积及其潜在的环境效应[J]. 周建斌,翟丙年,陈竹君,马爱生,尚浩博. 农业环境科学学报. 2004(02)
[9]氮肥对旱地土壤甲烷氧化能力的影响[J]. 胡荣桂. 生态环境. 2004(01)
[10]长白山北坡不同土壤N2O和CH4排放的初步研究[J]. 徐慧,陈冠雄,马成新. 应用生态学报. 1995(04)
硕士论文
[1]不同利用方式对内蒙古典型草原甲烷氧化菌丰度和甲烷吸收影响的研究[D]. 张俊珍.内蒙古大学 2019
[2]外源甲烷（CH4）浓度、pH、盐分含量对盐碱土CH4吸收的影响研究[D]. 马磊.内蒙古师范大学 2014
[3]上海市设施菜田土壤次生盐渍化污染现状及修复剂筛选研究[D]. 李尚科.东华大学 2012
[4]长期不同施肥对中国东北黑土甲烷氧化菌群落特征与功能的影响[D]. 杨芊葆.甘肃农业大学 2010
[5]华北平原典型农田甲烷通量及其影响因子研究[D]. 孙善彬.北京林业大学 2007
[6]设施栽培土壤氧化亚氮（N2O）释放和甲烷（CH4）氧化及其微生物学机理的研究[D]. 张光亚.浙江大学 2002
本文编号：3100007
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 设施农业发展与土壤次生盐渍化
4氧化及其影响因素"> 1.2 CH4氧化及其影响因素
4的源和汇"> 1.2.1 大气CH4的源和汇
1.2.2 甲烷氧化菌的分类及其生理特性
4氧化途径及其微生物机制"> 1.2.3 CH4氧化途径及其微生物机制
1.2.4 研究甲烷氧化菌的分子生物学方法
4氧化的因素"> 1.2.5 影响土壤CH4氧化的因素
4通量的关系"> 1.2.6 甲烷氧化菌活性和土壤CH4通量的关系
1.3 长期温室种植对亚热带农业生态系统功能的影响
1.4 研究内容和意义、创新点和技术路线
1.4.1 研究内容和意义
1.4.2 研究创新点
1.4.3 技术路线
第二章 研究区域概况和实验方法
2.1 研究区域概况
2.2 实验样地设置
2.3 研究方法
4通量测定"> 2.3.1 土壤原位CH4通量测定
2.3.2 土壤样品采集
2.3.3 土壤理化性质测定
2.3.4 甲烷氧化菌活性测定
2.3.5 甲烷氧化菌动力学特征测定
2.3.6 土壤基因组DNA提取
2.3.7 甲烷氧化菌群落结构检测
2.3.8 功能基因多度检测
4通量的影响">第三章 长期温室种植对亚热带农业土壤原位CH4通量的影响
3.1 前言
3.2 材料和方法
4通量观测"> 3.2.1 土壤原位CH4通量观测
3.2.2 茄子地上生物量测定
3.2.3 数据分析
3.3 结果
4通量的影响"> 3.3.1 长期温室种植对土壤原位CH4通量的影响
4氧化能力的驱动因子分析"> 3.3.2 影响土壤CH4氧化能力的驱动因子分析
3.4 讨论
4通量的影响"> 3.4.1 长期温室种植对土壤原位CH4通量的影响
4氧化能力的驱动因子分析"> 3.4.2 影响亚热带农业土壤CH4氧化能力的驱动因子分析
3.5 本章小结
第四章 长期温室种植对亚热带农业土壤甲烷氧化菌活性的影响
4.1 前言
4.2 材料和方法
4.2.1 土壤理化性质测定
4.2.2 甲烷氧化菌活性和动力学特征测定
4.2.3 数据分析
4.3 结果
4.3.1 长期温室种植对土壤理化因子的影响
4.3.2 长期温室种植对甲烷氧化菌活性的影响和动力学特征分析
4.3.3 影响甲烷氧化菌活性和类群的驱动因子分析
4.4 讨论
4.4.1 长期温室种植对土壤理化因子的影响
4.4.2 长期温室种植对甲烷氧化菌活性的影响及其驱动因子
4.4.3 长期温室种植对甲烷氧化菌类群的影响及其驱动因子
4.5 本章小结
第五章 长期温室种植对甲烷氧化菌群落结构和功能基因多度的影响
5.1 前言
5.2 材料和方法
5.2.1 土壤基因组DNA提取
5.2.2 甲烷氧化菌群落结构检测
5.2.3 pmoA功能基因多度检测
5.2.4 数据分析
5.3 结果
5.3.1 长期温室种植对甲烷氧化菌群落Alpha多样性的影响
5.3.2 长期温室种植对甲烷氧化菌群落结构和功能基因多度的影响
5.3.3 土壤理化因子、盐分含量和甲烷氧化菌多度对甲烷氧化菌活性的相对贡献
5.4 讨论
5.4.1 长期温室种植对甲烷氧化菌群落结构和功能基因多度的影响
5.4.2 影响甲烷氧化菌活性的驱动因子分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究不足与展望
参考文献
硕士期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]外源盐对不同盐碱程度土壤CH4吸收潜力的影响[J]. 杨铭德,焦燕,李新,温慧洋. 环境科学学报. 2017(02)
[2]好氧甲烷氧化菌生理生态特征及其在自然湿地中的群落多样性研究进展[J]. 邓永翠,车荣晓,吴伊波,王艳芬,崔骁勇. 生态学报. 2015(14)
[3]连作对设施栽培番茄生长发育及产量的影响[J]. 刘姣姣,杨丽娟,李振涛,李天来. 沈阳农业大学学报. 2013(05)
[4]森林土壤甲烷吸收的主控因子及其对增氮的响应研究进展[J]. 程淑兰,方华军,于贵瑞,徐敏杰,张裴雷,郑娇娇,高文龙,王永生. 生态学报. 2012(15)
[5]我国设施农业现状与发展对策分析[J]. 陈超,张敏,宋吉轩. 河北农业科学. 2008(11)
[6]大棚草莓种植施肥技术研究[J]. 陆若辉,徐文. 中国农技推广. 2004(06)
[7]甲烷氧化菌研究进展[J]. 梁战备,史奕,岳进. 生态学杂志. 2004(05)
[8]设施栽培菜地土壤养分的空间累积及其潜在的环境效应[J]. 周建斌,翟丙年,陈竹君,马爱生,尚浩博. 农业环境科学学报. 2004(02)
[9]氮肥对旱地土壤甲烷氧化能力的影响[J]. 胡荣桂. 生态环境. 2004(01)
[10]长白山北坡不同土壤N2O和CH4排放的初步研究[J]. 徐慧,陈冠雄,马成新. 应用生态学报. 1995(04)
硕士论文
[1]不同利用方式对内蒙古典型草原甲烷氧化菌丰度和甲烷吸收影响的研究[D]. 张俊珍.内蒙古大学 2019
[2]外源甲烷（CH4）浓度、pH、盐分含量对盐碱土CH4吸收的影响研究[D]. 马磊.内蒙古师范大学 2014
[3]上海市设施菜田土壤次生盐渍化污染现状及修复剂筛选研究[D]. 李尚科.东华大学 2012
[4]长期不同施肥对中国东北黑土甲烷氧化菌群落特征与功能的影响[D]. 杨芊葆.甘肃农业大学 2010
[5]华北平原典型农田甲烷通量及其影响因子研究[D]. 孙善彬.北京林业大学 2007
[6]设施栽培土壤氧化亚氮（N2O）释放和甲烷（CH4）氧化及其微生物学机理的研究[D]. 张光亚.浙江大学 2002
本文编号：3100007
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/zaizhiyanjiusheng/3100007.html
教材专著
