施肥和模拟放牧对甘肃马先蒿危害区土壤微生物种群组成和丰富度的影响
发布时间：2021-11-20 22:27
根部半寄生植物甘肃马先蒿在新疆巴音布鲁克草原大面积蔓延,严重影响了植物群落物种组成和生产力。前期研究表明,施肥和放牧对甘肃马先蒿的生长发育及植物群落组成和生产力有明显影响。然而,前期研究主要关注地上部分的生态过程,对相关地下微生物过程的认识有限。了解土壤微生物在施肥和放牧调控甘肃马先蒿所在植物群落过程中的变化规律,对于全面认识相应调控过程和机理,进而为甘肃马先蒿的合理防控提供科学指导十分必要。本研究从课题组前期连续开展三年的施肥试验和模拟放牧试验样地取样,采用传统的根部定殖率观察、土壤中孢子和菌丝计数等方法测定丛枝菌根（AM）真菌的丰富度,用18S rRNA、16S rRNA及ITS测序法分别分析AM真菌、细菌和所有真菌的种群组成和多样性水平,探究了施肥和放牧对甘肃马先蒿危害区土壤微生物种群组成和丰富度的影响。具体结果如下:（1）施肥和模拟放牧处理,土壤速效N、有机质含量在浅土层最高;施加大量的N肥和P时,甘肃马先蒿生物量显著降低,分别降低了95.61%,52.63%,且无论何种处理,根生物量在0-10 cm土层显著高于其他土层。（2）施肥和模拟放牧试验检测到的真菌OTU隶属于6个门,...
【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】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线
2.1 试验材料与方法2.1.1 取样地状况和试验设计该研究样地位于新疆巴音布鲁克草原，位于中国新疆天山南部，其地理位置为 N42°53.1′, E 83°42.5′，海拔 2500 m。该地区年平均气温是-4.8 °C，平均最低温出现在 月（-27.4 °C），最高温出现在 7 月（11.2 °C）(Li et al. 2012)，年平均降水量为 276.2 mm。该地区的主要植被类型是针茅和羊茅。2.1.1.1 施肥试验设计施肥处理试验开始周期为2013年9月至2016年9月。我们在巴音布鲁克草原100 m× 100 m 的永久样地中选择被甘肃马先蒿入侵的重灾区和植物群落组成状况相似的样地中设置施肥处理样方。我们随机选择了 16 个 4 m × 3 m 大小的样方用来进行施肥处理在样方之间设置 2 m 宽的缓冲区避免养分扩散到相邻样方中去。分别设置了 4 个养分处理：（1）不施加肥料（对照 CK），（2）施加 3 g m-2yr-1尿素（N3），（3）施加 9 g m-yr-1尿素（N9），（4）施加 10 g Ca(H2PO4)2·H2O m-2yr-1（P）。每个处理 4 个重复。为了避免尿素中氨的挥发以及增加肥料的利用率，我们把肥料分成均匀的两份进行施加分别在 2014，2015 和 2016 年 6 月和 7 月中旬施加肥料。
且对于深土层，施肥处理与对照相比显著降低了真菌 Shannon 多样性（图3-1a）。对照处理中，Chao1 指数在深土层高于浅土层。同样，施肥处理显著降低了真菌 Chao1 指数（图 3-1b）。对照处理中，Richness 指数在深土层显著高于浅土层（P<0.05），施加大量 N、P 肥显著降低真菌 Richness（图 3-1c）。由此可以发现，施肥处理（尤其施加高 N 和 P 肥）会显著降低真菌多样性，且施肥处理降低了真菌在不同土层间多样性差异。图 3-1 真菌 Shannon 指数（a）、Chao1（b）、Richness 指数（c），大写字母代表相同土层不同处理，多样性的显著性；小写字母代表同一处理不同土层间多样性的显著性水平(P≤0.05)。Fig 3-1 Fungi Shannon index (a), Chao1 (b), Richness(c), different uppercase letters indicate differencebetween different treatments within the same soil layer; different lowercase letters indicate differencebetween different soil layers of the same treatment (P≤0.05).3.2.1.2 施肥对真菌群落组成的影响本次施肥试验共检测到 2372 个真菌 OTU
【参考文献】：
期刊论文
[1]模拟放牧对高寒草甸丛枝菌根真菌的影响[J]. 石国玺,蒋胜竞,秦雪雪,郭小强,马世荣,冯虎元,周华坤. 草地学报. 2016(03)
[2]高寒嵩草草甸植物群落数量特征对不同利用强度的短期响应[J]. 林丽,张德罡,曹广民,欧阳经政,刘淑丽,张法伟,李以康,郭小伟. 生态学报. 2016(24)
[3]青藏高原高寒草甸退化演替的分区特征[J]. 王建兵,张德罡,曹广民,田青. 草业学报. 2013(02)
[4]天山南坡中段高寒草地物种多样性与生物量的垂直分异特征[J]. 柳妍妍,胡玉昆,王鑫,公延明. 生态学杂志. 2013(02)
[5]模拟放牧改变了氮添加作用下高寒草甸生物量的分配模式[J]. 宗宁,石培礼,宋明华,林琳,马维玲,蔣婧,付刚,何永涛,张宪洲. 自然资源学报. 2012(10)
[6]轮作和微生物菌肥对黄瓜连作土壤理化性状及生物活性的影响[J]. 王涛,乔卫花,李玉奇,奥岩松. 土壤通报. 2011(03)
[7]不同放牧强度下陇东天然草地土壤微生物三大类群的动态特征[J]. 张成霞,南志标. 草业科学. 2010(11)
[8]新疆巴音布鲁克草原毒害草马先蒿防治技术研究[J]. 王文香,桑格吉,李莉. 草食家畜. 2009(02)
[9]放牧对短花针茅草原土壤微生物和土壤养分的影响及其季节动态[J]. 李春莉,赵萌莉,韩国栋,红梅. 干旱区资源与环境. 2009(04)
[10]放牧干扰对祁连山高寒金露梅灌丛草甸群落的影响[J]. 盛海彦,曹广民,李国荣,周靖靖,焦文月,李吉鹏,张平. 生态环境学报. 2009(01)
博士论文
[1]羊草对过度放牧和刈割的生理生态响应[D]. 赵威.中国科学院研究生院（植物研究所） 2006
硕士论文
[1]模拟动物采食对草地土壤微生物群落特征的作用及其机制[D]. 王欣.东北师范大学 2016
[2]人工施肥对天然羊草草原土壤与植物群落的影响[D]. 权国玲.兰州大学 2016
[3]中国北方主要草地类型土壤细菌群落结构和多样性变化[D]. 尹娜.东北师范大学 2014
[4]放牧方式对羊草草地土壤理化性质及放线菌遗传多样性的影响[D]. 尤健.东北师范大学 2013
本文编号：3508197
【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】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线
2.1 试验材料与方法2.1.1 取样地状况和试验设计该研究样地位于新疆巴音布鲁克草原，位于中国新疆天山南部，其地理位置为 N42°53.1′, E 83°42.5′，海拔 2500 m。该地区年平均气温是-4.8 °C，平均最低温出现在 月（-27.4 °C），最高温出现在 7 月（11.2 °C）(Li et al. 2012)，年平均降水量为 276.2 mm。该地区的主要植被类型是针茅和羊茅。2.1.1.1 施肥试验设计施肥处理试验开始周期为2013年9月至2016年9月。我们在巴音布鲁克草原100 m× 100 m 的永久样地中选择被甘肃马先蒿入侵的重灾区和植物群落组成状况相似的样地中设置施肥处理样方。我们随机选择了 16 个 4 m × 3 m 大小的样方用来进行施肥处理在样方之间设置 2 m 宽的缓冲区避免养分扩散到相邻样方中去。分别设置了 4 个养分处理：（1）不施加肥料（对照 CK），（2）施加 3 g m-2yr-1尿素（N3），（3）施加 9 g m-yr-1尿素（N9），（4）施加 10 g Ca(H2PO4)2·H2O m-2yr-1（P）。每个处理 4 个重复。为了避免尿素中氨的挥发以及增加肥料的利用率，我们把肥料分成均匀的两份进行施加分别在 2014，2015 和 2016 年 6 月和 7 月中旬施加肥料。
且对于深土层，施肥处理与对照相比显著降低了真菌 Shannon 多样性（图3-1a）。对照处理中，Chao1 指数在深土层高于浅土层。同样，施肥处理显著降低了真菌 Chao1 指数（图 3-1b）。对照处理中，Richness 指数在深土层显著高于浅土层（P<0.05），施加大量 N、P 肥显著降低真菌 Richness（图 3-1c）。由此可以发现，施肥处理（尤其施加高 N 和 P 肥）会显著降低真菌多样性，且施肥处理降低了真菌在不同土层间多样性差异。图 3-1 真菌 Shannon 指数（a）、Chao1（b）、Richness 指数（c），大写字母代表相同土层不同处理，多样性的显著性；小写字母代表同一处理不同土层间多样性的显著性水平(P≤0.05)。Fig 3-1 Fungi Shannon index (a), Chao1 (b), Richness(c), different uppercase letters indicate differencebetween different treatments within the same soil layer; different lowercase letters indicate differencebetween different soil layers of the same treatment (P≤0.05).3.2.1.2 施肥对真菌群落组成的影响本次施肥试验共检测到 2372 个真菌 OTU
【参考文献】：
期刊论文
[1]模拟放牧对高寒草甸丛枝菌根真菌的影响[J]. 石国玺,蒋胜竞,秦雪雪,郭小强,马世荣,冯虎元,周华坤. 草地学报. 2016(03)
[2]高寒嵩草草甸植物群落数量特征对不同利用强度的短期响应[J]. 林丽,张德罡,曹广民,欧阳经政,刘淑丽,张法伟,李以康,郭小伟. 生态学报. 2016(24)
[3]青藏高原高寒草甸退化演替的分区特征[J]. 王建兵,张德罡,曹广民,田青. 草业学报. 2013(02)
[4]天山南坡中段高寒草地物种多样性与生物量的垂直分异特征[J]. 柳妍妍,胡玉昆,王鑫,公延明. 生态学杂志. 2013(02)
[5]模拟放牧改变了氮添加作用下高寒草甸生物量的分配模式[J]. 宗宁,石培礼,宋明华,林琳,马维玲,蔣婧,付刚,何永涛,张宪洲. 自然资源学报. 2012(10)
[6]轮作和微生物菌肥对黄瓜连作土壤理化性状及生物活性的影响[J]. 王涛,乔卫花,李玉奇,奥岩松. 土壤通报. 2011(03)
[7]不同放牧强度下陇东天然草地土壤微生物三大类群的动态特征[J]. 张成霞,南志标. 草业科学. 2010(11)
[8]新疆巴音布鲁克草原毒害草马先蒿防治技术研究[J]. 王文香,桑格吉,李莉. 草食家畜. 2009(02)
[9]放牧对短花针茅草原土壤微生物和土壤养分的影响及其季节动态[J]. 李春莉,赵萌莉,韩国栋,红梅. 干旱区资源与环境. 2009(04)
[10]放牧干扰对祁连山高寒金露梅灌丛草甸群落的影响[J]. 盛海彦,曹广民,李国荣,周靖靖,焦文月,李吉鹏,张平. 生态环境学报. 2009(01)
博士论文
[1]羊草对过度放牧和刈割的生理生态响应[D]. 赵威.中国科学院研究生院（植物研究所） 2006
硕士论文
[1]模拟动物采食对草地土壤微生物群落特征的作用及其机制[D]. 王欣.东北师范大学 2016
[2]人工施肥对天然羊草草原土壤与植物群落的影响[D]. 权国玲.兰州大学 2016
[3]中国北方主要草地类型土壤细菌群落结构和多样性变化[D]. 尹娜.东北师范大学 2014
[4]放牧方式对羊草草地土壤理化性质及放线菌遗传多样性的影响[D]. 尤健.东北师范大学 2013
本文编号：3508197
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