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不同施肥处理对黄淮海地区土壤微生物区系的影响

作　者: 杜广红
导　师: 沈德龙
学　校: 中国农业科学院
专　业: 微生物学
关键词: 施肥 土壤理化性质 土壤微生物学特性 Biolog DGGE
分类号: S154.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


在黄淮海地区冬小麦/夏玉米轮作体系中，采用了不同施肥试验，共设5个处理，即T1（不施肥对照），T2（NPK），T3（70%NPK+有机肥），T4（NPK+秸秆），T5（NPK+秸秆+秸秆腐熟剂）。采用DGGE、Biolog方法研究了土壤微生物区系组成和功能多样性，并结合土壤理化性质、土壤酶活、土壤微生物数量及作物产量等指标，分析不同施肥处理对土壤微生物区系的影响，为构建高产土壤微生物区系提供理论依据。主要研究结果如下：1．各处理对土壤理化性质的影响表现为：各处理土壤pH值、有机质含量无显著差异；施肥处理土壤氮、磷、钾含量略高于不施肥对照。2．各施肥处理土壤细菌、真菌和放线菌数量，土壤脲酶、纤维素酶活性与对照相比均有增加，其中T5增加效果最显著。在两季中，T5土壤细菌数量分别比对照增加70.9%和283.5%，土壤脲酶、纤维素酶与对照的差异均达到了显著水平（p＜0.05）。3．通过DGGE分析土壤微生物区系组成，分别对小麦季DGGE图谱10个条带和玉米季DGGE图谱13个条带切胶测序，结果表明，两季中土壤细菌多为不可培养细菌，可培养细菌中，主要为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）和类芽孢杆菌属（Paenibacillus sp.）菌群。聚类分析结果表明，小麦季和玉米季不同处理土壤细菌群落均可分为三大类群，即T1、T2为第一类群，T4、T5为第二类群，T3为第三类群。4．Biolog分析土壤微生物功能多样性结果可知，T3、T4和T5的AWCD值、微生物群落物种多样性指数H、E高于T2和T1，而优势度指数（DS）的结果恰恰相反。主成分分析结果表明，各处理土壤微生物利用碳源能力T3＞T4、T5＞T2＞T1。相关性分析结果表明本试验条件下，Biolog指数与土壤微生物学特性在一定程度上正相关。5．各施肥处理能显著提高作物产量，小麦季和玉米季产量最高的处理分别为T5和T3，增幅分别为38.2%和29.1%。小麦冬前分蘖数T3、T4、T5显著高于T2、T1，而最大分蘖数各处理间无显著差异。玉米叶绿素含量（SPAD值）、叶面积指数（LAI）及干物质积累量施肥处理均高于不施肥对照，而施肥处理间差异较小。相关性分析表明，土壤脲酶和土壤纤维素酶可在一定程度上反应土壤肥力。综合以上分析结果，在本试验条件下，有机肥配施和秸秆还田处理更有利于构建高产土壤微生物区系。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-12
英文缩略表  12-13
第一章 绪论  13-23
  1.1 我国土壤肥力现状及存在的问题  13
  1.2 施肥对作物及土壤性质的影响  13-16
    1.2.1 施肥对作物的影响  13-14
    1.2.2 施肥对土壤理化性质的影响  14
    1.2.3 施肥对土壤微生物学特性的影响  14-16
  1.3 土壤微生物多样性研究方法  16-20
    1.3.1 分离和培养法  16-17
    1.3.2 生物标志物分析法  17-18
    1.3.3 Biolog 微平板法  18-19
    1.3.4 核酸分析法  19-20
  1.4 研究的目的与意义  20-21
  1.5 研究内容、方法和技术路线  21-23
    1.5.1 本论文的主要研究内容和方法  21-22
    1.5.2 本论文的技术路线  22-23
第二章 不同施肥处理对土壤理化性质的影响  23-29
  2.1 材料与方法  23-24
    2.1.1 土壤样品采集  23
    2.1.2 主要仪器设备  23-24
    2.1.3 试验方法  24
  2.2 结果与分析  24-28
    2.2.1 不同施肥处理对土壤 pH 的影响  24-25
    2.2.2 不同施肥处理对土壤有机质的影响  25
    2.2.3 不同施肥处理对土壤氮素的影响  25-26
    2.2.4 不同施肥处理对土壤磷素的影响  26-27
    2.2.5 不同施肥处理对土壤钾素的影响  27-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章 不同施肥处理对土壤微生物学特性的影响  29-35
  3.1 材料与方法  29-31
    3.1.1 主要仪器设备  29
    3.1.2 土壤样品采集  29
    3.1.3 土壤微生物数量及酶活测定方法  29-31
  3.2 结果与分析  31-33
    3.2.1 不同施肥处理对土壤微生物数量的影响  31
    3.2.2 不同施肥处理对土壤酶活性的影响  31-33
    3.2.3 土壤酶活性与土壤微生物数量相关性分析  33
  3.3 本章小结  33-35
第四章 不同施肥处理对土壤微生物区系的影响  35-46
  4.1 材料与方法  35-37
    4.1.1 主要仪器设备  35
    4.1.2 主要缓冲液和试剂  35-36
    4.1.3 土壤样品采集  36
    4.1.4 实验方法  36-37
  4.2 结果与分析  37-45
    4.2.1 土壤 DNA 的提取结果  37-38
    4.2.2 16S rDNA V3 区扩增结果  38-40
    4.2.3 DGGE 指纹图谱优势条带的回收测序与 UPGMA 聚类分析  40-45
  4.3 本章小结  45-46
第五章 不同施肥处理对土壤微生物功能的影响  46-54
  5.1 材料与方法  46-47
    5.1.1 主要仪器设备  46
    5.1.2 土壤样品采集  46
    5.1.3 Biolog 生态微板操作方法  46-47
    5.1.4 数据分析方法  47
  5.2 结果与分析  47-53
    5.2.1 不同施肥处理土壤的 AWCD 分析  47-48
    5.2.2 不同施肥处理土壤的多样性指数分析  48-49
    5.2.3 主成份分析  49-52
    5.2.4 Biolog 指数与土壤微生物学特性及土壤理化性质间相关性  52-53
  5.3 本章小结  53-54
第六章 不同施肥处理对作物生长及产量指标的影响  54-59
  6.1 材料与方法  54-55
    6.1.1 主要仪器设备  54
    6.1.2 试验方法  54-55
  6.2 结果与分析  55-58
    6.2.1 不同施肥处理对小麦季田间调查及产量指标的影响  55-56
    6.2.2 不同施肥处理对玉米季田间调查及产量指标的影响  56-58
    6.2.3 作物产量与土壤酶活性和土壤微生物数量相关性  58
  6.3 本章小结  58-59
第七章 全文结论  59-60
参考文献  60-67
致谢  67-68
作者简历  68

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