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环境条件对土壤微生物多样性和硝化作用的影响

作　者: 刘娟娟
导　师: 钟文辉；周可新
学　校: 南京师范大学
专　业: 环境科学
关键词: 土壤微生物多样性群落水平生理图谱(CLPP) 磷脂脂肪酸(PLFA) 硝化势
分类号: S154.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

土壤微生物是气候和土壤环境条件变化的敏感指标,土壤质量的变化可对土壤微生物产生重大的影响。植被、土壤利用方式以及施肥、耕作、灌溉等农业管理活动等可能对土壤环境和质量造成严重的影响,并影响土壤微生物多样性。本文还简单叙述了近年来被广泛使用的土壤微生物多样性的研究方法,如群落水平生理图谱(CLPP)法,磷脂脂肪酸(PLFA)分析法和分子生物学方法等,将这些方法综合使用可获得大量的微生物学信息,从而更全面的了解土壤微生物多样性。土壤硝化作用是土壤中的氨或铵盐在微生物的作用下,被氧化为硝酸盐的过程,影响硝化作用的主要因素包括温度、水分、pH值、有机质含量、含氮量和微生物生物量及其活性等。本文以海南琼中西部乌石农场的天然次生林、桉树林、橡胶园和香蕉园土壤等四种不同利用方式土壤为研究对象,研究了土壤利用方式的转变对土壤微生物多样性的影响。土壤微生物群落水平生理图谱(CLPP)分析显示,土壤利用方式由森林土壤转变为农业土壤后,土壤微生物功能多样性发生显著的变化。天然次生林土壤的微生物代谢活性最高(72h时的AWCD为1.02),功能多样性指数也最高,但是,当利用方式转变为香蕉林等农业利用后,由于农业管理措施的影响,土壤微生物的代谢活性显著降低,功能多样性指数也降低。PLFA谱也显示与功能多样性相似的变化趋势,天然次生林共分离到47种磷脂脂肪酸,总PLFA含量高达78.41nmol/g,显著高于香蕉林等土壤(32种,总PLFA为27.18nmol/g)。真菌/细菌PLFA比值、G+/G-细菌PLFA比值在不同利用方式下呈现不同的变化规律。水解性氮、总钾、总磷、有效磷、有机质和pH是影响微生物多样性、生物量和群落结构的主要因素。本文还研究了青藏高原可可西里地区铁路沿线土壤微生物多样性以及修建铁路对该地区土壤微生物多样性的影响。青藏高原地理环境独特,可可西里地区铁路沿线土壤养分含量相对较低,CLPP分析显示该地区土壤微生物的代谢活性相对较低(72h时的AWCD小于0.25),微生物生物量也较低。离铁路不同距离处,土壤碳源利用能力(功能多样性)、微生物生物量和酶活性等均无明显差异。本文还以江西省境内长期施用氮肥和有机肥的种玉米红壤为研究对象,研究了长期施肥对土壤硝化作用的影响。结果显示,长期施用氮肥和有机肥可显著提高种玉米红壤的硝化势,且施用有机肥(OM、NPK+OM)土壤的硝化势高于施用无机氮肥(N、NPK)土壤的硝化势。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
第一章土壤微生物多样性及研究方法  9-28
  1.1 土壤微生物多样性  9-10
  1.2 土壤微生物多样性的影响因素  10-16
    1.2.1 植被对土壤微生物多样性的影响  10-11
    1.2.2 土地利用方式对土壤微生物多样性的影响  11-12
    1.2.3 农业管理方式对土壤微生物多样性的影响  12-14
    1.2.4 施肥对土壤微生物多样性和活性的影响  14-15
    1.2.5 其它影响因素  15-16
  1.3 土壤微生物多样性的研究方法  16-28
    1.3.1 传统培养方法  16-17
    1.3.2 BOLOG微平板法  17-20
    1.3.3 PLFA图谱分析法  20-23
    1.3.4 分子生物学方法  23-28
第二章土壤硝化作用及影响因素  28-33
  2.1 土壤硝化作用  28-31
    2.1.1 硝化作用  28
    2.1.2 硝化微生物  28-31
  2.2 土壤硝化作用的影响因素  31-33
    2.2.1 温度  31
    2.2.2 水分  31
    2.2.3 pH  31-32
    2.2.4 农业管理活动  32-33
第三章土地利用方式的转变对土壤微生物多样性的影响  33-45
  3.1 研究背景、目的和意义  33
  3.2 材料与方法  33-35
    3.2.1 采样点概况及样品采集  33-34
    3.2.2 土壤理化性质测定方法  34
    3.2.3 群落水平生理图谱(CLPP)  34-35
    3.2.4 磷脂脂肪酸(PLFA)分析  35
    3.2.5 统计分析  35
  3.3 结果与分析  35-42
    3.3.1 土壤pH与养分含量  35-36
    3.3.2 土壤代谢活性和功能多样性  36-39
    3.3.3 土壤微生物PLFA图谱  39-41
    3.3.4 四种不同土地利用方式下微生物多样性指数及其相关变量的逐步回归分析  41-42
  3.4 讨论  42-43
  3.5 结论  43-45
第四章青藏高原铁路沿线土壤微生物多样性的研究  45-54
  4.1 研究背景、目的与意义  45
  4.2 材料与方法  45-48
    4.2.1 采样点概况及样品采集  45-46
    4.2.2 土壤理化性质测定方法  46
    4.2.3 土壤微生物生物量碳氮测定与微生物计数培养  46-47
    4.2.4 土壤酶活性测定  47-48
    4.2.5 群落水平生理图谱(CLPP)分析  48
    4.2.6 统计分析  48
  4.3 结果与分析  48-52
    4.3.1 土壤pH与养分含量  48-49
    4.3.2 土壤微生物生物量碳氮与可培养微生物数量  49-50
    4.3.3 土壤酶活性  50
    4.3.4 土壤微生物功能多样性  50-51
    4.3.5 微生物多样性指数及其相关变量的逐步回归分析  51-52
  4.4 讨论  52-53
  4.5 结论  53-54
第五章长期施肥对土壤硝化作用的影响  54-62
  5.1 研究背景、目的与意义  54
  5.2 材料与方法  54-56
    5.2.1 采样点概况及样品采集  54-55
    5.2.2 土壤pH和养分含量的测定  55
    5.2.3 土壤硝化势测定  55-56
  5.3 结果分析  56-60
    5.3.1 土壤的pH和养分含量  56-57
    5.3.2 不同土壤处理的硝化势  57-58
    5.3.3 不同培养条件对土壤硝化势测定结果的影响  58-60
  5.4 讨论  60-61
  5.5 结论  61-62
第六章总结论  62-63
参考文献  63-72
在读期间发表的学术论文及研究成果  72-73
致谢  73

环境条件对土壤微生物多样性和硝化作用的影响

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