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三江地区土壤微生物群落结构分析及土壤理化性状的研究

作　者: 张娣
导　师: 王继华
学　校: 哈尔滨师范大学
专　业: 遗传学
关键词: 土壤微生物理化性状 PCR-DGGE
分类号: S154.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 105次
引　用: 2次
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内容摘要

本试验于2007～2008年在中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站综合实验场进行取样。连续耕作大豆田土壤(简写DD),连续耕作水稻田土壤(简写SD),连续耕作后又退耕还草土壤(简写C),且以从未被开垦过的小叶章土壤(原生态土壤,简写XYZ)为对照,对四种不同土壤的微生物特性、土壤理化性状进行了研究,以此来说明耕作对土地的影响,为今后合理利用土地资源和改善当地的生态环境提供理论依据。研究结果如下:1.不同耕作对土壤微生物特性的影响。本文研究了三江地区土壤中3大类微生物数量,春、秋季节性动态变化,及可培养细菌在不同土壤中的种属鉴定。研究表明:①在土壤微生物3大类群中,细菌数量占绝对优势(80 %以上),放线菌数量次之,真菌数量最少;②三大类群微生物数量的季节变化趋势在未被开垦小叶章土壤(XYZ)中变化不大,在两种农作物种植区(DD、SD)的变化相似,而在退耕还草土壤(C)变化差异较大;③微生物在土壤剖面中的分布趋势是表层(0～20cm)>亚表层(20～30cm)>深层(30cm以下),尤其是放线菌和真菌数量的这种变化趋势明显,且原生态土壤中微生物数量高于种植农作物的土壤中微生物数量;④从微生物学角度评价不同土壤的生态效益:未被开垦地区优于退耕还草地区,这两种土壤都优于大豆和水稻农田土壤。研究结果还表明,原生态土壤的优势细菌种类较多,而且分离出的细菌种类也是最多的,其次为农作物种植区,退耕还草土壤分离出的细菌种类最少。退耕还草土壤细菌种类较为单一,优势菌种所占比例大。同时,不同土壤类型有其特有的菌属。2.不同耕作对土壤理化性状的影响。通过对不同耕作下的土壤,退耕还草土壤,原生态土壤理化性状进行测定和分析,说明三江地区土壤不同土地利用方式对土壤肥力的影响。结果表明:随着开垦时间的增加,土壤的理化性质发生渐变。物理性质方面,孔隙度和田间持水量逐年减少;化学性质方面,有机质和其他养分随开垦时间的增加而逐年降低,退耕还草后土壤性质有所恢复,原生态的土壤肥力最强。说明退耕还草有利于改善当地的土壤理化状况。3.不同耕作土壤细菌16S rDNA的DGGE群落结构的不同。利用改进的土壤细菌基因组提取方法,用细菌16S rDNA特异性引物进行PCR扩增,运用变性梯度凝胶电泳(DGGE)等分子生物学手段,研究了不同耕作对土壤中细菌群落结构的影响。结果表明,大豆和水稻土壤的DGGE图谱的相似性很高;同时退耕还草对土壤中细菌的群落组成产生影响,这种影响与人为保护有关。不同土壤类型存在特异条带,说明生态环境不同其具有的细菌种类有所差异,通过DGGE图谱得以验证。DGGE图谱分析结果表明,系统中的微生物种群具有多样性。

全文目录

摘要  8-10
Abstract  10-12
第1章绪论  12-20
  1.1 本课题研究的目的和意义  12-14
    1.1.1 课题研究的目的  12
    1.1.2 课题研究的意义  12-14
  1.2 国内外研究进展  14-19
    1.2.1 三江平原的概述  14
    1.2.2 土壤微生物国内外的发展状况  14-18
    1.2.3 土壤理化性状的研究进展  18-19
  1.3 本课题来源及主要研究内容  19-20
    1.3.1 课题来源  19
    1.3.2 主要研究内容  19
    1.3.3 课题的创新点  19-20
第2章微生物的分离、纯化、鉴定及其分布  20-30
  2.1 实验样品与实验试剂  20-21
    2.1.1 试验地概况及土壤样品  20
    2.1.2 培养基配方  20
    2.1.3 实验试剂  20
    2.1.4 主要仪器设备  20-21
  2.2 实验项目与实验方法  21
    2.2.1 微生物数量统计  21
    2.2.2 微生物的分离与纯化  21
    2.2.3 细菌的鉴定  21
  2.3 结果与讨论  21-29
    2.3.1 微生物数量分布情况（动态变化）  21-23
    2.3.2 土壤细菌的鉴定及其在土壤中种属的分布  23-26
    2.3.3 不同耕作对土壤微生物特性的影响  26-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章土壤细菌16S rDNA 的DGGE 群落及结构分析  30-39
  3.1 实验项目与实验方法  30-32
    3.1.1 土壤细菌总基因组的提取方法  30
    3.1.2 土壤细菌16S rDNA 扩增体系的优化  30-31
    3.1.3 变性梯度凝胶（DGGE）的制备方法  31-32
  3.2 结果与讨论  32-38
    3.2.1 土壤细菌16S rDNA 的DGGE 群落及结构  32-36
    3.2.2 PCR-DGGE 反应体系的研究  36-38
    3.2.3 应用PCR-DGGE 技术的意义  38
  3.3 本章小结  38-39
第4章土壤理化性质的分析  39-64
  4.1 土壤理化性质的分析方法  39-54
    4.1.1 用重铬酸钾容量法——外加热法测定土壤有机质  39-40
    4.1.2 半微量开氏法测定土壤全氮量  40-44
    4.1.3 扩散皿滴定法测定土壤碱解氮  44-45
    4.1.4 土壤速效磷的测定  45-47
    4.1.5 土壤速效钾的测定  47-49
    4.1.6 电导法测定土壤电导率  49-52
    4.1.7 土壤PH 值的测定  52-53
    4.1.8 土壤含水量的测定  53
    4.1.9 数据处理与统计分析  53-54
  4.2 结果与讨论  54-60
    4.2.1 土壤有机质的测定结果  54-55
    4.2.2 土壤全氮量的测定结果  55-56
    4.2.3 土壤碱解氮的测定结果  56-57
    4.2.4 土壤速效磷的测定结果  57
    4.2.5 土壤速效钾的测定结果  57-58
    4.2.6 全盐量变化  58-59
    4.2.7 土壤PH 值的动态变化  59
    4.2.8 土壤含水量的测定结果  59-60
  4.3 不同耕作对土壤理化性状的影响  60-63
    4.3.1 土壤有机质的差异  60-61
    4.3.2 土壤全氮量的差异  61
    4.3.3 土壤碱解氮的差异  61
    4.3.4 土壤速效磷的差异  61-62
    4.3.5 土壤速效钾的差异  62
    4.3.6 土壤 PH 值的差异  62-63
    4.3.7 土壤含水量的差异  63
  4.4 本章小结  63-64
结论  64-66
参考文献  66-72
图版及说明  72-75
附录  75-77
在读期间发表的文章  77
在读期间参加的学术活动  77-78
致谢  78

三江地区土壤微生物群落结构分析及土壤理化性状的研究

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