長期施用氮肥可改變農(nóng)田土壤生態(tài)環(huán)境,不同施氮水平通過改變土壤養(yǎng)分含量,直接或間接影響著土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和多樣性;不同土壤類型因其自身組成的區(qū)別,也可能對土壤微生物產(chǎn)生不同影響。為了解不同施氮水平下土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)的變化,本文以長期不同施氮水平處理的風砂土、草甸黑土和沖積土玉米根際土壤為研究對象,利用16S rDNA和ITS高通量測序（Illumina MiSeq）技術(shù)以及實時熒光定量PCR（Real-Time PCR）等現(xiàn)代核酸分子診斷技術(shù),分別對不同施氮水平下三種土壤類型玉米根際微生物細菌和真菌種群結(jié)構(gòu)組成和多樣性,以及主要養(yǎng)分循環(huán)功能基因豐度變化進行了研究,結(jié)合土壤生態(tài)環(huán)境,系統(tǒng)分析了不同土壤類型在長期不同施氮水平下,根際細菌和真菌群落組成和多樣性的變化,并探討影響根際土壤微生物種群結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素,旨在為氮肥的合理施用、氮肥管理和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境提供理論依據(jù)。本文主要研究結(jié)果如下:（1）不同施氮水平下三種土壤類型pH的變化表現(xiàn)出相同趨勢,即隨施氮量的增加,土壤pH呈下降趨勢,長期施用氮肥可導致土壤酸化;三種根際土壤在不同施氮水平間,土壤總營養(yǎng)成分（TOC、TN、TP和TK）... 

【文章來源】：吉林農(nóng)業(yè)大學吉林省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

根際土壤總DNA電泳檢測圖

(Gemmatimonadetes)表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律，即隨著施氮量的增多，兩種菌門的相對豐度分別降低了47%和61%。不同土壤類型間，風砂土在N270處理時，變形菌門(Proteobacteria)的相對豐度明顯高于其他施氮水平處理；草甸黑土中，N312處理的擬桿菌門(Bacteroidetes)豐度水平高于其他處理，而放線菌門(Actinobacteria)則明顯低于其他處理；在沖積土中，變形菌門(Proteobacteria)的相對豐度隨施氮量的變化表現(xiàn)為：A168>A240>A270>A312，而擬桿菌門(Bacteroidetes) 和厚壁菌門(Fimicutes)則表現(xiàn)為：A312>A270>A240>A168。圖 3-4 為屬水平上根際土壤相對豐度前 20(>1%)的細菌屬，并將相對豐度<1%和未經(jīng)分類的菌屬合并為 Other。由圖可知，不施氮肥處理中芽單胞菌屬(Gemmatimonas)相對豐度明顯高于施氮處理。不同土壤類型間，沖積土中 Gp1 屬的相對豐度顯著高于風砂土和草甸黑土；而草甸黑土中諾卡氏菌屬(Nocardioides)的豐度水平要高于風砂土和沖積土。由圖 3-3 和 3-4 可知，無論氮肥施用量如何，三種土壤的根際微生物細菌群落在各分類水平上的相對豐度均明顯不同。其中，BRC1 菌門的相對豐度具有極顯著差異，但其豐度比例較低。通過相關(guān)性分析(Anosim)和主成分分析(PCoA)，如圖 3-5 所示，三種土壤根際微生物細菌群落表現(xiàn)出顯著差異(R=0.299，P=0.004)，其中，第一主坐標(PCoA1)對樣品差異的貢獻率為 86.03%；第二主坐標(PCoA2)對樣品差異的貢獻率為 5.38%。

圖 3-6 16S rDNA 冗余分析(RDA)Fig. 3-6 Redundancy analysis (RDA) of 16S rDNA fingerprint patterns 11 項環(huán)境因子對樣本細菌群落變化的貢獻。箭頭表示環(huán)境參數(shù)及其對細菌群落結(jié)構(gòu)的影響程度，三不同施氮水平處理的根際土壤樣本。howing the contribution of 11 environmental parameters to variability. Arrows indicate environmental factors effects on bacterial community structure. The triangles indicate different fertilization treatments under three s于三種土壤類型的參數(shù)不同，所以，我們通過冗余分析(RDA)根際細菌群落的關(guān)系，檢測影響根際土壤微生物細菌群落組成的主要因素，如圖 3-035)。結(jié)果表明，只有土壤 pH 對根際土壤微生物細菌群落組成有重要影響(P<全氮(TN)不是主要因素，其它土壤環(huán)境因子，如全鉀(TK)、速效鉀(AK)和Moisture)等對根際細菌群落組成也有較強影響。過進一步相關(guān)分析，我們得出四個主要細菌門與土壤 pH 顯著相關(guān)，如圖 3-7廣古菌門(Euryarchaeota)、藍細菌門(Cyanobacteria)和酸桿菌門(Acidobacter 呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，而脫鐵桿菌門(Deferribacteres)與土壤 pH 呈顯著

【參考文獻】：
期刊論文
[1]貝加爾針茅草原土壤真菌群落結(jié)構(gòu)對氮素和水分添加的響應(yīng)[J]. 張海芳,劉紅梅,趙建寧,李剛,賴欣,李潔,王慧,楊殿林.  生態(tài)學報. 2018(01)
[2]不同灌溉方式對農(nóng)田土壤微生物豐度及通透性的影響[J]. 谷鵬,焦燕,楊文柱,溫慧洋,白曙光,楊潔.  灌溉排水學報. 2018(01)
[3]不同水分條件對玉米根際微生物群落的影響[J]. 馮帥,劉小利,吳小麗,江世杰,周正富,張維,陳明,王勁,柯秀彬.  作物雜志. 2017(01)
[4]不同施肥模式對雷竹林土壤真菌群落特征的影響[J]. 陳志豪,梁雪,李永春,李永夫,徐秋芳,鄔奇峰,李松昊,沈振明.  應(yīng)用生態(tài)學報. 2017(04)
[5]三江平原不同類型小葉章濕地土壤細菌群落功能多樣性[J]. 隋心,張榮濤,楊立賓,許楠,鐘海秀,王繼豐,倪紅偉.  環(huán)境科學研究. 2016(10)
[6]黃土高原不同植被類型下土壤細菌群落特征研究[J]. 劉洋,黃懿梅,曾全超.  環(huán)境科學. 2016(10)
[7]不同綠肥對湘西煙田土壤細菌群落結(jié)構(gòu)與多樣性的影響[J]. 張超,朱三榮,田峰,戴林建,陳武.  貴州農(nóng)業(yè)科學. 2016(05)
[8]黃土丘陵區(qū)不同土地利用方式土壤微生物功能多樣性特征[J]. 蔡進軍,董立國,李生寶,潘占兵,許浩,張源潤.  生態(tài)環(huán)境學報. 2016(04)
[9]土壤滅菌-生物有機肥聯(lián)用對連作馬鈴薯及土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的影響[J]. 劉星,張文明,張春紅,邱慧珍,李瑞琴,王蒂,沈其榮.  生態(tài)學報. 2016(20)
[10]Bacterial diversity in soils subjected to long-term chemical fertilization can be more stably maintained with the addition of livestock manure than wheat straw[J].   Science Foundation in China. 2015(04)

碩士論文
[1]中國北方主要草地類型土壤細菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性變化[D]. 尹娜.東北師范大學 2014
[2]土壤鹽分和pH對濱海鹽土土壤微生物多樣性的影響[D]. 國春菲.浙江農(nóng)林大學 2013
[3]生物炭對土壤微生物量及土壤酶的影響研究[D]. 黃劍.中國農(nóng)業(yè)科學院 2012



本文編號：3275957