生物炭對大豆鎘吸收及根際氮循環(huán)相關(guān)微生物活性的影響
發(fā)布時間:2022-01-09 06:39
在我國重金屬污染農(nóng)田面積逐年擴大、重金屬超標農(nóng)產(chǎn)品日益增多的嚴峻形勢下,為明確生物炭修復(fù)重金屬污染農(nóng)田的應(yīng)用價值,本研究通過在原位低濃度鎘污染土壤(總鎘3.14 mg/kg)和人為添加高濃度鎘污染土壤(總鎘10.8 mg/kg)中施加生物炭進行大豆(Glycine max)盆栽試驗,系統(tǒng)分析了生物炭對鎘脅迫條件下大豆生長及鎘吸收、分配、轉(zhuǎn)運和積累的影響,結(jié)合高通量測序評估了施加生物炭對大豆根際微生物群落結(jié)構(gòu)和組成的影響,同時利用qPCR技術(shù)從微生物角度闡述了生物炭對土壤氮素的影響機理,以期為修復(fù)重金屬污染農(nóng)田和減少農(nóng)田氮素損失提供理論依據(jù)。結(jié)果如下:(1)添加生物炭顯著提高鎘污染土壤中大豆的固氮能力,促進大豆生長。在低濃度污染土壤的開花期,1%生物炭使大豆根瘤菌的固氮酶活性增強53.66倍,使大豆葉片中氮含量和大豆株高分別增加13.7%和增加14.6%。(2)添加生物炭顯著增加大豆不可食用部分鎘轉(zhuǎn)運系數(shù)和富集系數(shù),使不可食用部分鎘累積量顯著增加,但顯著降低可食用部分鎘轉(zhuǎn)運系數(shù)和富集系數(shù),使可食用部分鎘含量顯著降低。10%生物炭使低濃度污染土壤中大豆籽粒鎘含量從1.17mg/kg降低到0...
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
1.1 農(nóng)田土壤重金屬污染概況
1.1.1 污染現(xiàn)狀及污染來源
1.1.2 污染危害
1.1.3 重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)
1.2 生物炭概況
1.2.1 生物炭的制備
1.2.2 生物炭的特性
1.2.3 生物炭的應(yīng)用
1.3 研究內(nèi)容和意義
1.4 技術(shù)路線
第二章 生物炭對大豆生長及大豆中鎘富集和轉(zhuǎn)移的影響
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 生物炭參數(shù)
2.2.2 土壤采集及準備
2.2.3 盆栽試驗
2.2.4 樣品收集及大豆株高、根長和生物量測定
2.2.5 大豆各部位鎘含量測定
2.2.6 大豆根區(qū)土壤理化性質(zhì)的測定
2.2.7 統(tǒng)計分析方法
2.3 結(jié)果與分析
2.3.1 .添加氯化鎘和生物炭評價
2.3.2 對大豆生長的影響
2.3.3 大豆中鎘的富集和轉(zhuǎn)移
2.3.4 對土壤理化性質(zhì)的影響
2.3.5 土壤理化性質(zhì)與大豆生長和鎘富集轉(zhuǎn)運相關(guān)性
2.4 討論
2.5 小結(jié)
第三章 生物炭對大豆根際土壤微生物氮代謝的影響
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 根際土壤微生物酶活性測定
3.2.2 根際土壤DNA提取
3.2.3 根際土壤RNA提取和cDNA合成
3.2.4 氮循環(huán)相關(guān)功能基因的標曲構(gòu)建與實時熒光定量PCR
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 根際土壤酶活性變化
3.3.2 生物炭對大豆根際總細菌的絕對豐度和活性的影響
3.3.3 生物炭對大豆根際氮循環(huán)相關(guān)功能細菌的絕對豐度和活性的影響
3.4 討論
3.5 小結(jié)
第四章 生物炭對大豆根際土壤微生物群落的影響
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 根際土壤DNA提取、16S rRNA基因高通量測序及序列處理
4.2.2 數(shù)據(jù)分析
4.3 結(jié)果與分析
4.3.1 微生物群落多樣性對環(huán)境因子的響應(yīng)
4.3.2 微生物群落結(jié)構(gòu)對環(huán)境因子的響應(yīng)
4.3.3 根際微生物群落組成對環(huán)境因子的響應(yīng)
4.4 討論
4.4.1 微生物的相對和絕對豐度的比較
4.4.2 微生物群落的變化
4.5 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 創(chuàng)新點
5.3 展望
參考文獻
附錄
致謝
個人簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]生物黑炭對黑土根際土壤氮素轉(zhuǎn)化強度及無機氮的影響[J]. 王大慶,孟穎,孫泰朋,趙偉,王宏燕. 水土保持研究. 2016(05)
[2]全國土壤污染狀況調(diào)查公報[J]. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2014(05)
[3]添加生物炭對華南早稻田CH4和N2O排放的影響[J]. 孟夢,呂成文,李玉娥,秦曉波,萬運帆,高清竹. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2013(04)
[4]生物炭生產(chǎn)與農(nóng)用的意義及國內(nèi)外動態(tài)[J]. 何緒生,耿增超,佘雕,張保健,高海英. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2011(02)
[5]河北清苑縣及周邊農(nóng)田土壤及農(nóng)作物中重金屬污染狀況與分析評價[J]. 張麗紅,徐慧珍,于青春,李瑞敏,馬忠社,曹峰,李宏亮. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2010(11)
[6]基于地質(zhì)累積與內(nèi)梅羅指數(shù)的耕地重金屬污染研究[J]. 劉衍君,湯慶新,白振華,張秀玲,張保華. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2009(20)
[7]南方典型產(chǎn)地大米Cd、Zn、Se含量變異及其健康風(fēng)險探討[J]. 張良運,李戀卿,潘根興. 環(huán)境科學(xué). 2009(09)
[8]四川部分地區(qū)3種食用菌中7種重金屬含量測定[J]. 陳黎,江勇,王明亮,陳仙,葉藺霜. 中國食用菌. 2009(02)
[9]植物對重金屬鎘的耐受機制[J]. 張軍,束文圣. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報. 2006(01)
[10]污染土壤的修復(fù)技術(shù)研究進展[J]. 周東美,郝秀珍,薛艷,倉龍,王玉軍,陳懷滿. 生態(tài)環(huán)境. 2004(02)
碩士論文
[1]長期施肥對農(nóng)田土壤重金屬的影響[D]. 劉景.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2009
本文編號:3578164
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
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摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
1.1 農(nóng)田土壤重金屬污染概況
1.1.1 污染現(xiàn)狀及污染來源
1.1.2 污染危害
1.1.3 重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)
1.2 生物炭概況
1.2.1 生物炭的制備
1.2.2 生物炭的特性
1.2.3 生物炭的應(yīng)用
1.3 研究內(nèi)容和意義
1.4 技術(shù)路線
第二章 生物炭對大豆生長及大豆中鎘富集和轉(zhuǎn)移的影響
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 生物炭參數(shù)
2.2.2 土壤采集及準備
2.2.3 盆栽試驗
2.2.4 樣品收集及大豆株高、根長和生物量測定
2.2.5 大豆各部位鎘含量測定
2.2.6 大豆根區(qū)土壤理化性質(zhì)的測定
2.2.7 統(tǒng)計分析方法
2.3 結(jié)果與分析
2.3.1 .添加氯化鎘和生物炭評價
2.3.2 對大豆生長的影響
2.3.3 大豆中鎘的富集和轉(zhuǎn)移
2.3.4 對土壤理化性質(zhì)的影響
2.3.5 土壤理化性質(zhì)與大豆生長和鎘富集轉(zhuǎn)運相關(guān)性
2.4 討論
2.5 小結(jié)
第三章 生物炭對大豆根際土壤微生物氮代謝的影響
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 根際土壤微生物酶活性測定
3.2.2 根際土壤DNA提取
3.2.3 根際土壤RNA提取和cDNA合成
3.2.4 氮循環(huán)相關(guān)功能基因的標曲構(gòu)建與實時熒光定量PCR
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 根際土壤酶活性變化
3.3.2 生物炭對大豆根際總細菌的絕對豐度和活性的影響
3.3.3 生物炭對大豆根際氮循環(huán)相關(guān)功能細菌的絕對豐度和活性的影響
3.4 討論
3.5 小結(jié)
第四章 生物炭對大豆根際土壤微生物群落的影響
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 根際土壤DNA提取、16S rRNA基因高通量測序及序列處理
4.2.2 數(shù)據(jù)分析
4.3 結(jié)果與分析
4.3.1 微生物群落多樣性對環(huán)境因子的響應(yīng)
4.3.2 微生物群落結(jié)構(gòu)對環(huán)境因子的響應(yīng)
4.3.3 根際微生物群落組成對環(huán)境因子的響應(yīng)
4.4 討論
4.4.1 微生物的相對和絕對豐度的比較
4.4.2 微生物群落的變化
4.5 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 創(chuàng)新點
5.3 展望
參考文獻
附錄
致謝
個人簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]生物黑炭對黑土根際土壤氮素轉(zhuǎn)化強度及無機氮的影響[J]. 王大慶,孟穎,孫泰朋,趙偉,王宏燕. 水土保持研究. 2016(05)
[2]全國土壤污染狀況調(diào)查公報[J]. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2014(05)
[3]添加生物炭對華南早稻田CH4和N2O排放的影響[J]. 孟夢,呂成文,李玉娥,秦曉波,萬運帆,高清竹. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2013(04)
[4]生物炭生產(chǎn)與農(nóng)用的意義及國內(nèi)外動態(tài)[J]. 何緒生,耿增超,佘雕,張保健,高海英. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2011(02)
[5]河北清苑縣及周邊農(nóng)田土壤及農(nóng)作物中重金屬污染狀況與分析評價[J]. 張麗紅,徐慧珍,于青春,李瑞敏,馬忠社,曹峰,李宏亮. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2010(11)
[6]基于地質(zhì)累積與內(nèi)梅羅指數(shù)的耕地重金屬污染研究[J]. 劉衍君,湯慶新,白振華,張秀玲,張保華. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2009(20)
[7]南方典型產(chǎn)地大米Cd、Zn、Se含量變異及其健康風(fēng)險探討[J]. 張良運,李戀卿,潘根興. 環(huán)境科學(xué). 2009(09)
[8]四川部分地區(qū)3種食用菌中7種重金屬含量測定[J]. 陳黎,江勇,王明亮,陳仙,葉藺霜. 中國食用菌. 2009(02)
[9]植物對重金屬鎘的耐受機制[J]. 張軍,束文圣. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報. 2006(01)
[10]污染土壤的修復(fù)技術(shù)研究進展[J]. 周東美,郝秀珍,薛艷,倉龍,王玉軍,陳懷滿. 生態(tài)環(huán)境. 2004(02)
碩士論文
[1]長期施肥對農(nóng)田土壤重金屬的影響[D]. 劉景.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2009
本文編號:3578164
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