长期施肥对稻麦轮作土壤碳组分及微生物特征的影响

论文摘要

合理施用有机肥是改善土壤质量、增加土壤碳固存的有效措施,对农田生态系统的可持续利用具有重要作用。本文以有机培肥长期定位试验为基础,在施氮肥、氮磷肥、氮磷钾肥、有机肥、有机无机肥配施处理下,研究土壤有机碳、微生物量碳（MBC）、水/热水溶性有机碳（DOC、HWSC）、颗粒有机碳（POC）、轻组有机碳（LFOC）、活性碳库、惰性碳库的含量,胞外酶活性和微生物群落结构组成,从而阐述长期施肥下稻麦轮作体系土壤碳转化与微生物之间的相互作用机理。论文主要进展如下:（1）有机无机肥配施显著增加了土壤中的MBC、DOC、HWSC、POC和LFOC的含量,提高了土壤碳库管理指数。同时DOC、POC和LFOC可作为该地区土壤碳库早期变化的指标。（2）有机无机肥配施显著提高了土壤中的磷酸酶、β-葡糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶、α-葡糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶及过氧化物酶活性。β-木糖苷酶、α-葡糖苷酶等胞外酶活性的提高,显著增加了MBC、POC、HWSC的含量。（3）有机无机肥配施显著提高了麦季土壤中放线菌、γ-变形菌、鞘氨醇杆菌和TK10等纲水平细菌相对丰度,降低了厌氧绳菌、芽孢杆菌、S085等的相对丰度;在稻季土壤中,有机无机肥配施显著提高了放线菌、α-变形菌、γ-变形菌的相对丰度,降低了杆菌、拟杆菌、梭菌、SBR1076、疣微菌、厌氧绳菌及S085的相对丰度。α-变形菌、γ-变形菌、放线菌等相对丰度的增加以及厌氧绳菌、S085、SBR2076等相对丰度的降低,显著提高了氧化酶和水解酶活性,进而增加了HWSC、LFOC等活性有机碳的含量。（4）有机无机肥配施促进了腐殖霉属和大孢圆孢霉属等属水平真菌群落的代谢活性,降低了翅孢壳属、春蓼属、Paraphaeosphaeria的相对丰度。苦乌属、翅孢壳属、木霉属、Paraphaeosphaeria等相对丰度的降低以及腐殖霉属相对丰度的增加,显著提高了亮氨酸氨基肽酶等胞外酶活性,最终增加了MBC、HWSC、POC等活性有机碳的含量。综上,有机无机肥配施显著增加了α-变形菌、γ-变形菌、放线菌等细菌及腐殖霉属、大孢圆孢霉属等真菌的相对丰度,降低了S085、SBR2076、厌氧绳菌纲等绿弯菌和翅孢壳属、Paraphaeosphaeria等真菌的相对丰度,进而提高了水解酶和氧化酶的活性,最终导致MBC、HWSC、POC、LFOC等活性有机碳的含量增加。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 英文缩略表
• 第一章 引言
•   1.1 选题的目的与意义
•   1.2 长期施肥对土壤有机碳库的影响
•     1.2.1 土壤有机碳分组研究进展
•     1.2.2 施肥对土壤有机碳库的影响
•   1.3 长期施肥对土壤胞外酶的影响
•     1.3.1 土壤胞外酶的特点
•     1.3.2 施肥对土壤胞外酶活性的影响
•   1.4 长期施肥对土壤微生物群落结构的影响
•     1.4.1 土壤微生物群落的特征
•     1.4.2 影响微生物群落结构组成的因素
•   1.5 本文研究契机与总体思路
•     1.5.1 研究契机
•     1.5.2 总体思路
• 第二章 长期施肥稻麦轮作体系下土壤碳库的变化
•   2.1 材料与方法
•     2.1.1 试验设计
•     2.1.2 土壤碳库及理化性状的测定
•     2.1.3 数据处理
•   2.2 结果与分析
•     2.2.1 长期施肥对土壤理化性质的影响
•     2.2.2 长期施肥不同处理下土壤碳库的变化
•     2.2.3 长期施肥对作物产量的影响
•   2.3 讨论
•     2.3.1 长期施肥对土壤活性有机碳组分的影响
•     2.3.2 长期施肥对作物产量的影响
•   2.4 小结
• 第三章 长期施肥稻麦轮作体系土壤胞外酶活性的变化特征
•   3.1 材料与方法
•     3.1.1 土壤采集与处理
•     3.1.2 土壤胞外酶活性的测定
•     3.1.3 数据处理
•   3.2 结果与分析
•     3.2.1 长期施肥下土壤胞外酶活性
•     3.2.2 长期施肥下土壤胞外酶活性与土壤碳库的相关性
•   3.3 讨论
•     3.3.1 长期施肥对土壤胞外酶活性的影响
•     3.3.2 土壤胞外酶活性与土壤碳库间的关系
•   3.4 小结
• 第四章 长期施肥稻麦轮作体系下土壤细菌群落结构变化
•   4.1 材料与方法
•     4.1.1 土壤采集与处理
•     4.1.2 土壤DNA的提取及MiSeq分析
•     4.1.3 数据处理
•   4.2 结果与分析
•     4.2.1 长期施肥下土壤细菌群落结构的变化
•     4.2.2 长期施肥土壤细菌群落结构与土壤碳库的相关性
•     4.2.3 长期施肥土壤细菌群落结构与土壤胞外酶活性的相关性
•   4.3 讨论
•     4.3.1 长期施肥对土壤细菌群落结构的影响
•     4.3.2 细菌群落变化与土壤理化性质之间的关系
•     4.3.3 细菌群落变化与土壤胞外酶活性之间的关系
•   4.4 小结
• 第五章 长期施肥稻麦轮作体系下土壤真菌群落结构变化
•   5.1 材料与方法
•     5.1.1 土壤采集与处理
•     5.1.2 土壤DNA的提取及MeiSeque分析
•     5.1.3 数据处理
•   5.2 结果与分析
•     5.2.1 长期施肥下土壤真菌群落结构的变化
•     5.2.2 长期施肥土壤真菌群落结构与土壤碳库的相关性
•     5.2.3 长期施肥土壤真菌群落结构与土壤胞外酶的相关性
•   5.3 讨论
•     5.3.1 长期施肥对土壤真菌群落结构的影响
•     5.3.2 真菌群落变化与土壤理化性质之间的关系
•     5.3.3 真菌群落变化与土壤胞外酶活性之间的关系
•   5.4 小结
• 第六章 全文结论与展望
•   6.1 研究结论
•   6.2 创新点
•   6.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈洁

导师: 梁国庆

关键词: 长期施肥,活性有机碳,胞外酶活性,细菌群落结构,真菌群落结构

来源: 中国农业科学院

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农业基础科学,农艺学,农艺学

单位: 中国农业科学院

基金: 国家自然科学基金(No:31471943),国家重点研发计划(课题编号:2016YFD0200109)

分类号: S153.6;S154.3

总页数: 82

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