酸性红壤氨氧化微生物群落分布和功能及其驱动因子
发布时间：2025-05-20 01:27
我国亚热带地区面积辽阔,占国土面积的21%,是重要的工农业生产区。该地区的酸性土壤在世界上占有独特的地位,具有高度风化、土壤氧化势高、酸性强等的特点。研究该地区酸性土壤硝化微生物、硝化作用及其驱动机制对环境保护及农业生产具有重要意义。本研究以江西省红壤生态试验站长期定位施肥玉米试验田为依托,采集不施肥对照(CK)、氮肥(N)处理、氮磷钾肥(NPK)处理和有机肥(OM)处理的土壤为研究对象,利用qPCR、PCR-DGGE、克隆文库等分子生态学技术,研究不同施肥处理对土壤AOA和AOB群落丰度与组成的影响,并分析其环境驱动因子；设置稳定性同位素核酸标记(DNA-SIP)微域培养试验,结合上述分子生态学技术探明长期施肥对功能“活跃的”AOA和AOB类群(群落组成)及相对丰度的影响。研究结果如下：(1)长期施肥明显改变了土壤AOA和AOB丰度,AOA与AOB丰度比也随之发生显著变化。OM处理的土壤AOA丰度显著高于其他三种处理土壤,而N处理和NPK处理的AOA丰度显著高于CK土壤。OM处理AOB的丰度最高,显著高于其他施肥处理的土壤,CK、N处理和NPK处理的土壤之间AOB丰度没有显著差异。(2...
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 土壤硝化作用
1.2 氨氧化微生物
1.2.1 氨氧化细菌
1.2.2 氨氧化古菌
1.3 氨氧化细菌和古菌对硝化作用的相对贡献
1.4 影响硝化作用和硝化微生物的环境因素
1.4.1 pH值
1.4.2 土壤中NH3的浓度
1.4.3 温度
1.4.4 通气与水分条件
1.5 研究背景与研究内容
1.5.1 论文选题的理由或意义
1.5.2 研究内容和研究目标
1.5.3 拟解决的关键科学问题
1.5.4 技术路线
第2章 长期不同施肥旱地红壤氨氧化微生物群落分布及其驱动因子研究
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 研究位点描述和样品采集
2.2.2 土壤化性质分斩
2.2.3 土壤DMA提取
2.2.4 实时荧光定量PCR
2.2.5 PCR-DGGE、克隆测序及系统发育分析
2.2.6 数据分析
2.3 结果与分析
2.3.1 不同施肥处理土壤的理化性质
2.3.2 不同施肥处理土壤氨氧化菌AOA和AOB的丰度及驱动因子分析
2.3.3 不同施肥处理土壤氨氧化微生物群落组成及驱动因子分析
2.4 讨论
2.5 小结
第3章 长期不同施肥旱地红壤“活跃的”氨氧化微生物群落分布和功能
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 土壤样品的选取及处理
3.2.2 微域培养试验
3.2.3 DNA提取和SIP分层
3.2.4 实时荧光定量PCR
3.2.5 PCR-DGGE、克隆测序及系统发育分析
3.3 结果与分析
3.3.1 不同施肥处理土壤SIP培养后pH值的变化
3.3.2 不同施肥处理土壤SIP培养后无机氮含量的变化
3.3.3 不同施肥处理土壤SIP培养后氨氧化微生物丰度的变化
3.3.4 超速离心后不同浮力密度分层液中AOA和AOB的数量分布
3.3.5 不同施肥处理土壤功能“活跃的”氨氧化微生物群落分布
3.3.6 不同施肥处理土壤功能“活跃的”氨氧化微生物群落组成
3.4 讨论
3.5 小结
第4章 江西酸性森林土壤氨氧化微生物群落分布和功能及其驱动因子研究
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 土壤样品的选取及处理
4.2.2 土壤理化性质测定
4.2.3 15N富集技术测定土壤硝化作用
4.2.4 土壤DNA提取
4.2.5 实时荧光定量PCR
4.2.6 PCR-DGGE、DGGE条带的克隆测序及系统发育分析
4.2.7 数据分析
4.3 结果与分析
4.3.1 不同植被覆盖的酸性森林土壤的理化性质
4.3.2 不同植被覆盖的酸性森林土壤自养硝化速率分析
4.3.3 不同植被覆盖的酸性森林土壤AOA和AOB丰度及驱动因子分析
4.3.4 不同植被覆盖的酸性森林土壤氨氧化微生物群落组成
4.4 讨论
4.5 小结
第5章 江西酸性森林土壤功能“活跃的”氨氧化微生物群落分布和功能及其驱动因子研究
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 土壤样品的选取及处理
5.2.2 DNA-SIP微宇宙培养试验
5.2.3 DNA提取和SIP分层
5.2.4 实时荧光定量PCR
5.2.5 PCR产物的克隆、测序及系统发育分析
5.2.6 数据分析
5.3 结果与分析
5.3.1 不同植被覆盖的酸性森林土壤SIP培养后pH的变化
5.3.2 不同植被覆盖的酸性森林土壤SIP培养后无机氮含量的变化
5.3.3 不同植被覆盖的酸性森林土壤SIP培养后氨氧化微生物的数量变化
5.3.4 超速离心后不同浮力密度分层液中AOA和AOB的数量分布
5.3.5 酸性土壤理化性质与氨氧化微生物相对贡献率的相关性分析
5.3.6 不同植被覆盖的酸性森林土壤功能“活跃的”氨氧化微生物群落组成
5.4 讨论
5.5 小结
第6章 结论与展望
6.1 总结
6.2 研究特色和创新点
6.3 不足之处和展望
参考文献
附录
致谢
本文编号：4046631
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 土壤硝化作用
1.2 氨氧化微生物
1.2.1 氨氧化细菌
1.2.2 氨氧化古菌
1.3 氨氧化细菌和古菌对硝化作用的相对贡献
1.4 影响硝化作用和硝化微生物的环境因素
1.4.1 pH值
1.4.2 土壤中NH3的浓度
1.4.3 温度
1.4.4 通气与水分条件
1.5 研究背景与研究内容
1.5.1 论文选题的理由或意义
1.5.2 研究内容和研究目标
1.5.3 拟解决的关键科学问题
1.5.4 技术路线
第2章 长期不同施肥旱地红壤氨氧化微生物群落分布及其驱动因子研究
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 研究位点描述和样品采集
2.2.2 土壤化性质分斩
2.2.3 土壤DMA提取
2.2.4 实时荧光定量PCR
2.2.5 PCR-DGGE、克隆测序及系统发育分析
2.2.6 数据分析
2.3 结果与分析
2.3.1 不同施肥处理土壤的理化性质
2.3.2 不同施肥处理土壤氨氧化菌AOA和AOB的丰度及驱动因子分析
2.3.3 不同施肥处理土壤氨氧化微生物群落组成及驱动因子分析
2.4 讨论
2.5 小结
第3章 长期不同施肥旱地红壤“活跃的”氨氧化微生物群落分布和功能
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 土壤样品的选取及处理
3.2.2 微域培养试验
3.2.3 DNA提取和SIP分层
3.2.4 实时荧光定量PCR
3.2.5 PCR-DGGE、克隆测序及系统发育分析
3.3 结果与分析
3.3.1 不同施肥处理土壤SIP培养后pH值的变化
3.3.2 不同施肥处理土壤SIP培养后无机氮含量的变化
3.3.3 不同施肥处理土壤SIP培养后氨氧化微生物丰度的变化
3.3.4 超速离心后不同浮力密度分层液中AOA和AOB的数量分布
3.3.5 不同施肥处理土壤功能“活跃的”氨氧化微生物群落分布
3.3.6 不同施肥处理土壤功能“活跃的”氨氧化微生物群落组成
3.4 讨论
3.5 小结
第4章 江西酸性森林土壤氨氧化微生物群落分布和功能及其驱动因子研究
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 土壤样品的选取及处理
4.2.2 土壤理化性质测定
4.2.3 15N富集技术测定土壤硝化作用
4.2.4 土壤DNA提取
4.2.5 实时荧光定量PCR
4.2.6 PCR-DGGE、DGGE条带的克隆测序及系统发育分析
4.2.7 数据分析
4.3 结果与分析
4.3.1 不同植被覆盖的酸性森林土壤的理化性质
4.3.2 不同植被覆盖的酸性森林土壤自养硝化速率分析
4.3.3 不同植被覆盖的酸性森林土壤AOA和AOB丰度及驱动因子分析
4.3.4 不同植被覆盖的酸性森林土壤氨氧化微生物群落组成
4.4 讨论
4.5 小结
第5章 江西酸性森林土壤功能“活跃的”氨氧化微生物群落分布和功能及其驱动因子研究
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 土壤样品的选取及处理
5.2.2 DNA-SIP微宇宙培养试验
5.2.3 DNA提取和SIP分层
5.2.4 实时荧光定量PCR
5.2.5 PCR产物的克隆、测序及系统发育分析
5.2.6 数据分析
5.3 结果与分析
5.3.1 不同植被覆盖的酸性森林土壤SIP培养后pH的变化
5.3.2 不同植被覆盖的酸性森林土壤SIP培养后无机氮含量的变化
5.3.3 不同植被覆盖的酸性森林土壤SIP培养后氨氧化微生物的数量变化
5.3.4 超速离心后不同浮力密度分层液中AOA和AOB的数量分布
5.3.5 酸性土壤理化性质与氨氧化微生物相对贡献率的相关性分析
5.3.6 不同植被覆盖的酸性森林土壤功能“活跃的”氨氧化微生物群落组成
5.4 讨论
5.5 小结
第6章 结论与展望
6.1 总结
6.2 研究特色和创新点
6.3 不足之处和展望
参考文献
附录
致谢
本文编号：4046631
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