长期施肥对土壤产甲烷和氨氧化微生物的影响

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1、学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。学位论文作者签名：《i、矽；吲{日期：妒。；小工牛学位论文使用授权声明研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属南京师范大学。学校有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以采用影印、复印等手段保存、汇编本学位论文。学校可以向国家

2、有关机关或机构送交论文的电子和纸质文档，允许论文被查阅和借阅。(保密论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密论文，密级：——保密期限为——年。学位论文作者签名：橡眵{Ⅳ；指导教师签名：日期：沙l；．‘，I毕日期：大影争摘要土壤微生物是气候和土壤环境的敏感指示者，另一方面土壤质量的改变也会对土壤微生物产生重要影响。施肥是农田土壤重要的日常管理措施，它能有效改善土壤营养元素的利用率、有机质含量、阳离子交换率(CEC)、持水量(WHC)、pH和Eh等，从而对土壤微生物群落产生影响。红壤是一种典型的亚热带土壤，广泛分布于我国的东南部地区(长江以南，云贵高

3、原以东)，覆盖陆地面积113万平方公里，约占我国陆地总面积的11．8％，供养的入口总数达到国家入口总数的22．5％。红壤的风化和淋溶作用强烈，低pH和N、P供应不足是其显著特点。研究长期施肥对红壤碳氮转化功能微生物及其功能的影响，可为农业生产中科学施肥、提高作物产量和环境保护提供理论依据。本研究以不同施肥、地下水位管理稻田红壤为研究对象，通过分析磷脂脂肪酸(phospholipidfattyacid，PLFA)研究了不同施肥、地下水位管理对土壤微生物多样性的影响。试验地设置了6种处理：高地下水位化肥(HCF)、低地下水位化肥(LCF)、高地下水位常量有机肥(HN

4、OM)、低地下水位常量有机肥(LNOM)、高地下水位高量有机肥(HHOM)和低地下水位高量有机肥(LHOM)。从供试土壤样品中共检测出44种PLFA类型，其中32种细菌PLFA，3种真菌PLFA和3种放线菌PLFA。不同施肥、地下水位管理土壤总PLFA量无显著差异(p>0．05)。不同处理土样的细菌和G。菌PLFA量存在差异，LHOM处理最高，而HNOM处理最低，且两个处理间差异显著(p<0．05)，不同处理土样的真菌和放线菌PLFA量无显著差异。不同施肥土壤处理的厌氧菌PLF～好氧菌PLFA的比值存在差异，施化Heft0处理均低于施有机肥的处理，其中LCF与L

5、HOM这两个处理的厌氧菌与好氧菌PLFA含量的比值差异显著(p<0．05)。双因素方差分析显示，地下水位高低显著影响了各处理土壤PLFA类型、总PLFA含量、细菌PLFA含量，而施肥和地下水位的协同作用显著影响了真菌PLFA含量。本文还采用荧光定量PCR及PCR—DGGE等现代分子生态学手段、研究了不同施肥、地下水位管理及添加硝酸盐对土壤产甲烷古菌群落和及产甲烷功能的影响。HHOM的产甲烷速率显著最高(p

6、<0．05)。HNOM处理的产甲烷古菌16SrRNA基因丰度比其他处理显著较高(p0．05)。分析显示，施肥显著影响了土壤产甲烷速率，显著改变了土壤产甲烷群落丰度和组成；地下水位高低没有显著影响土壤产甲烷速率，但显著改变了土壤产甲烷群落丰度和组成。添加硝酸盐培养后，不同施肥、地下水位管理土壤产ff_1烷速率均有所摘要降低，其中LNOM、HHOM和LHOM土壤产甲烷速率显著降低(p<0．05)，施用化肥土壤产甲烷速率接近为零。添加硝酸盐培养显著降低了土壤产甲烷古菌16SrRNA基因拷贝数(p<

7、O．05)。本研究采用荧光定量PCR和PCR-DGGE等方法对不同施肥土壤AOA(Ammoniaoxidizingarchaea)和AOB(Ammoniaoxidizingbacteria)的丰度和组成进行了分析。选取江西鹰潭红壤站长期定位施肥玉米地为试验地，该试验地设置有不施肥对照(CK)、施氮肥(N)、施氮磷钾肥(NPK)、施有机肥(OM)、施有机肥同时施氮磷钾肥(NPK+OM)等施肥处理。结果显示，长期施用有机肥后，土壤中古菌和细菌amoA基因的丰度均显著增加。施用有机肥的土壤中AOA的香农指数和丰富度指数最高，施无机肥其次，不施肥对照最低。而AOB仅丰富

8、度指数是施有机肥处理高于