新型氧肥对水淹胁迫下土壤微生物多样性影响

摘要

在中国，洪水灾害是发生最频繁的自然灾害之一，对我国的农业和林业造成了重大损失。长时间水淹导致地下部分缺氧，不仅对植物根系造成了危害，同时土壤微生物多样性发生了改变;土壤结构十分复杂，而微生物是整个土壤生态系统最主要的组成部分，微生物种群结构的多样性、稳定性对植物生长和维系生态系统的正常循环起着关键作用。土壤微生物多样性发生改变，生成了不利于植物生长的有害物质，如乙烯等，加速了植物死亡。
　　 本实验室以短埂大参土壤为研究对象，以水淹为胁迫因子，将短埂大参土壤进行:单一水淹处理，水淹施加新型氧肥处理，正常浇水不施加新型氧肥处理，正常浇水施加新型氧肥，土壤水分饱和不施加新型氧肥处理，土壤水分饱和施加新型氧肥处理六种处理，处理时间为36d。对各处理第6、12、18、24、30、36d土壤中细菌16SrDNA基因和18SrDNA基因的PCR扩增产物进行DGGE分析。
　　 实验结果如下:
　　 1.本实验新型氧肥是以过氧化钙为核心材料，钠基膨润土为填充剂，聚乙烯醇缩甲醛为粘合剂制备的能够缓慢释放氧气的新型氧气肥料;新型氧肥制备优化结果表明土肥比为12∶5，聚乙烯醇缩甲醛含量为15％的条件下，所制得的新型缓控释氧肥的缓释效果最好。此外，对新型氧肥在水介质条件下的氧气释放量及溶液pH值变化做了研究，结果表明:新型氧肥释放持续30d左右;pH变化在7-8之间，维持在中性范围内。
　　 2.壤微生物总DNA的提取采用直接提取的方法，DNA片段大约在23kb左右，提取出的DNA片段比较完整。使用以上提取的DNA作为模板，采用二次PCR扩增的方法对细菌16SrDNA基因及真菌18SrDNA基因进行PCR扩增分析;扩增出目的条带分别为230bp和350bp。
　　 3.对六种处理各检测时间的土壤样品进行PCR-DGGE分析结果:
　　 (1)土壤微生物多样性分析结果:新型氧肥可以为水淹土壤细菌和真菌提供氧气、增加土壤细菌和真菌种类并可持续较长时间，对水淹土壤细菌和真菌多样性影响较大，并且第12、18、24d的水淹施加新型氧肥的土壤细菌和真菌均比单一水淹的土壤细菌和真菌多样性多;但是为正常浇水和土壤水分饱和中的细菌和真菌提供的氧气较少，因此对这两种情况的细菌和真菌多样性影响较小。
　　 (2)单一水淹和水淹施加新型氧肥的前三个时期进行优势微生物菌群的测定，结果表明:单一水淹的土壤中优势细菌菌群为假单胞菌属(Pseudomonas)、罗尔斯顿菌属(Ralston genus)和未培养过的细菌种群(Uncultured bacterium)，水淹施加新型氧肥的土壤中优势细菌菌群为假单胞菌属(Pseudomonas)和未培养过的细菌种群(Uncultured bacterium);单一水淹土壤中优势真菌菌群为Derofurcata和子囊菌亚门真菌(Ascomycotina)，水淹施加新型氧肥土壤优势真菌菌群为子囊菌亚门真菌(Ascomycotina)和未培养过的真菌种群(Uncultured fungi)。

目录

声明

摘要

缩略词

1 绪论

1．1 引言

1．2 新型氧气肥料的研究进展

1．3 土壤微生物的研究

1．3．1 土壤中微生物种类研究

1．3．2 土壤微生物多样性的内涵

1．3．3 土壤微生物与土壤酶的关系

1．4 土壤微生物多样性研究方法

1．4．1 随机扩增DNA多态性分析(RAPD)

1．4．2 限制性片段长度多态性标记技术(RFLP标记)

1．4．3 PCR-DGGE技术

1．5 土壤微生物与植物的关系

1．5．1 植物与根际微生物的关系

1．5．2 根际分泌物对土壤微生物的影响

1．5．3 根际有益微生物对植物的影响

1．5．4 根际微生物对根系分泌物的影响

1．6 水淹农田土壤微生物多样性研究意义

1．7 课题来源与研究目的及研究内容

1．7．1 课题来源

1．7．2 研究目的

1．7．3 研究内容

2 新型氧肥的制备与优化

2．1 新型氧肥制备材料与方法

2．1．1 新型氧肥的制备材料

2．1．2 仪器

2．1．3 新型氧肥制备方法

2．2 新型氧肥优化、氧气含量及pH值的测定

2．2．1 膨润土的选择

2．2．2 土肥比对肥料缓释效果的影响

2．2．3 聚乙烯醇缩甲醛含量对氧肥缓释效果的影响

2．2．4 新型氧肥氧气含量及pH的测定

2．3 讨论

3 新型氧肥对水淹胁迫下土壤细菌多样性影响

3．1 材料与方法

3．1．1 材料

3．1．2 实验方法

3．2 实验结果

3．2．1 土壤微生物总DNA提取结果

3．2．2 土壤细菌16S rDNA基因PCR扩增

3．2．3 土壤细菌的DGGE分析

3．2．4 片段回收与测序结果

3．3 讨论

4 新型氧肥对水淹胁迫下土壤真菌多样性影响

4．1 材料与方法

4．1．1 材料

4．1．2 实验方法

4．2 实验结果

4．2．1 土壤真菌18S rDNA基因PCR扩增

4．2．2 土壤真菌的DGGE分析

4．2．3 片段回收与测序结果

4．3 讨论

5 结论与展望

5．1 结论

5．1．1 新型氧肥的制备与优化

5．1．2 土壤微生物总DNA的提取

5．1．3 土壤细菌16S rDNA和真菌18S rDNA的PCR扩增

5．1．4 新型氧肥对水淹胁迫下土壤微生物多样性的影响

5．2 创新点

5．3 研究展望

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间主要学术成果

致谢