柠条根际土壤微生物群落特征及功能多样性研究

摘要

柠条(Caragana microphylla)是盐池县治沙造林的先锋树种，对干旱半干旱地区有效进行人工林建设及生态植被改善方面产生重要影响。随着柠条大面积种植，其土壤质量及生态环境也随之发生变化。本研究以宁夏盐池县内种植的2年、4年、6年、8年及10年柠条林地为对象，研究柠条根际、非根际土壤微生物三大类群及生理类群的群落组成及数量变化规律，运用Biolog技术对柠条林地微生物群落功能多样性进行探讨，阐明根际微生物对土壤养分的响应及响应机制，揭示人工柠条林地根际微生物群落的形成及其对土壤生态系统演变的适应机理，为干旱半干旱地区有效的进行人工林建设以及改善和治理生态环境提供科学依据。研究结果如下：
　　 (1)柠条根际土壤微生物三大类群的研究结果表明：随着柠条种植年限的增长，三大类微生物数量表现出一定的变化：各年限柠条根际与非根际土壤微生物数量均为：细菌>放线菌>真菌；根际、根面与根外三大类微生物的总数量变化为：10年>8年>6年>2年>4年：不同区域微生物数量的变化为：根际>非根际>根面，根际效应明显；细菌、放线菌、真菌的数量整体上均为10年生最多，2年和4年生最少；细菌、真菌、放线菌的根际效应明显，10年生最大，2年生最小。初步显示：柠条种植年限的加长会使柠条根际效应增大，三大类微生物数量增加。此外，根际及根外微生物的垂直分布显示：0～20cm层微生物数量高于20～40cm层，说明柠条的根系主要集中于0～20cm层，对养分、水分、微量元素的吸收能力较强，根系分泌物增加，微生物增多。
　　 (2)柠条根际土壤微生物生理类群的研究结果表明：4、6、10年柠条地微生物生理类群总数量最多，8年生柠条地数量最少；各年限根际及非根际土壤生理类群数量为：氨化细菌>反硝化细菌>好氧纤维素分解菌>厌氧纤维素分解菌>亚硝酸细菌，差异明显。4年和6年生柠条生长的土壤中均以氨化细菌和反硝化细菌数量最多，氮素循环得到加强。生理类群数量的垂直分布中，0～20cm层的生理类群数量高于20～40cm，与三大类微生物数量的垂直分布相同。
　　 (3)Biolog法研究结果表明：各年限柠条根际与非根际土壤微生物利用碳源的总量，随培养时间的延长逐渐增加，氨基酸和碳水化合物为利用较高的碳源类型；柠条根际土壤微生物对碳源的利用类型以及功能性明显高于非根际土壤；根际土壤中AWCD值及多样性指数均以10年生最高。10年生柠条地微生物群落功能性较高，说明柠条到达一定的林龄，其碳源利用能力、代谢活性以及功能多样性就会有所提高。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究的目的与意义

1.2 文献综述

1.2.1 根际及根际效应

1.2.2 植物与根际微生物

1.2.3 土壤微生物生理类群

1.2.4 柠条及其根际土壤微生物研究现状

1.3 研究内容

第二章 不同年限柠条根际土壤微生物三大类群的数量动态

2.1 材料与方法

2.1.1 供试材料

2.1.2 分离方法

2.2.结果与分析

2.2.1 柠条根际土壤微生物组成及其根际效应

2.2.2 柠条根际土壤微生物数量随年限的变化特征

2.2.3 柠条根际与根外土壤微生物的垂直分布

2.2.4 不同年限柠条林土壤理化性质

2.3 结论与讨论

第三章 不同年限柠条根际土壤微生物生理类群特征

3.1 材料与方法

3.1.1 供试材料

3.1.2 各生理类群培养基

3.1.3 分离方法

3.2 结果与分析

3.2.1 柠条根际土壤微生物生理类群总数量随年限的变化

3.2.2 柠条根际土壤各生理类群的总数量动态

3.2.3 柠条根际土壤微生物生理类群的垂直分布

3.3 结论与讨论

第四章 不同年限柠条根际土壤微生物群落功能多样性分析

4.1 材料与方法

4.1.1 供试材料

4.1.2 测定方法

4.2 结果与分析

4.2.1 柠条根际土壤微生物群落碳源平均颜色变化率(AWCD)

4.2.2 柠条根际土壤微生物群落利用碳源类型分析

4.2.3 柠条根际土壤微生物群落碳源利用类型的主成分分析

4.2.4 柠条根际土壤微生物群落丰富度及多样性指数

4.3 结论与讨论

第五章 结论及展望

参考文献

致谢

附 录

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