發(fā)布時(shí)間：2020-10-30 08:49

　　 氮素被認(rèn)為是陸地生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力的限制性養(yǎng)分元素,因此人類大量使用氮肥來增加土壤可利用性氮素的水平,促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。但是氮素的過量使用也對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生了重要影響。因此了解氮素添加對(duì)森林土壤微生物的影響對(duì)于森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論和實(shí)踐意義。本論文選用湖南省森林植物園作為試驗(yàn)區(qū),以樟樹和濕地松人工林為研究對(duì)象,設(shè)置3種氮素添加處理(對(duì)照：O g·m-2y-1、低氮：5g·m-2y-1、高氮：15g·m-2y-1),采用BIOLOG AN、FF、GenⅢ和YT4種微生物平板研究手段,分析不同氮添加處理對(duì)樟樹和濕地松人工林土壤微生物代謝活性(AWCD值)、群落功能多樣性和不同碳源利用程度的影響。主要研究結(jié)果如下： 1.氮素添加對(duì)土壤微生物代謝活性(AWCD值)的影響 樟樹人工林樣地,短期(1個(gè)月)高濃度氮素添加處理促進(jìn)厭氧細(xì)菌和好氧細(xì)菌群落代謝活性,而氮素添加1年后,不同氮添加處理均抑制土壤細(xì)菌群落代謝活性；實(shí)驗(yàn)研究1年前后,不同氮添加處理均對(duì)樟樹林紅壤真菌代謝活性產(chǎn)生抑制效應(yīng)；而對(duì)土壤酵母菌群落的活性,除氮素添加中期(7個(gè)月)不同氮添加處理AWCD值高于對(duì)照處理外,初期和后期(1個(gè)月和13個(gè)月)均表現(xiàn)為氮素添加處理抑制土壤酵母菌代謝活性。 濕地松人工林樣地,不同氮添加處理短期內(nèi)(1個(gè)月)均抑制土壤厭氧菌及真菌的活性而促進(jìn)濕地松土壤革蘭氏好氧細(xì)菌的代謝活性,且氮素添加濃度越高,AWCD值越高；高氮處理土壤樣品酵母菌活性代謝明顯高于對(duì)照(N0)處理,而低氮(N1)處理略低于對(duì)照(N0)處理。不同氮添加處理中期(7個(gè)月)隨著氮素添加濃度的升高,厭氧菌代謝活性增強(qiáng),達(dá)到一定濃度后,微生物代謝活性減弱,但均高于對(duì)照,而真菌高氮(N2)處理明顯低于對(duì)照(No)處理,這表明土壤厭氧菌和真菌的代謝活性在過量氮沉降的作用下會(huì)逐漸降低；隨著氮素添加的進(jìn)行,好氧細(xì)菌和酵母菌平均活性逐漸下降,表明其代謝活性減弱。不同氮添加處理后期(1年)土壤微生物除真菌代謝活性在高氮(N2)處理時(shí)稍低于對(duì)照(N0)處理外,不同氮素處理均促進(jìn)厭氧細(xì)菌、好氧細(xì)菌和酵母菌的代謝活性,且氮素添加濃度越高,代謝活性越大。 對(duì)比兩種林分氮素添加前后土壤微生物群落代謝活性,可以看出,氮素添加1年后不同氮素添加處理均抑制樟樹林土壤微生物群落代謝活性,且氮素濃度越高,土壤微生物代謝活性越低,而濕地松林土壤微生物代謝活性隨氮素添加濃度的升高而增強(qiáng),由此可知,氮素添加對(duì)不同森林類型的土壤微生物代謝影響不同。 2.氮素添加對(duì)土壤微生物多樣性的影響 在樟樹人工林樣地,不同氮添加處理可以提高土壤微生物群落的豐富度和功能多樣性,而群落內(nèi)常見物種的優(yōu)勢(shì)度和微生物物種的均勻度表現(xiàn)不一致；同樣在濕地松人工林樣地,不同氮添加處理可以提高土壤微生物群落的豐富度,而對(duì)微生物群落的物種優(yōu)勢(shì)度和均勻度在短期內(nèi)的影響效應(yīng)不一致,氮添加1年后達(dá)到穩(wěn)定值,總體來看,均是在不同氮添加處理下,增加濕地松土壤微生物多樣性。 3.氮素添加對(duì)土壤微生物不同類型碳源利用能力的影響 不同氮素添加處理下,造成樟樹和濕地松人工林土壤厭氧細(xì)菌群落活性和碳源相對(duì)利用率的不同的原因可能是氮素添加改變了厭氧細(xì)菌和革蘭氏好氧細(xì)菌對(duì)某些偏好碳源的利用發(fā)生了差異,尤其是對(duì)糖類碳源的利用產(chǎn)生變化；土壤真菌比較偏好、利用率較高的碳源類型為糖類、羧酸類和氨基酸類,而不同氮素添加處理對(duì)不同種類碳源利用效率上存在差異,導(dǎo)致土壤真菌群落代謝功能產(chǎn)生變化；兩種林分在不同氮添加處理下,土壤樣品酵母菌群落比較偏好利用糖類和聚合類碳源,對(duì)氨基酸類和羧酸類碳源的利用相對(duì)偏低,而不同氮素添加處理是造成這種現(xiàn)象的主要原因。 主成分結(jié)果表明,兩種林分不同的氮素添加處理土壤微生物的碳源利用能力出現(xiàn)顯著差異。糖類、羧酸類和氨基酸類物質(zhì)尤其是糖類物質(zhì)是該試驗(yàn)點(diǎn)土壤微生物主要利用的碳源,但不同的氮素添加處理土壤微生物所利用的碳源物質(zhì)各不相同,可作為區(qū)分各處理對(duì)微生物影響的依據(jù)。因此,長(zhǎng)期施用這類氮肥會(huì)使微生物可以利用的碳源趨于穩(wěn)定,促進(jìn)偏好氨基酸類、糖類和羧酸類物質(zhì)為碳源的微生物群落的發(fā)育。
【學(xué)位單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：S714
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 研究背景
    1.1 氮沉降的形成
    1.2 氮沉降的來源
    1.3 氮沉降的現(xiàn)狀
        1.3.1 國外氮沉降的現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)氮沉降的現(xiàn)狀
    1.4 人工模擬氮沉降對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響
        1.4.1 對(duì)森林植物的影響
        1.4.2 對(duì)森林土壤的影響
        1.4.3 對(duì)土壤微生物的影響
    1.5 實(shí)驗(yàn)方法
        1.5.1 傳統(tǒng)微生物平板培養(yǎng)法
        1.5.2 生物化學(xué)方法
        1.5.3 分子生物學(xué)方法
2 目的及意義
3 材料與方法
    3.1 研究區(qū)概況
    3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.3 土壤樣品采集
    3.4 測(cè)定方法
    3.5 統(tǒng)計(jì)分析
4 結(jié)果與分析
    4.1 樟樹微平板AWCD值的變化
        4.1.1 樟樹BIOLOG平板1個(gè)月土壤微生物AWCD值的變化
        4.1.2 樟樹BIOLOG平板7個(gè)月土壤微生物AWCD值的變化
        4.1.3 樟樹BIOLOG平板13個(gè)月土壤微生物AWCD值的變化
    4.2 濕地松微平板AWCD值的變化
        4.2.1 濕地松BIOLOG平板1個(gè)月土壤微生物AWCD值的變化
        4.2.2 濕地松BIOLOG平板7個(gè)月土壤微生物AWCD值的變化
        4.2.3 濕地松BIOLOG平板13個(gè)月土壤微生物AWCD值的變化
    4.3 土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
        4.3.1 1個(gè)月樟樹林土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
        4.3.2 1個(gè)月濕地松林土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
        4.3.3 7個(gè)月樟樹林土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
        4.3.4 7個(gè)月濕地松林土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
        4.3.5 13個(gè)月樟樹林土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
        4.3.6 13個(gè)月濕地松林土壤微生物群落碳代謝功能多樣性的變化
    4.4 四類微生物平板碳源分類
    4.5 兩種林分不同氮素添加土壤微生物碳源利用率分析
        4.5.1 土壤微生物BIOLOG AN平板碳源利用率
        4.5.2 土壤微生物BIOLOG FF平板碳源利用率
        4.5.3 土壤微生物BIOLOG GenⅢ平板碳源利用率
        4.5.4 土壤微生物BIOLOG YT平板碳源利用率
    4.6 不同氮素添加各類平板碳源主成分分析
        4.6.1 BIOLOG AN平板碳源利用的主成分分析
        4.6.2 BIOLOG FF平板碳源利用的主成分分析
        4.6.3 BIOLOG GenⅢ平板碳源利用的主成分分析
        4.6.4 BIOLOG YT平板碳源利用的主成分分析
5 討論與結(jié)論
    5.1 氮素添加對(duì)兩種林分土壤微生物代謝活性的影響
    5.2 氮素添加對(duì)兩種林分土壤微生物多樣性的影響
    5.3 氮素添加對(duì)兩種林分土壤微生物碳源利用的影響
6 創(chuàng)新點(diǎn)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄：攻讀學(xué)位期間的主要學(xué)術(shù)成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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