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烤烟根际土壤养分、酶活性和微生物动态变化研究

作　者: 刘洪华
导　师: 赵铭钦
学　校: 河南农业大学
专　业: 烟草学
关键词: 烤烟根际土壤养分酶活性微生物
分类号: S572
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

为揭示不同土壤在烤烟生育期内的肥力指标变化规律,本文选取淋溶褐土、褐土性土、石灰性褐土和红粘土四种典型植烟土壤,在烤烟生育期内采集根际土壤,对土壤根际养分、土壤酶活性、微生物进行了测定,并采用PCR-DGGE技术来研究烤烟在团棵期、旺长期和成熟期的土壤微生物区系变化,其主要结论如下:(1)4种土壤的pH先降低后增加,且在旺长期达-到最低,而其有机质变化正好与之相反。石灰性褐土的碱解氮、速效钾和速效磷含量与其它3种土壤存在较大不同,且4种土壤的此3种养分在不同时期出现最大值,且以上5种养分在大部分相邻时期之间都表现出显著(p﹤0.05)变化。此外,石灰性褐土和淋溶褐土的碱解氮都较高,褐土性土和石灰性褐土的速效钾、速效磷含量也都较高。(2)4种土壤的5种酶活性都表现为先升后降的趋势变化,其中过氧化氢酶仅在生长前后期变化显著(p﹤0.05),而其它4种酶活性在大部分时期都显著变化(p﹤0.05),4种土壤的5种酶活性达到最大值的时期也有所不同。褐土性土和石灰性褐土的过氧化物酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性都较高,褐土性土的脲酶也最高,红粘土的多酚氧化酶活性也较高。(3)4种土壤的解钾菌则都呈“升-降-升-降”的变化规律,且相邻时期之间的差异变化也达到显著水平(p﹤0.05);4种土壤的其它6类菌在烤烟生育期内都表现为先增加后降低的趋势。4种土壤的细菌、放线菌、真菌、氨化菌、解磷菌数量在大部分相邻时期间都表现出显著变化(p﹤0.05)。在团棵期或旺长期或成熟期,石灰性褐土和褐土性土的细菌、放线菌、氨化菌、自生固氮菌、解磷菌和解钾菌数量都较高,淋溶褐土的真菌和放线菌数量也较高。(4)根际土壤微生物、土壤养分和土壤酶活性之间有着密切的关系。7类菌、土壤养分和土壤酶活性存在一定的相关性,有些甚至达到显著或极显著正相关。(5)淋溶褐土在旺长期的细菌数量和结构多样性指数都最大,褐土性土在团棵期和旺长期较大,红粘土的多样性指数(H)在旺长期最大,石灰性褐土在生育期内的几乎不变。同时期相比较而言,褐土性土的多样性指数(H)在团棵期较高,石灰性褐土在团棵期和成熟期较高,红粘土在旺长期和成熟期也较高,淋溶褐土较低在3个时期都较低。4种土壤的优势度指数(D)变化正好与其自身的多样性指数相反。

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致谢 4-8摘要 8-91 文献综述 9-24 1.1 影响土壤微生物的因素 9-15 1.1.1 植物对土壤微生物的影响 9-11 1.1.2 土壤条件对微生物的影响 11 1.1.3 耕作方式对土壤微生物的影响 11-12 1.1.4 肥力对土壤微生物的影响 12-13 1.1.5 农药和重金属对微生物的影响 13-15 1.1.6 季节变化对微生物的影响 15 1.2 微生物对土壤养分的影响 15-17 1.2.1 微生物对含C 化合物的作用 16 1.2.2 土壤微生物对含N 化合物的作用 16 1.2.3 土壤微生物对含K、P 化合物的作用 16-17 1.3 土壤养分、土壤酶活性和土壤微生物三者之间的关系 17-19 1.3.1 土壤酶活性与土壤养分的关系 17-18 1.3.2 土壤微生物与土壤养分的关系 18-19 1.4 土壤微生物的研究方法 19-24 1.4.1 基于生物和化学水平的方法 19-21 1.4.1.1 平板培养法 19-20 1.4.1.2 Biolog 微平板培养法 20 1.4.1.3 脂肪酸甲酯法（FAME）和磷脂脂肪酸甲酯法(PLFA) 20-21 1.4.2 基于现代分子生物学技术的方法 21-24 1.4.2.1 随机引物扩增多态性(RAPD)方法 21 1.4.2.2 限制性片段长度多态性（RFLP 技术）方法 21-22 1.4.2.3 扩增片段长度多态性（AFLP）方法 22 1.4.2.4 核酸探针杂交技术 22-23 1.4.2.5 变性梯度凝胶电泳（DGGE）和温度梯度凝胶电泳(TGGE) 23-242 引言 24-25 2.1 研究目的及意义 24 2.2 研究内容 24-25 2.3 技术路线 253 材料与方法 25-30 3.1 试验设计 25-26 3.2 土样采集方法 26 3.3 培养基的选择和配方 26-27 3.4 测定内容及方法 27-30 3.4.1 土壤养分的测定 27 3.4.2 土壤酶的测定 27 3.4.3 土壤微生物数量的测定 27-28 3.4.4 不同土壤类型细菌微生物多样性分析 28-30 3.4.4.1 细菌基因组DNA 的提取及检测 28 3.4.4.2 基因组DNA 16S rDNA 基因V3 区PCR 扩增 28 3.4.4.3 琼脂糖凝胶电泳分析 28 3.4.4.4 变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析 28-29 3.4.4.5 Shannon 指数Simpson 优势度指数D 29-304 结果与分析 30-50 4.1 烤烟生育期内根际养分在不同土壤间的动态变化 30-33 4.1.1 烤烟生育期内根际pH 在不同土壤间的动态变化 30-31 4.1.2 烤烟生育期内根际有机质在不同土壤间的动态变化 31 4.1.3 烤烟生育期内根际碱解氮在不同土壤间的动态变化 31-32 4.1.4 烤烟生育期内根际速效钾在不同土壤间的动态变化 32-33 4.1.5 烤烟生育期内根际速效磷在不同土壤间的动态变化 33 4.2 烤烟生育期内根际土壤酶活性在不同土壤间的动态变化 33-37 4.2.1 烤烟生育期内根际过氧化氢酶在不同土壤间的动态变化 33-34 4.2.2 烤烟生育期内根际过氧化物酶在不同土壤间的动态变化 34-35 4.2.3 烤烟生育期内根际多酚氧化酶在不同土壤间的动态变化 35-36 4.2.4 烤烟生育期内根际蔗糖酶在不同土壤间的动态变化 36-37 4.2.5 烤烟生育期内根际脲酶在不同土壤间的动态变化 37 4.3 烤烟生育期内根际微生物在不同土壤间的动态变化 37-42 4.3.1 烤烟生育期内根际细菌在不同土壤间的动态变化 37-38 4.3.2 烤烟生育期内根际真菌在不同土壤间的动态变化 38-39 4.3.3 烤烟生育期内根际放线菌在不同土壤间的动态变化 39-40 4.3.4 烤烟生育期内根际自生固氮菌在不同土壤间的动态变化 40 4.3.5 烤烟生育期内根际氨化菌在不同土壤间的动态变化 40-41 4.3.6 烤烟生育期内根际解钾细菌在不同土壤间的动态变化 41-42 4.3.7 烤烟生育期内根际解磷细菌在不同土壤间的动态变化 42 4.4 烤烟生育期内养分、酶活性和微生物之间的相关性分析 42-44 4.4.1 烤烟生育期内土壤微生物与土壤养分间的相关性分析 42-43 4.4.2 烤烟生育期内土壤微生物与土壤酶活性间的相关性分析 43-44 4.4.3 烤烟生育期内土壤养分与土壤酶活性间的相关性分析 44 4.5 烤烟生育期内不同土壤类型的微生物多样性分析 44-50 4.5.1 烤烟生育期内不同土壤的细菌16S rDNA V3 区部分序列检测 44-45 4.5.2 烤烟生育期内不同土壤的细菌16S rDNA V3 区部分序列的PCR 扩增 45 4.5.3 烤烟生育期内不同土壤的变性梯度凝胶（DGGE）电泳分析 45-47 4.5.4 烤烟生育期内不同土壤的相似性分析与系统发生树绘制 47-48 4.5.5 烤烟生育期内不同土壤的Shannon-Weaver 指数和Simpson 指数分析 48-49 4.5.6 烤烟生育期内不同土壤的细菌结构多样性聚类分析 49-505 结论与讨论 50-55 5.1 不同植烟土壤的根际养分 50-51 5.2 不同植烟土壤的根际酶活性 51 5.3 不同植烟土壤的根际微生物 51-52 5.4 烤烟生育期内养分、酶活性和微生物之间的相关性 52-53 5.5 不同植烟土壤的微生物多样性 53-55参考文献 55-66英文摘要 66-67

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