论文摘要
东北地区一直是我国最重要的粮食生产基地之一。但是长期以来过度利用和施肥不合理,使得黑土退化严重,土壤质量发生了较大变化,氮素损失已成为制约其高产高效和持续发展的重要因素之一。因此,如何恢复黑土土壤质量成为当前土壤学研究中的一个热点,具有重要理论和现实意义。本论文以黑土为研究对象,采用实验室模拟手段,以土壤生物化学方法、分子生物学技术（PCR-DGGE）、微生物分子标记物技术（PLFA、土壤氨基糖法）等技术手段开展了黑土氮素微生物转化和固持过程特征等研究,获得了以下主要研究结果:1与施尿素、施尿素+葡萄糖相比较,施尿素+秸杆使土壤微生物氮含量显著增加且可保持长期稳定;施尿素+葡萄糖虽可迅速提升微生物量氮,但保持时间很短;而单独添加尿素对微生物氮的增加贡献较小。2施入尿素+秸杆可以提高多酚氧化酶、尿酶、β-葡糖苷酶的活性,但对转化酶影响缓慢;尿素+葡萄糖处理对上述四种酶活性刺激作用明显;单独独添加尿素对四种酶的活性有一定抑制作用。3脂肪酸组成变化分析结果显示添加尿素+秸杆可以短期内改善微生物群落多样性,革兰氏阴性菌数量增加明显,而且使这种多样性保持很长一段时间;尿素+葡萄糖虽然可以迅速提高土壤微生物量,但微生物多样性改善不大,它只能富集某几类特定微生物;单独添加尿素对微生物多样性改善最小。4施尿素、尿素+葡萄糖、尿素+秸杆三种处理都使土壤氨基糖积累,其中尿素+秸杆处理的土壤氨基糖总量增加40%,大于其它处理,这说明添加秸杆可使土壤微生物残留物大幅增加。真菌对土壤氨基糖的积累要大于细菌。
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摘要ABSTRACT第一章 东北黑土退化的历史背景及现状1.1 东北黑土的分布和特性1.2 东北黑土的退化困境1.2.1 东北黑土退化的原因1.2.2 东北黑土退化的特征1.3 东北黑土区农业可持续发展对策1.3.1 做好黑土资源的综合防治1.3.2 增加有机能和优化无机能的投入1.3.3 坚持土地用途管制制度及完善配套法规1.3.4 发展生态农业，提高经济生产力第二章 东北黑土氮素转化的调控机理研究进展2.1 土壤氮素转化的一般过程2.2 土壤氮素转化研究的科学问题2.2.1 土壤氮素损失的主要困扰2.2.2 国内外缓释、控释肥料发展概况及存在问题2.2.3 土壤微生物在氮肥转化及提高氮肥利用率方面的作用2.2.4 在氮肥转化过程中土壤微生物群落的变化研究第三章 土壤微生物生态学研究进展3.1 传统土壤微生物生态学研究领域及方法评价3.1.1 传统微生物生态学主要研究内容和研究领域3.1.2 传统微生物生态学主要研究方法及评价3.2 最新土壤微生物生态学标记物评价方法3.2.1 磷脂脂肪酸分析方法（PLFA）3.2.2 氨基糖测定法3.3 分子生物学方法在微生物多样性研究中的应用3.3.1 总DNA 中G+C 丰度分析3.3.2 核酸杂交分析技术3.3.3 DNA 重组动力学分析3.3.4 遗传指纹图谱分析技术第四章 实验室条件下土壤氮素固持的模拟分析4.1 研究目的4.2 研究意义4.3 研究内容4.4 技术路线第五章 土壤微生物量及速效氮的研究5.1 前言5.2 材料与方法5.2.1 调查地概况5.2.2 供试土壤样品的采取和处理5.2.3 实验设计5.2.4 土壤样品养分含量分析5.2.5 土壤微生物量测定5.3 结果与分析5.3.1 供试土壤速效氮分析5.3.2 供试土壤微生物量分析5.4 讨论第六章 土壤酶活性研究6.1 前言6.2 材料与方法6.2.1 土壤样品6.2.2 土壤酶的测定6.3 结果与分析6.3.1 不同处理对土壤多酚氧化酶的影响6.3.2 不同处理对土壤脲酶的影响6.3.3 不同处理对土壤转化酶的影响6.3.4 不同处理对土壤Β-葡糖苷酶的影响6.4 讨论第七章 PCR-DGGE 分析土壤微生物群落结构的变化7.1 前言7.2 材料与方法7.2.1 土壤样品7.2.2 细菌多样性分析方法7.2.3 土壤基因组DNA 直接提取与纯化7.2.4 PCR 扩增细菌16S RDNA7.2.5 PCR 产物的DGGE 分离及DGGE 图谱分析7.3 结果与分析7.4 讨论第八章 PLFA 分析土壤微生物群落结构变化8.1 前言8.2 材料和方法8.2.1 主要试剂8.2.2 仪器8.2.3 PLFA 提取及其测定方法8.2.4 计算方法8.3 结果与分析8.4 讨论第九章 土壤氨基糖的变化对微生物多样性的指示作用9.1 前言9.2 材料和方法9.2.1 主要试剂9.2.2 分析仪器9.2.3 土壤氨基糖提取及测定方法9.2.4 计算方法9.3 结果与分析9.4 讨论第十章 结论与展望10.1 结论10.2 展望参考文献致谢作者简介
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