盐分对土壤微生物多样性及土壤有机物转化的影响

论文摘要

[目的]农田土壤盐渍化是限制干旱半干旱区农业发展的一个重要因素。本文对氯化物盐土和硫酸盐盐土这2种新疆典型盐渍化土壤的微生物量、微生物活性及微生物群落的结构与功能多样性随盐分浓度梯度多样性的变化规律进行了研究,同时研究了土壤盐分对土壤有机物质利用、转化等的影响。研究结果对今后确定盐分对土壤生物质量影响浓度阈值和维护盐渍化农田土壤微生物生态多样性有基础理论支撑作用,也为土壤持续健康利用的农业措施提供借鉴与参考。[方法]通过微咸水灌溉设置不同盐分水平的田间小区试验和通过室内模拟的方法设置氯化物和硫酸盐盐土不同的盐分浓度。以土壤酶学和微生物培养的方法测定了不同盐分种类和浓度下土壤酶活性,土壤微生物量碳和微生物活性。通过提取土壤DNA, PCR-DGGE的方法对土壤微生物分子多样性进行了研究。采用土壤碳通量仪原位检测。Biolog、不同C/N的物料袋等方法对土壤有机物质的利用、与转化以及有机质降解进行了研究。[主要结果]1)微咸水灌溉可明显提高表层土壤含盐量,淡水、微咸水、咸水处理之间电导率差异显著（P<0.05）。2)一定的土壤含盐量使土壤酶、AWCD等土壤生物活性指标明显降低,并导致土壤生物功能结构发生显著的变化,土壤生物功能多样性指数下降。但对土壤微生物量影响不大（EC1：5=0.85）。3)土壤微生物量、微生物商随盐分浓度梯度的增加而降低,代谢商随盐分浓度梯度的增加而增加。4)氯化物对土壤微生物各性状的影响明显大于硫酸盐。当氯化物盐土与硫酸盐盐土的盐分含量分别为8 g kg-1和10 g kg-1时,土壤生物特征,土壤生物功能多样性和微生物群落结构会显著发生变化,可以作为盐分含量的关键值考虑。5)不同盐分条件下土壤微生物对不同碳源底物的利用有明显的差异,微咸水灌溉显著降低滴灌棉田膜内二氧化碳释放,但对有机物料的降解影响不显著。[结论]微咸水咸水灌溉土壤盐分积累显著,直接影响到土壤的生物活性,降低土壤酶活性和土壤微生物群落结构与功能多样性,长时间使用将造成土壤生物质量的下降。不同的盐分类型对土壤质量的影响程度不同,氯化物对土壤生物各性状的影响明显大于硫酸盐。土壤盐分显著影响土壤微生物对有机碳的利用,并降低滴灌棉田膜内二氧化碳释放。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 缩略词及符号
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 盐渍化对土壤生物酶活性的影响
• 1.2.2 盐渍化对土壤微生物特征的影响
• 1.2.3 盐渍化对土壤微生物生物多样性的影响
• 1.2.4 盐渍化对土壤养分循环与物质转化的影响
• 第二章 研究内容、研究方法和研究材料
• 2.1 研究内容
• 2.2 研究思路
• 2.3 研究材料
• 2.3.1 试验地概况及实验设计
• 2.3.2 样品采集及预处理
• 2.4 测试指标及方法
• 2.4.1 土壤化学指标
• 2.4.2 土壤生物活性的指标
• 2.4.3 土壤微生物多样性的指标
• 2.5 数据分析
• 第三章 土壤酶与有机碳对盐分响应特征
• 3.1 微咸水灌溉对土壤盐分与有机碳含量的影响
• 3.2 不同盐分类型和浓度对土壤有机碳含量的影响
• 3.3 微咸水灌溉对土壤酶活性的影响
• 3.4 不同盐分类型和浓度对土壤酶活性的影响
• 3.5 讨论
• 3.5.1 土壤盐分与土壤有机碳含量
• 3.5.2 盐分对土壤生物酶活性影响的分析
• 3.6 小结
• 第四章 盐分对土壤微生物特征的影响
• 4.1 微咸水灌溉对土壤微生物特征影响
• 4.2 不同盐分类型和浓度对土壤微生物特征的影响
• 4.3 讨论
• 4.4 小结
• 第五章 土壤微生物功能多样性对不同盐分类型和浓度的响应
• 5.1 使用不同矿化度水灌溉对土壤微生物平均活性的影响
• 5.2 使用不同矿化度水灌溉对土壤微生物代谢功能多样性的影响
• 5.3 不同盐分类型和浓度条件下土壤微生物平均活性变化
• 5.4 不同盐分类型和浓度条件下土壤微生物代谢功能多样性的变化
• 5.5 讨论
• 5.6 小结
• 第六章 土壤微生物群落多样性对不同盐分类型和浓度的响应
• 6.1 不同矿化度水灌溉对土壤微生物群落多样性的影响
• 6.1.1 不同矿化度水灌溉对土壤细菌群落结构的影响
• 6.1.2 不同矿化度水灌溉对土壤真菌群落结构的影响
• 6.1.3 不同矿化度水灌溉对土壤芽孢杆菌群落结构的影响
• 6.1.4 讨论
• 6.2 不同盐分类型和浓度条件下土壤微生物群落结构的变化
• 6.2.1 不同盐分类型和浓度条件下土壤细菌群落结构的变化
• 6.2.2 不同盐分类型和浓度条件下土壤真菌群落结构的变化
• 6.2.3 不同盐分类型和浓度条件下土壤芽孢杆菌群落结构的变化
• 6.2.4 讨论
• 6.3 小结
• 2通量的影响'>第七章 盐分对土壤有机质降解及CO₂通量的影响
• 7.1 微咸地下水灌溉对有机质降解的影响
• 2通量的影响'>7.2 使用不同矿化度水灌溉对土壤CO₂通量的影响
• 7.3 讨论
• 7.4 小结
• 第八章 主要结论与研究展望
• 8.1 主要结论
• 8.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 导师评阅表