粘土矿物和铁氧化物对两种地带性土壤微生物多样性的影响

粘土矿物和铁氧化物对两种地带性土壤微生物多样性的影响

论文摘要

本文研究了高岭石、蒙脱石和针铁矿对两种典型地带性土壤微生物多样性的影响。供试的红壤和棕壤分别取自湖南长沙和山东泰山。按5%和15%(dw/dw)的比例向土壤中分别添加三种矿物,温室培养3-6个月。测定土壤可培养细菌、放线菌、真菌数量和土壤微生物生物量碳,利用BIOLOG EcoPlate研究了土壤微生物群落代谢特征,磷脂脂肪酸(PLFA)法分析了土壤微生物群落结构。研究结果如下。1.红壤中添加矿物后,土壤可培养细菌、放线菌和真菌的数量在前3个月显著减少,但在第6个月,同一处理的微生物数量相比3个月前有明显恢复。矿物对棕壤中不同类型微生物的影响不同,施加高岭石和针铁矿使土壤细菌和放线菌数量增加,而蒙脱石刚好相反。矿物处理对棕壤的真菌数量影响不大。对于两种土壤而言,培养3个月,土壤微生物生物量碳显著降低,延长培养时间至6个月,同一处理土壤微生物生物量碳相比培养3个月的处理有所增加。2. BIOLOG分析结果表明,矿物处理使土壤微生物功能多样性发生了显著变化。对红壤而言,针铁矿处理的微生物群落代谢特征与其它处理明显不同,其它处理的红壤受培养时间影响又形成了两种不同的代谢类型。添加矿物对棕壤微生物功能多样性的影响随培养时间的延长出现明显的变化。培养3个月,高岭石、蒙脱石和针铁矿处理的棕壤微生物碳源利用模式各不相同;但培养6个月不同处理间碳源利用模式差异减小。矿物处理都能使两种土壤的微生物对碳源利用能力增强。3. PLFA分析结果表明,矿物处理不同程度降低了红壤微生物PLFA总量,高岭石和蒙脱石处理的红壤PLFA总量高于针铁矿的处理。随着培养时间延长,不同矿物处理的红壤PLFA组成发生显著变化。矿物处理对棕壤微生物PLFA总量和PLFA组成的影响较小。相同培养时间,不同矿物处理的棕壤PLFA总量差别不大,培养时间延长,棕壤PLFA总量降低。综上所述,高岭石、蒙脱石和针铁矿处理降低了红壤和棕壤的微生物量,但增强了土壤微生物的代谢活性,不同矿物处理的土壤微生物群落水平碳源利用模式不同。矿物处理对红壤和棕壤微生物PLFA影响不同,矿物处理显著改变了红壤微生物PLFA总量和PLFA组成;但对棕壤微生物PLFA总量和PLFA组成的影响较小。随培养时间延长,棕壤微生物PLFA总量减少。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 前言
  • 1.1 土壤矿物影响微生物的方式
  • 1.1.1 影响有机物的生物有效性
  • 1.1.2 影响重金属离子的毒性
  • 1.1.3 影响矿质营养元素水平
  • 1.1.4 其它方式
  • 1.2 土壤微生物多样性研究方法
  • 1.2.1 平板计数法
  • 1.2.2 BIOLOG微平板法
  • 1.2.3 PLFA分析法
  • 1.3 土壤微生物多样性研究进展
  • 2 材料与方法
  • 2.1 试验材料
  • 2.1.1 供试土壤和矿物
  • 2.1.2 试验设计
  • 2.1.3 平板计数使用的培养基
  • 2.1.4 PLFA分析所用的试剂和仪器
  • 2.1.4.1 试剂
  • 2.1.4.2 仪器
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 土壤可培养细菌、放线菌和真菌计数
  • 2.2.2 土壤微生物生物量碳测定
  • 2.2.3 土壤微生物功能多样性分析
  • 2.2.4 土壤微生物群落组成分析
  • 2.2.4.1 磷脂提取
  • 2.2.4.2 过柱分离
  • 2.2.4.3 甲基化
  • 2.2.4.4 上机测定
  • 2.2.5 数据分析和作图
  • 3 结果与分析
  • 3.1 施加矿物对土壤pH的影响
  • 3.2 施加矿物对可培养微生物数量的影响
  • 3.2.1 红壤可培养微生物数量
  • 3.2.2 棕壤可培养微生物数量
  • 3.3 施加矿物对MBC的影响
  • 3.4 施加矿物对微生物功能多样性的影响
  • 3.4.1 施加矿物对微生物活性的影响
  • 3.4.1.1 红壤微生物活性
  • 3.4.1.2 棕壤微生物活性
  • 3.4.2 施加矿物对微生物群落代谢特征的影响
  • 3.4.2.1 红壤微生物群落代谢特征
  • 3.4.2.2 棕壤微生物群落代谢特征
  • 3.5 施加矿物对微生物群落组成的影响
  • 3.5.1 红壤微生物群落组成
  • 3.5.2 棕壤微生物群落组成
  • 4 讨论
  • 5 结论
  • 参考文献
  • 致谢
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