改良剂对锌铬复合污染水稻土微生物特征的影响

论文摘要

当前对改良剂—作物—重金属—土壤微生物之间的关系研究较少,也很少关注作物不同生育期对其的影响。本试验以锌铬复合污染水稻土为对象,在土壤中加入了四种改良剂(无机改良剂：生石灰、过磷酸钙；有机改良剂：麦秆、鸡粪),研究了不同改良剂对水稻分蘖期、孕穗期及灌浆结实期的土壤呼吸作用强度、土壤微生物生物量及土壤微生物生物多样性的影响。主要研究结果如下：(1)四种改良剂均增强了锌铬复合胁迫水稻不同生育期土壤呼吸作用强度。在水稻不同生育期,土壤呼吸作用强度最大值分别出现在麦秆高浓度处理、鸡粪高浓度处理和生石灰高浓度处理中,比对照分别增加了28.6%、62.5%和182.43%。说明高浓度改良剂对土壤呼吸作用的促进效果较好。(2)四种改良剂均显著提高了水稻不同生育期土壤微生物量碳。水稻分蘖期、孕穗期,土壤微生物量碳最大值均出现在鸡粪高浓度处理中,比对照分别增加了219.3%、189.9%,在水稻灌浆结实期,土壤微生物量碳最大值出现在生石灰低浓度处理中,比对照增加了227.6%。说明鸡粪高浓度处理及生石灰低浓度处理对土壤微生物量碳具有较好的促进作用。(3)四种改良剂均显著提高了水稻不同生育期土壤微生物量氮。在水稻分蘖期和灌浆结实期,土壤微生物量氮最大值均出现在鸡粪高浓度处理中,其值比对照分别增加了70.7%、61.4%。在水稻孕穗期,土壤微生物量氮最大值出现在鸡粪中浓度处理中,其值比对照增加了119.5%。可见鸡粪对于提高土壤微生物量氮具有较为明显的效果。(4)在水稻分蘖期,麦秆和鸡粪均有效提高了土壤微生物量碳氮比,降低了土壤微生物代谢商。在水稻孕穗期和灌浆结实期,生石灰低浓度处理的土壤微生物量碳氮比明显提高,过磷酸钙明显降低了土壤微生物代谢商。(5)在水稻不同生育期,真菌数量最大值分别出现在麦秆高浓度处理和鸡粪高浓度处理中,其值分别比对照增加了86.5%、31.8%和12.4%；细菌数量最大值均出现在鸡粪中浓度处理中,其值分别比对照增加了332.4%、171.4%和171.4%；放线菌数量最大值均出现在鸡粪高浓度处理中,其值分别比对照增加了212.9%、222.4%和181.5%。在水稻不同生育期,各类微生物数量的最低值均出现在无机改良剂中,且低于对照值,说明无机改良剂对土壤微生物具有一定的抑制作用。土壤微生物中细菌为优势菌群。(6)采用变性梯度凝胶电泳法(DGGE)研究了不同改良剂对水稻灌浆结实期土壤微生物群落结构的影响,发现不同改良剂使土壤微生物群落功能多样性发生明显改变。与对照相比,施加无机改良剂生石灰、过磷酸钙在一定程度上降低了真菌的物种丰富度、多样性指数,高浓度的生石灰降低了细菌的丰富度和多样性指数。有机改良剂麦秆和鸡粪显著提高了微生物的物种丰富度及多样性指数。土壤真菌聚类分析结果显示供试土壤中真菌主要分为两个大的类群,其中鸡粪高浓度处理和麦秆中浓度处理群落结构相似,与其余处理明显处于不同的分支。土壤细菌聚类分析结果麦秆低浓度处理与其余处理明显处于不同的分支。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 立项背景及选题的意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 重金属污染对土壤微生物学特性的影响
• 1.2.2 改良剂应用现状
• 2 试验材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 供试改良剂
• 2.1.2 前期试验情况
• 2.1.3 第二年试验情况
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 土壤呼吸作用强度测定
• 2.2.2 土壤微生物生物量碳测定
• 2.2.3 土壤微生物生物量氮的测定
• 2.2.4 土壤微生物培养
• 2.2.5 土壤微生物数量的测定
• 2.2.6 土壤总DNA的提取
• 2.2.7 土壤总DNA样品的PCR扩增
• 2.2.8 PCR扩增产物的变性梯度凝胶电泳
• 2.2.9 土壤菌落多样性指数计算方法
• 2.3 统计分析方法
• 3 结果与分析
• 3.1 改良剂对水稻不同生育期土壤呼吸作用强度的影响
• mic)的影响'>3.2 改良剂对水稻不同生育期土壤微生物生物量碳(C_mic)的影响
• mic)的影响'>3.3 改良剂对水稻不同生育期土壤微生物生物量氮(N_mic)的影响
• mic/N_mic)的影响'>3.4 改良剂对水稻不同生育期土壤微生物碳氮比(C_mic/N_mic)的影响
• 3.5 改良剂对水稻不同生育期微生物代谢商的影响
• 3.6 改良剂对水稻不同生育期土壤微生物数量的影响
• 3.6.1 改良剂对水稻不同生育期土壤真菌数量的影响
• 3.6.2 改良剂对水稻不同生育期土壤细菌的影响
• 3.6.3 改良剂对水稻不同生育期土壤放线菌的影响
• 3.7 改良剂对水稻土壤微生物多样性的影响
• 3.7.1 土壤真菌DGGE分析
• 3.7.2 土壤细菌DGGE分析
• 4 讨论
• 4.1 改良剂对水稻不同生育期土壤呼吸作用强度的影响
• 4.2 改良剂对水稻不同生育期土壤微生物生物量的影响
• 4.3 改良剂对水稻不同生育期土壤微生物生物量碳氮比的影响
• 4.4 改良剂对水稻不同生育期土壤微生物代谢商的影响
• 4.5 改良剂对水稻不同生育期土壤微生物数量的影响
• 4.6 改良剂对土壤微生物多样性的影响
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢