發(fā)布時間：2024-06-14 21:51

　　土壤質(zhì)量提升是確保農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康可持續(xù)發(fā)展的根本保證。長期以來,黃土高原蘋果園普遍采用傳統(tǒng)的清耕制土壤管理模式,導致了土壤結(jié)構破壞、水土流失、土壤有機碳下降、生物多樣性降低等一系列土壤質(zhì)量下降的問題。推行提升果園土壤質(zhì)量的生草覆蓋、秸稈覆蓋、園藝地布覆蓋等現(xiàn)代的果園可持續(xù)土壤管理模式,使蘋果生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,成為促進該區(qū)域蘋果產(chǎn)業(yè)健康高效持續(xù)發(fā)展的重大現(xiàn)實需求。土壤微生物是衡量土壤質(zhì)量的重要指標,其在養(yǎng)分保持與供應、侵蝕控制、改善土壤結(jié)構以及肥水高效利用中起著重要作用,因此,揭示土壤微生物的群落組成、多樣性和功能對于提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)的調(diào)節(jié)功能以及土壤質(zhì)量提升具有重要作用。然而,目前有關覆蓋模式對黃土高原蘋果園土壤質(zhì)量的提升效應及其微生物學機制的研究還很薄弱。因此,本研究基于長期定位試驗,測定不同覆蓋措施下土壤理化性質(zhì)和酶活性,并利用高通量(16Sr RNA和ITS)和宏基因組測序等分子生物學方法分析不同覆蓋措施下土壤微生物群落和功能多樣性的特征以及典型生草覆蓋下土壤微生物演變過程,揭示了不同覆蓋模式下果園土壤質(zhì)量的提升效應以及微生物學機制。取得的主要結(jié)果如下:(1)有機...

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題的背景與意義
    1.2 覆蓋措施的應用與發(fā)展
        1.2.1 覆蓋技術
        1.2.2 覆蓋措施對土壤水分和溫度的影響
        1.2.3 覆蓋措施對土壤養(yǎng)分的影響
        1.2.4 土壤微生物參與的土壤生態(tài)服務
        1.2.5 覆蓋措施對土壤微生物群落和酶活性的影響
        1.2.6 覆蓋措施對作物生長和產(chǎn)量的影響
        1.2.7 覆蓋措施對生態(tài)環(huán)境的影響
    1.3 土壤微生物多樣性研究方法的應用與進展
        1.3.1 依賴于培養(yǎng)的傳統(tǒng)分析方法
        1.3.2 基于PCR分析的低至中分辨率指紋識別方法
        1.3.3 高通量測序技術
        1.3.4 基于宏基因組學的微生物潛在功能分析
    1.4 當前研究存在的不足
    1.5 本研究的目的和意義
    1.6 研究內(nèi)容與技術路線
        1.6.1 覆蓋措施對果園土壤理化性質(zhì)和微生物群落結(jié)構的影響
        1.6.2 覆蓋措施對果園土壤酶活性以及微生物群落功能多樣性的影響
        1.6.3 長期生草覆蓋對果園土壤養(yǎng)分以及微生物群落結(jié)構與功能多樣性的影響
        1.6.4 生草覆蓋下果園土壤養(yǎng)分以及微生物群落結(jié)構組成的時空效應
        1.6.5 技術路線
第二章 不同覆蓋措施對果園土壤理化性質(zhì)和微生物群落結(jié)構的影響
    2.1 材料與方法
        2.1.1 試驗區(qū)概況
        2.1.2 試驗材料
        2.1.3 試驗設置
        2.1.4 樣品采集
        2.1.5 樣品測定
        2.1.6 數(shù)據(jù)分析
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 覆蓋措施對蘋果園土壤理化性質(zhì)的影響
        2.2.2 覆蓋措施對蘋果園土壤微生物群落豐度的影響
        2.2.3 覆蓋措施對蘋果園土壤微生物群落Alpha多樣性的影響
        2.2.4 覆蓋措施對蘋果園土壤微生物群落Beta多樣性的影響
        2.2.5 覆蓋措施對果園土壤微生物群落結(jié)構組成的影響
        2.2.6 覆蓋措施下土壤微生物和環(huán)境因子的相關關系
        2.2.7 覆蓋措施下微生物種群之間的網(wǎng)絡相關性
    2.3 討論
        2.3.1 覆蓋措施對果園土壤肥力的影響
        2.3.2 覆蓋措施對果園土壤微生物多樣性的影響
        2.3.3 覆蓋措施對果園土壤中細菌群落組成的影響
        2.3.4 覆蓋措施對果園土壤中真菌群落組成的影響
        2.3.5 覆蓋措施對果園土壤微生物類群之間的相互作用的影響
    2.4 小結(jié)
第三章 不同覆蓋措施對果園土壤微生物功能多樣性的影響
    3.1 材料和方法
        3.1.1 試驗地點
        3.1.2 試驗設置
        3.1.3 樣品采集
        3.1.4 樣品測定
        3.1.5 數(shù)據(jù)分析
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 覆蓋措施對果園土壤酶活性和酶編碼基因豐度的影響
        3.2.2 覆蓋措施下果園土壤酶活性與環(huán)境因子的關系
        3.2.3 覆蓋措施對果園土壤微生物中編碼碳氮循環(huán)酶的基因和固碳基因豐度的影響
        3.2.4 覆蓋措施對土壤微生物中碳水化合物酶的家族基因豐度的影響
        3.2.5 覆蓋措施對果園土壤微生物代謝通路基因豐度的影響
    3.3 討論
        3.3.1 覆蓋措施對果園土壤碳氮循環(huán)酶的活性和酶編碼基因豐度的影響
        3.3.2 覆蓋措施對果園土壤中編碼碳水化合物酶基因豐度的影響
        3.3.3 覆蓋措施對果園土壤微生物代謝通路基因豐度的影響
    3.4 小結(jié)
第四章 長期生草對土壤微生物群落結(jié)構與功能多樣性的影響
    4.1 材料與方法
        4.1.1 試驗地點
        4.1.2 試驗設置
        4.1.3 樣品采集
        4.1.4 樣品測定
        4.1.5 數(shù)據(jù)分析
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 長期生草覆蓋對果園土壤理化性質(zhì)的影響
        4.2.2 長期生草覆蓋對果園土壤碳氮循環(huán)酶活性的影響
        4.2.3 長期生草覆蓋下果園土壤碳氮循環(huán)酶活性和土壤環(huán)境因子的關系
        4.2.4 長期生草覆蓋對果園土壤微生物群落結(jié)構組成的影響
        4.2.5 長期生草覆蓋對果園土壤中能夠分泌碳循環(huán)酶的微生物群落的影響
        4.2.6 長期生草覆蓋下土壤微生物群落與土壤環(huán)境因子的關系
        4.2.7 長期生草覆蓋對果園土壤微生物群落Alpha多樣性的影響
        4.2.8 長期生草覆蓋對果園土壤微生物群落Beta多樣性的影響
        4.2.9 長期生草覆蓋對果園土壤中編碼碳水化合物酶基因的影響
        4.2.10 長期生草覆蓋對果園土壤降解酶編碼基因豐度的影響
        4.2.11 長期生草覆蓋對果園土壤微生物群落代謝通路基因豐度的影響
    4.3 討論
        4.3.1 長期生草覆蓋對果園土壤肥力的影響
        4.3.2 長期生草覆蓋對果園土壤碳氮循環(huán)酶活性的影響
        4.3.3 長期生草覆蓋對果園土壤微生物群落多樣性的影響
        4.3.4 長期生草覆蓋對果園土壤細菌的群落結(jié)構組成的影響
        4.3.5 長期生草覆蓋對果園土壤真菌的群落結(jié)構組成的影響
        4.3.6 長期生草覆蓋下土壤微生物群落和環(huán)境因子之間的相互關系
        4.3.7 長期生草覆蓋對果園土壤碳水化合物酶家族的基因豐度的影響
        4.3.8 長期生草覆蓋對土壤微生物代謝通路基因豐度的影響
    4.4 小結(jié)
第五章 果園生草下土壤養(yǎng)分和微生物群落的時間效應與空間特征
    5.1 材料和方法
        5.1.1 試驗地點
        5.1.2 試驗設置
        5.1.3 樣品采集
        5.1.4 樣品測定
        5.1.5 數(shù)據(jù)分析
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 不同年限生草覆蓋下果園土壤理化性質(zhì)的特征
        5.2.2 不同年限生草覆蓋下果園土壤酶活性
        5.2.3 不同年限生草覆蓋對果園土壤細菌和真菌群落多樣性的影響
        5.2.4 不同年限生草覆蓋下果園土壤微生物群落結(jié)構組成的特征
        5.2.5 土壤理化性質(zhì)與微生物群落的關系
    5.3 討論
        5.3.1 不同年限生草覆蓋對果園土壤養(yǎng)分和碳氮磷循環(huán)酶活性的影響
        5.3.2 不同年限生草覆蓋下果園土壤微生物群落結(jié)構的時空變化
        5.3.3 不同年限生草覆蓋下果園土壤微生物群落結(jié)構多樣性的時空變化
        5.3.4 不同年限生草覆蓋下影響微生物群落演變的關鍵土壤環(huán)境因子
    5.4 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3994470