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40000字硕士毕业论文中国南方土壤发育阶段变化对微生物群落结构的影响分析

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:40000字
论点:土壤,太仓,微生物
论文概述:

太仓属长江三角洲冲积平原,东濒长江,与崇明岛隔江相望。太仓陆度镇大棚由于不合理的耕作制度和施肥方式导致土壤质量下降,属于土壤过度利用的方式之一,具备了研究土壤过度利用的

论文正文:

第一章总结

1.1崇明东滩和太仓[研究综述/br/]崇明东滩是中国重要的长江口湿地。它有1300多年的历史,面积1267平方公里。崇明岛的东部和北部海滩继续膨胀,东部海滩以每年100米以上的速度向东海推进。该岛是中国乃至世界上最大的河口冲积岛。在过去的半个世纪里,全岛50%以上是由滩涂淤积和围垦形成的。
土壤基本上经历了不同程度的盐渍化,但大部分土壤已经自然脱盐,碳酸盐含量很高。虽然湿地开垦在世界上有着悠久的历史,但崇明岛的湿地和开垦区是极其独特的。由于崇明岛湿地的快速沉积,解放后的开垦强度每23年达到一次,在小空范围内形成了明显的土壤年龄序列。据记载,大规模的填海工程始于20世纪50年代,面积为73,500 hm2。即使是岛南部较老的土壤也有明显的土地形成年代顺序。土壤年代学是土壤和生态系统演化的优秀研究对象。因此,崇明岛是研究土壤发育不同阶段的绝佳地点。太仓是长江三角洲的冲积平原。它位于江苏省东南部,长江口南岸,长江东侧,与崇明岛隔河相望。整个地区是平坦的,从东北向西南略微倾斜。东部是长江沿岸的平原,西部是低洼的好地区。该地区属于北亚热带南部湿润气候区,四季分明,雨量充沛,无霜期长,日照充足。项目区土地利用水平较高。根据太仓市国土资源局2007年10月31日土地利用变化调查数据,项目区土地复垦率为65.23%,土地利用率为84.92%,耕地复种率为180%。长期以来,由于农民的粗放经营和不合理的耕作措施,特别是近年来的掠夺性经营和无机肥料的滥施,土壤中的物质和能量转化变得不平衡。在农业系统中,作物之间的轮作安排被忽略。在施肥管理中,忽视有机肥、磷钾肥的补充,导致土壤理化性质下降,有机质含量下降,耕地质量持续下降,严重影响土地生产力的发挥。因此,选择太仓温室进行土壤过度利用研究。

1.2土壤发育和土壤过度利用
土壤发育作为土壤学的基础研究有着悠久的历史。在19世纪90年代早期,土壤发育被认为是各种化学反应的总和。土壤发育过程中的化学变化主要是用化学原理来研究的。缺乏生物过程对土壤发育的影响,忽视了土壤发育的生态学意义。为了全面研究土壤发育,利用土壤时间序列研究了一系列土壤微生物的演替。1999年,ohtonen的研究表明,在微生物演替的后期,群落逐渐从细菌变为真菌171。西格勒2002年的研究表明,土壤微生物优势种的丰富度和均匀度随演替而降低。Schotte在2009年证明了细菌演替的存在,发现细菌群落结构的演变与土壤时间序列无关,而是与土壤深度有关。经过一系列的研究,土壤发育可以定义为:土壤从土壤基质的某一状态开始,土壤系统中的非生物(土壤的矿物部分)和生物因素(土壤有机质、土壤生物)在各种生态过程的驱动下,随着时间的推移,经历整体的协同进化。
过度使用土壤造成的土壤退化是指在人类活动或某些不利自然因素的长期作用和影响下,土地生态平衡遭到破坏,土壤和环境质量恶化,调节和再生能力下降,承载力逐渐降低的过程。土壤利用对土壤微生物、土壤养分、土壤酶活性、土壤物理性质等的影响。[四川,过度利用是这些人的负担,破坏了他们的稳定。

1.3土壤微生物群落结构
土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分。它们参与土壤有机质周转、氮循环、养分释放、腐殖化、污染物降解和土壤结构维持的过程。研究人员一直非常热衷于研究土壤微生物群落的结构和功能。土壤微生物群落的组成和活性变化是衡量土壤质量、保持土壤肥力和作物生产力的重要指标。由于土壤微生物群落组成复杂,数量众多,很难对其进行研究。
影响土壤微生物群落结构变化的因素很多,如土壤耕作方式的变化、水管理、外来化学品、有机肥、化肥的施用以及外来微生物的接种等。所有这些都对土壤微生物群落结构有一定的影响,但决定土壤微生物群落结构多样性的主导因素是土壤本身的理化性质和植被状况。主要有植被类型:植物是土壤微生物生长发育的主要驱动力,而土壤类型:土壤是土壤微生物的栖息地,其质地、有机质含量、酸碱度和土壤营养元素的供给都会影响土壤微生物,并由土壤管理系统决定。土壤微生物群落结构是评价土壤质量的敏感指标。因此,农业发展应选择轮作方式。不同土壤类型对微生物群落结构有很大影响。土壤中微生物群落结构越复杂和丰富,土壤生态系统越稳定,系统的生态功能越高,对外部环境变化的缓冲作用越强。

第二章崇明东滩不同发育土壤微生物多样性研究

2.1前言
真菌在生态系统功能中起着重要作用,尤其是在森林和水稻土中。真菌在大多数真核生物中充当降解物、突变体和病原体。据估计有150万真菌种群,但已描述了近70,000种,其中95%未描述。
基于聚合酶链反应技术的分子生物学方法,核糖体基因序列有效地评估物种丰度,并提供对影响群落结构和多样性的生态过程的见解136-38j。与5.8:rRNA基因和185和25SrRNA基因相比,内转录间隔(ITs)区基因更有利于真菌谱系关系的确定,因为ITS部分的单个基因可以表现出种间差异。近年来,ITs区已被广泛用作鉴定各种真菌的有效oNA标记。2005年。Brienet等人对土壤真菌的多样性进行了量化和鉴定,并通过改良的测序技术为其大规模桑格测序建立了一个脱氧核糖核酸数据库。到目前为止,高通量测序方法仅用于评估森林土壤真菌群落的丰度,而其他类型的土壤尚未经过测试。

第二章崇明土壤微生物多样性研究......................................................18-36
2.1前言......................................................18
2.2材料和方法......................................................18-26
2.2.1材料......................................................18-20
2.2.2方法......................................................20-26
2.3结果......................................................26-34
2.3.1真菌群落多样性分析......................................................26-30[/溴/] 2.3.2理化性质与主要真菌的关系......................................................30-31
2.3.3不同年龄土壤的定量分析......................................................31-34
2.4讨论......................................................34-35
2.5摘要......................................................35-36
第三章过度利用耕地土壤研究......................................................36-63
3.1前言......................................................36
3.2材料和方法......................................................36-38[/比尔/] 3.2.1抽样......................................................36
3.2.2试剂和试剂盒......................................................36-37 [/BR/] 3.2.3实验仪器......................................................37-38
3.3方法......................................................38-52
3.3.1物理和化学性质的测定......................................................38-39[/比尔/] 3.3.2土壤总脱氧核糖核酸提取......................................................39-40[/溴/] 3.3.3细菌、真菌、太古代基因的聚合酶链反应扩增......................................................40-43 [/BR/] 3.3.4克隆文库的建立和测序......................................................43-44 [/溴/] 3.3.5定量标准的制备......................................................44-49
3.3.6定量标准曲线的产生......................................................49-52[/比尔/] 3.4结果分析......................................................52-60
3.4.1物理化学性质......................................................52
3.4.2研究......................................................52-60[/溴/]分子生物学方法3.4.3定量结果......................................................60
3.5讨论......................................................60-62
3.6概述......................................................62-63

结论

太仓温室样品是土壤过度利用的途径之一。过度使用土壤不仅影响土壤的理化性质,而且对农业经济也有一定的影响。
本实验利用太仓4个不同样品,通过克隆文库研究了细菌、真菌和古细菌的群落结构。为所有4个细菌样品建立克隆文库。从太仓2号(5年)和太仓3号(1年)中选择真菌和古细菌进行比较。从结果可以看出,太仓2号的藻霉和TM7的细菌群落结构是独特的。然而,由于克隆的数量很少,不能确定这两种细菌是太仓2号样品独有的。太仓4的疣状微生物(homestead transformation)也是如此,但太仓狮子座细菌在克隆文库中占26%,因此这类细菌不可忽视,即鱼藤杆菌是太仓4样品独有的,不同于其他三个样品。样品可以进一步分析以确定这一现象的可信度,然后可以选择它作为宅基地转化土壤的指示生物,这不同于其他类型的土壤。太仓2号和太仓3号古生菌样品差异不大。芡实主要是产甲烷菌。然而,在0℃时,那尔海欧塔主要是热莫伯蒂。这与古细菌在非极端环境中的存在及其稳定性是一致的。产甲烷细菌主要是因为作物可以提供足够的能量和碳源,并且磷日值在它的优选范围内。太仓2号和太仓3号样品的真菌群落结构差异很大。太仓2号的多样性远远高于太仓3号,这与开垦年限有关。温室施用大量化肥,一年内土壤中各种离子的差异大于五年。因此,太仓2号的真菌多样性远高于太仓3号。采用454测序法对崇明东滩湿地、稻田和旱地的大量样品进行了研究。建立克隆文库分析太仓样品的多样性。由于数据上的巨大差异,两者无法准确解释问题。因此,如何分析土壤开发和过度利用对农业用地、土壤质量的影响以及如何更好地管理农业用地尚不十分清楚。需要进一步的研究。
太仓4号之所以被选作定量分析,主要是因为它由宅基地转化而来的特殊性。希望通过与东滩湿地未开发土壤和旱地土壤7年的对比,对其进行初步分析。湿地可以说是东滩的对照荒地,旱地7年是复垦后的初始阶段。太仓4号种植辣椒,已有2年历史,属旱地。因此,对三者进行了比较和分析。从表3.7可以初步推断,太仓4号的细菌总数比东滩样品高一个数量级,真菌比湿地高,但7年内比旱地低约7倍。过度利用太仓4号土壤中细菌an7oA基因和固氮酶N基因的拷贝数高于未开发湿地和早地,这可能受温室大量施用化肥的影响。菌根微生物生物量无显著差异。由于过度利用的土壤数据很少,只有在未来的实验中增加样本量,才能进行准确的比较。由于样本和时间有限,土壤发育和过度利用对微生物生物量的影响需要进一步加强。