氮肥和生物炭对土壤微生物活性和氨氧化的影响
孙晶晶
[摘要]自20世纪80年代以来,中国连续施用大量氮肥已对环境造成严重影响。
近年来,生物炭已逐渐作为农业生产中的功能性材料应用,可有效改善土壤微生物的生存环境。
土壤微生物是农田生态系统的重要组成部分之一。土壤微生物活性和酶活性是表征土壤条件的重要指标。氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古细菌(AOA)对于氮循环的硝化是重要的。
因此,本研究基于微量量热法和荧光PCR技术,利用物理和生物方法分离土壤微生物,结合长期氮肥定位实验和实验室培养实验。重点是大棚。研究了华北平原小麦 - 玉米轮作体系中微生物活性和酶活性的变化,并研究了氮肥对其的影响。选择具有高微生物和酶活性的土壤,定量分析功能基因AA和AOA的拷贝数,进而了解生物炭对两种酸性微生物和碱性土壤微生物的影响。为了比较生物炭和氮处理的效果和仅施氮,以提高农业土壤可持续发展的理论依据。
主要结果如下。(1)不同施氮量对土壤微生物活性和酶活性有显着影响,不同生长阶段的微生物活性和土壤酶活性也不同。没有氮处理和没有高氮处理的微生物土壤活性都低于其他氮处理。
适量的氮肥(小麦土壤≤250kg/ m 2,玉米土壤≤210kg/ m 2)可用于改善土壤微生物活性。在此范围之后,抑制了土壤中的微生物活动。
(2)作物活跃生长期土壤酶活力达到最大值。由于酶的种类不同,不同施氮量对土壤酶活性的影响也不同。
施氮量为250 kghm-2时土壤酶指数在小麦季节较高,施氮量为210 kghm-2时土壤酶指数在玉米季节较高。。
(3)其他相关功能基因和多样性指数的研究表明,功能性AAA amoA基因的拷贝数和硝化能力均随小麦和小麦土壤施氮量的增加而增加。它指出。AOA功能基因在AOA与AOB AOA比例下的拷贝数随施氮量的增加而降低,但表明AOB和AOA在氨氧化过程中占有重要地位。有许多初步贡献。
(4)室内生物炭培养试验表明,生物炭在一定程度上降低了施氮量的影响,对土壤微生物的促进作用。
总之,土壤微生物与不同氮速率之间的关系在反映土壤环境变化中起着重要作用。生物炭的应用有利于降低土壤pH值,土壤微生物活性,土壤酶活性,减少微生物氨氧化问题。
[学位授予单位]:北京科技大学[评分年级]:博士学位[授予学位]:2016年[分类号]:S154。
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