| 题名 | 不同土地利用方式和施肥模式对植物生态化学计量比及微生物学效应研究 |
| 作者 | 阴红彬 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010-11-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 朱永官 |
| 关键词 | 施肥 土地利用方式 黑麦草 C:N:P 计量比 生长速率假设 氨氧化 细菌 氨氧化古菌 amoA 基因拷贝数 Real-time PCR 克隆文库 Fertilization land-use regimes Lolium perenne L C:N:P growth rate hypothesis ammonia-oxidizing bacteria ammonia-oxidizing archaea amoA gene copy numbers RT-PCR clone library |
| 其他题名 | The Response of C:N:P Stoichiometry of Plant to Land-Use and Fertilization Regimes and Its Microbial Effects on Ecosystem |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 人为干扰活动对生态系统的影响持续加剧。植物多样性的降低，干扰方式的转变，土壤物理环境的改变对生态系统的性质和生态过程具有重要的影响，研究者发现，生态系统初级生产力与植物的多样性呈正相关关系，特别是在植物类型较少的生态系统中。 本论文以黄土高原丘陵沟壑区的土壤为供试基质，从生态化学计量学角度研究了土壤中不同N、P 水平对植物生长和N:P 计量比的影响，并进一步探讨了不同P 水平土壤对植物C:N:P 计量比影响的机理，以及土地利用方式造成的土壤C:N:P 计量比变化对土壤氨氧化细菌和氨氧化古菌丰度和群落结构的影响。主要研究结果如下： 1．土壤不同氮磷水平对黑麦草生长和养分吸收的生态化学计量学研究通过盆栽试验分别研究了不同氮、磷水平条件对黑麦草生长、养分浓度及N:P 的影响。试验结果表明，土壤中添加不同的氮磷浓度对黑麦草的生物量，养分含量及生物化学组成的影响有很大的差异。土壤中添加N 可以提高黑麦草的生物量，但过量则对植物的生长产生毒害效应，植物N 含量增加，同时也会促进植物对P 的吸收，蛋白态N 和RNA 含量增加，但是蛋白态N 占植物总氮的比例呈下降趋势。土壤中添加P 对植物生物量的影响不明显，植物P 含量增加而N 含量降低，RNA 含量没有显著的变化，基本保持不变。两个试验中植物N:P很好的反映了土壤中N 和P 的相对数量变化。不同养分条件下，矿质元素之间 的相互关系有差别，说明环境因子的变化会改变元素之间的相关性。 2．土壤磷含量对黑麦草C:N:P 化学计量比影响的机理研究 众所周知，生长速率假设将细胞内的物质分配与生物体功能以及生态系统的动态变化潜在地联系在一起。本文通过室内盆栽试验研究了不同土壤磷条件下黑麦草的元素化学组成、生物化学组成和生长速率之间的关系。结果表明在植物的整个生育期间，N 和P 含量均随着生长速率的增加而上升，这与生长速率假设一致，但N:P 随着生长速率的增加而上升，这与生长速率假设相悖。在整个生长 季植物的生长速率与protein:RNA 之间没有显著的关系。一般来讲，当比较不同养分条件下地上部的养分含量和生物化学组成时发现，生长速率快（N&Pco-limited）的植物其protein:RNA 比例较低，但是N:P 和C:P 却并不是始终低于生长速率较慢（N-limited, P-limited）的植物，这表明protein:RNA 比例更适合于描述与生长速率之间的关系。 3． 土地利用方式及植物残体类型和多样性对土壤氨氧化细菌和古菌数量和群落多样性的影响 为了研究黄土高原地区典型土地利用方式土壤中，氨氧化细菌和氨氧化古菌数量和群落组成的变化，同时也为了研究土壤中添加植物残体对其影响，本研究选择了草地、农田、油松林地和撂荒地四种土壤。通过实时荧光定量技术RT-PCR技术定量amoA 基因的数量，结果发现，不同土地利用类型土壤中氨氧化细菌和氨氧化古菌amoA 基因的数量有显著的差异，氨氧化古菌的数量显著高于氨氧化细菌。向土壤中添加优势植物残体培养后，氨氧化细菌和氨氧化古菌amoA 基因的数量显著增加。农田土壤添加植物残体后，氨氧化古菌的数量显著高于草地土壤。利用构建克隆文库的方法对氨氧化细菌群落结构的研究结果表明，所有获得的序列都属于类亚硝化螺菌属，分布于3 个不同的簇，cluster 3a，cluster 3b，cluster3c。氨氧化古菌amoA 基因的序列都属于来源于土壤和沉积物的序列。不同利用方式的土壤氨氧化细菌和古菌的序列所占的比例均有很大的差异，并且添加植物残体后氨氧化细菌和氨氧化古菌的群落结构也发生了明显的变化。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 环境生物学 |
| 公开日期 | 2011-08-31 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/793]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_土壤环境科学实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 阴红彬. 不同土地利用方式和施肥模式对植物生态化学计量比及微生物学效应研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
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