青海典型区域农田土壤细菌、自养固碳细菌群落特征以及环境因子的研究
作者单位：青海师范大学
学位级别：硕士
导师姓名：周连玉
授予年度：2024年
主 题：农田土壤 细菌、自养固碳细菌多样性 群落组成 理化性质 土壤酶
摘 要：土壤微生物作为土壤生态系统中最具活力的部分,参与土壤形成、物质转化和能量流动等过程,还在改善土壤肥力的基础上为植物创造良好的生长环境,土壤、微生物与植物之间的相互作用对维持生态环境的稳定性具有重要意义。本研究结合光谱技术、高通量测序技术对青海省海西州都兰县、海东市互助县、海南州共和县、西宁市大通县等地种植小麦、油菜、青稞农田土壤理化性质、酶活性、细菌及固碳细菌多样性、群落组成进行分析,并探讨这些指标之间的关系,从而揭示不同区域、作物土壤微生物多样性的差异及变化规律,为高寒地区微生物资源的开发利用提供基础数据。主要研究结果如下: 1.4个区域的土壤理化性质(p H、水分、有机质、铵态氮、硝态氮、碱解氮、全磷、有效磷、全硫、有效硫)、土壤酶活性(蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶、磷酸酶、脲酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性)、细菌多样性指数(Chao1、Shannon、Ace、Simpson指数)存在显著差异性(P0.05)。PCA分析显示,不同区域细菌群落组成不相同,3种作物农田土壤细菌群落、物种组成相似度较高。4个区域、3种作物农田土壤细菌共有OTUs分别为3127、3694个。物种分类显示细菌种类隶属于36门93纲192目276科450属423种。4个区域或3种作物土壤具有相似的优势门、纲、目、科、属、种,但相对丰度不同。由LEf Se组间差异显著性分析表明,显著差异标记主要富集都兰县、互助县、共和县、大通县土壤中物种分别属于2纲3目3科2属、2纲3目4科2属、4纲4目5科2属、1纲4目3科3属,而3个作物土壤中细菌分类群无显著差异。 2.细菌多样性指数、细菌种水平丰度与土壤理化性质、土壤酶活性之间存在一定的显著正或负相关性。水分与有机质、碱解氮、全磷、全硫、Ace、Chao1、Unclassified Subgroup＿7具有极显著正相关性;有机质与硝态氮、碱解氮、全磷、全硫、淀粉酶、磷酸酶、Ace、Chao1、Shannon、Simpson、Unclassified RB41、Unclassified Subgroup＿7具有极显著正相关性;碱解氮与全磷、全硫、淀粉酶、过氧化氢酶、磷酸酶、Ace、Chao1、Shannon、Unclassified RB41、Unclassified Vicinamibacteraceae、Unclassified Subgroup＿7具有极显著正相关性;海拔与纤维素酶呈极显著正相关性;过氧化氢酶与Unclassified RB41、Unclassified Vicinamibacteraceae具有极显著正相关性。反之,p H与水分、有机质、碱解氮、全磷、全硫、过氧化物酶、磷酸酶、Unclassified Sphingomonas呈极显著负相关性;有机质、碱解氮与纤维素酶呈极显著负相关性;海拔与蔗糖酶存在极显著负相关性;过氧化物酶与Unclassified species、Unclassified Sphingomonas存在极显著负相关性。 3.不同区域农田土壤固碳酶活性(Rubis CO)、固碳细菌多样性指数(Chao1、Shannon、Ace、Simpson、Goods-coverage指数)具有显著性差异(P0.05);PCA分析在4个区域或3种作物间农田土壤样品均重叠性较高,差异不显著(P0.05);区域中共有OTUs数为572,作物中为6648;不同分类水平上共检测出7门12纲22目32科45属81种。LEf Se进化分支图发现都兰、互助、共和及大通4个区域间固碳细菌分类群有显著差异,且相对丰度较高的固碳细菌分类群分别为1纲6目6科13属、4纲4目8科10属、1纲1目3科3属、1纲3目2科4属,而3个作物土壤中固碳细菌分类群无显著差异。 4.农田固碳细菌多样性、固碳细菌种水平丰度与土壤理化性质、土壤酶活性之间存在显著正或负相关性。水分与固碳酶、Sulfuricaulis limicola具有极显著正相关性;有机质与固碳酶、Sulfuritortus calidifontis具有显著正相关性;过氧化物酶与Chao1、Shannon、Simpson具有极显著正相关性。然而,水分与Pseudonocardia sp.N23呈极显著负相关性;有效硫与Ace、Chao1、Hydrogenophaga sp.A37呈显著负相关性;海拔与蔗糖酶、***存在极显著负相关性;蔗糖酶与Simpson、Shannon存在显著负相关性;固碳酶与Pseudonocardia sp.N23存在极显著负相关性。
同方学位论文库