氯嘧磺隆对土壤氮循环功能微生物的影响

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yahoo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
氯嘧磺隆在东北地区大豆田中应用广泛,虽然其具有低毒性、低成本、高活性、高安全性等优点,但是其在土壤中残留时间较长,可对土壤微生物产生药害,并影响土壤氮素循环。本实验主要采用室内培养与原位试验相结合的方法,利用传统微生物学与Real-timePCR、高通量测序等多种技术手段,研究氯嘧磺隆对室内培养潮棕壤和连作大豆田原位土壤的氮循环相关微生物的影响,从理论上揭示氯嘧磺隆造成土壤氮循环功能退化的微生物机理,为氯嘧磺隆的环境风险评价提供科学依据,也为氯嘧磺隆的合理施用提供有益的参考。   室内模拟结果显示,单独施加氯嘧磺隆时对土壤pH没有影响;加入尿素后,短期内(7d)显著提高了土壤pH,可能是由于NH4+-N的分解,提高了pH,尿素对土壤pH的改变不受添加各浓度氯嘧磺隆的影响。说明氯嘧磺隆本身对土壤pH无影响。   氯嘧磺隆能显著降低土壤微生物生物量碳、氮,并且抑制NH4+-N转化为NO3--N,造成NH4+-N的累积,对AOB和AOA的amoA基因进行的Real-timePCR分析结果显示,这可能是由于氯嘧磺隆抑制了土壤中进行氨氧化作用的微生物,从而抑制了氨氧化作用。实验后期,氯嘧磺隆处理组NO3--N的浓度高于对照组,对nirS和nirK基因进行的Real-timePCR分析结果显示,其主要因为氯嘧磺隆抑制了反硝化细菌,减少了对NO3--N的吸收利用,造成NO3--N的累积。当加入尿素时,微生物量碳、氮在短期内增加;刺激氨氧化菌大量增殖,显著加强了土壤氨氧化作用,NO3--N的浓度也迅速升高;而氯嘧磺隆的施入显著降低了尿素对微生物量碳、氮及硝态氮的刺激作用,且尿素+2000μg·kg-1氯嘧磺隆处理组具有不可恢复的抑制作用。以上结果表明氯嘧磺隆降低了土壤质量和土壤肥力,加入尿素后,在一定程度上提高了土壤质量,增加了土壤肥力。   Real-timePCR结果显示,单独施加氯嘧磺隆:对氮循环相关功能基因(nifH,AOBAOAamoA,nirSnirK)都是抑制作用,且随浓度增大抑制作用加强。低(20μg·kg-1氯嘧磺隆)、中浓度(200μg·kg-1氯嘧磺隆)抑制作用是可恢复的,但是高浓度(2000μg·kg-1氯嘧磺隆)却难以恢复。单独施加尿素,在实验初期能轻微抑制土壤中固氮菌、AOA、反硝化细菌,却刺激了AOB的生长,后期能刺激AOA、AOB和反硝化细菌,说明尿素的添加对氮循环相关微生物(固氮菌除外)有刺激作用,并加速了土壤氮循环;而土壤中施加氯嘧磺隆后,能够对氮循环的三个主要过程(固氮、硝化和反硝化作用)都产生抑制作用,这严重影响了氮素的转化和植物对氮素的有效利用。   室内模拟实验的高通量测序结果显示,单独施加氯嘧磺隆:改变了细菌的菌群结构,降低了细菌多样性,其中细菌γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)有显著增加;降低了真菌的菌群丰度和多样性,其中散囊菌纲(Dothideomycetes)和座囊菌纲(Eurotiomycetes)有显著下降。氯嘧磺隆与尿素同时加入时,同时降低了土壤中细菌和真菌菌群丰度和多样性,主要是细菌中的β-变形菌纲(β-Proteobacteria)和硝化螺菌属(Nitrospira)出现了明显下降,真菌中主要是盘菌纲(Sordariomycetes)和粪壳菌纲(Pezizomycetes)发生显著下降;在所有处理中锤舌菌纲菌(Leotiomycetes)没有明显变化,表明其具有很强的耐受性。   长期原位实验结果显示,长期施用氯嘧磺隆,可以减少土壤中细菌和真菌的数量,而且难以恢复。固氮菌、AOB、反硝化细菌都出现了不同程度的下降,而AOB和具有nirS基因的反硝化细菌能恢复,其他微生物类群不能恢复;AOA在5Y时有增加,但是10Y时有显著下降。说明氯嘧磺隆对固氮作用、硝化作用和反硝化作用都产生了不同程度的影响。原位实验能够更加客观的反映出土壤微生物对氯嘧磺隆长期胁迫的响应。   综合分析室内模拟和原位实验结果,可以得出氯嘧磺隆能严重影响土壤中氮循环相关微生物功能,影响氮素在土壤中的转化作用。这可能会影响作物对氮肥的利用,导致土壤质量退化,土壤肥力降低,影响整个土壤生态系统且难以恢复。因此进一步研究氯嘧磺隆对土壤微生物的作用机理及探索氯嘧磺隆的科学田间使用模式,是今后研究的重点。
其他文献
随着移动通信技术和网络技术的发展,宽带移动化和移动宽带化已成为未来发展的趋势。在第三代移动通信技术的基础上开发的后三代移动通信B3G(Beyond 3G)技术,又称为第四代移动
森林不仅为人类提供衣食住行等基本生活必需品,而且具有不可替代的生态效益,对森林资源动态变化进行研究,一方面能掌握森林资源变化的规律,更好的为森林资源的经营管理提供支持和
本文主要针对具有复杂特性的非线性电子器件无法建立模型或模型复杂的问题,提出了基于神经网络的分段建模方法,并对BP神经网络结构优化问题进行了探讨。本文首先介绍了现有的
过去几十年里,数字信号处理技术在理论和实践上都取得了突飞猛进的发展。由于它具有可靠性高、灵活性强、成本低廉等特点,从而逐渐在各个领域代替了传统的模拟信号处理方式。但
杂谷脑干旱河谷位于我国西南横断山区东北部,认识其温度和降水的历史变化特点,对阐释横断山区北段干旱河谷环境与植被演替变化,探讨全球气候变化的效应,指导干旱河谷植被保育管理
类黄酮是植物中普遍存在的一类天然多酚类化合物,是植物为适应复杂多变的自然环境,在长期进化过程中形成的一类重要的次生代谢产物。在植物吸引昆虫传粉、花粉管伸长、抵抗紫外
摘要:初中英语课程基础教育阶段英语课程的任务,是激发和培养学生学习英语的兴趣,提高学习能力和创新精神。总体目标是培养学生的综合语言运用能力,为真实的语言交际打基础。这就要求教师要与时俱进,重视英语课外活动的强大作用,通过创设良好的语言环境,提供语言实践机会,培养学生学习英语的兴趣,使学生得以全面发展。而丰富多彩的课外活动恰恰是实现这一目标和任务的有效途径。  关键词:英语;课外活动;意义  中图分
樊子阳,1969年生。结业于中国人民大学全国中青年书法家硕士研究生课程班。中国书法家协会青少年工作委员会委员、河南省书法家协会理事、河南省书协草书专业委员会副主任、河南省青年书法家协会副主席。  作品获第二届中国书法兰亭奖艺术奖二等奖,全国第三、四届正书大展全国奖,全国翁同和书法奖提名奖,全国第二届扇面书法大展铜奖,全国首届大宇书法展二等奖,全国第二届草书大展三等奖,纪念建党85周年全国书法大展一
本研究通过对B型烟粉虱(Bemisiatabaci)进行石蜡切片探索其消化道的组织结构,以及研究B型烟粉虱体内的重要解毒酶系——羧酸酯酶与寄主植物的关系,旨在为进一步阐明烟粉虱消化
宽带隙(WBG)半导体材料ZnO具有禁带宽、激子能量大、高化学稳定性和热稳定性等特点,使得目前高质量ZnO材料和器件的制备成为国际上的研究热点之一。ZnO在气体传感器、太阳能电