文档介绍：成都理工大学
硕士学位论文
熏蒸剂对土壤微生物群落多样性的影响及其方法学研究
姓名:马旭
申请学位级别:硕士
专业:分析化学
指导教师:安莲英;曹坳程
20100501
摘要
熏蒸剂对土壤微生物群落多样性的影响及其方法学
研究
作者简介:马旭,男,1984 年 11 月生,师从成都理工大学安莲英教授,2010
年 06 月毕业于成都理工大学分析化学专业,获得理学硕士学位。
摘要
本文以北京市通州区大棚蔬菜试验田土壤为材料,运用现代生物化学手段,
采用 BIOLOG 微平板与磷脂脂肪酸分析相结合的方法,探讨了熏蒸剂氯化苦和硫
酰氟对农田土壤微生物群落结构和功能多样性的影响,对群落系统受到熏蒸剂扰
动后的恢复能力进行了初步评价。本研究所获主要结论如下:
BIOLOG 方法系统研究了熏蒸剂氯化苦施用对土壤微生物功能多样性
的影响以及氯化苦胁迫下土壤微生物功能恢复情况。研究结果表明,氯化苦处理
后,土壤微生物的丰富度、均匀性和多样性均受到一定程度地影响。第一次取样,
三个浓度氯化苦处理土壤的 McIntosh 指数与对照相比差异显著,分别降低
%、%、%,表明物种均匀性受到不同程度地影响,并且随浓度递
增而加大;Simpson 指数分别降低 %、%、%,说明氯化苦的添加
降低了土壤微生物种群的生物多样性;而从 Shannon 指数来看,800mg/kg 浓度
处理过的土壤微生物的该指数值与对照相比增加 %,而 80mg/kg 浓度处理的
该指数值与对照相比无显著差异,表明随着施药浓度的增大开始出现一定的耐受
能力,生物量有所增大,丰富度指数有所增加。7d 后取样结果表明,随着时间
的推移,三指数都出现了波动,40mg/kg 浓度处理的土壤其 McIntosh 指数值下
降,但变化不显著,而 80mg/kg 和 800mg/kg 处理土壤的 McIntosh 值有小幅度的
上升;高、中、低浓度处理土壤的 Simpson 多样性指数值均呈下降趋势,且减幅
不显著;而 Shannon 丰富度指数经浓度梯度处理后均下降,其幅度不明显。AWCD
值、Simpson 指数、McIntosh 指数和 Shannon 指数的变化能够较好的表征氯化苦
胁迫下土壤微生物的功能抗性。均一性指数 McIntosh 能有效地指示污染环境的
微生物学变化,在整个处理期间,该指数变化趋势与 AWCD 值变化值基本一致,
表明 AWCD 值和 McIntosh 指数的表征效果较好。
。氯化苦
施用初期,对土壤微生物群落利用碳源的能力产生抑制作用。随着土壤培养时间
的增加,土壤微生物逐渐适应了氯化苦,导致氯化苦对土壤微生物群落碳源利用
I
摘要
能力的抑制程度减弱,土壤中优势种群大量繁殖,微生物对碳源的利用类型也逐
渐增多。培养后期,随着土壤中内源性碳源的消耗,土壤中微生物种群出现功能
性衰减,多样性降低,对 BIOLOG 中碳源的利用能力也减弱。80mg/kg 和 800mg/kg
氯化苦对氨基酸、羧酸、胺类碳源的利用影响较大。4 种样品中微生物生理代谢
活性和碳代谢类群变现出明显差异,形成各自独特的微生物类群。
BIOLOG 研究基础上,采用磷脂脂肪酸(PLFAs)方法,对熏蒸剂氯化苦
和硫酰氟施用后土壤微生物群落结构变化进行了研究。研究发现,土壤中检测到
PLFAs 从 C13 到 C20 共计 16 种,包括饱和脂肪酸(16:0,18:0,20:0)、支链脂肪酸
(i13:0,a14:0,i15:0,i16:0,a16:0,9Me18:0)、环丙烷脂肪酸(cy18:0)、单不饱
和脂肪酸(16:1ω7c,18:1ω9c)和多不饱和脂肪酸(18:2ω6,9、22:4、20:3)。
根据每种脂肪酸占总脂肪酸含量的百分数得出,偶数碳饱和脂肪酸的相对含量为
%,是土壤中含量最丰富的脂肪酸种类,其次是单不饱和脂肪酸和支链脂肪
酸,相对含量分别为 %和 %。其中,饱和脂肪酸 16:0 和 18:0、单
不饱和脂肪酸 18:1ω9c 和 16:1ω7c、支链脂肪酸 a14:0 为优势脂肪酸。多不
饱和脂肪酸的相对含量较低,仅占到总 PLFA 的 %,而环丙基脂肪酸的相对含
量最低,不到总 PLFA 的 5%。通过对特征脂肪酸的分析表明,在所研究的农田生
态系统中,真菌在该土壤基质中占有优势,并且在 5~20cm 土壤中好氧细菌为优
势菌种。
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