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典型茶园土壤的细菌群落组成与多样性研究【字数:7693】

2024-02-24 18:03编辑: www.jxszl.com景先生毕设
土壤细菌在物质循环、肥力变化过程中起着重要作用,是组成茶园土壤微生物重要成分之一。本试验通过对位于句容、余杭、福安的三个典型茶园土壤样品的采集,测量分析土壤理化性质,并采用Illumina Miseq二代测序技术对茶园土壤细菌群落进行高通量测序。研究结果表明,句容与福安的土壤细菌群落α多样性相似,且均高于余杭的茶园土壤。茶园土壤以变形菌门(Protebacteria)为主。不同茶园点的土壤细菌组成差异显著。不同土壤理化性质(有机质、有效磷、速效钾、EC、pH、总氮)均对茶园细菌影响显著。由此可见,合理调节环境因子,改良土壤理化性质和细菌结构,对提高茶园产业提升有着重要的作用。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1样品的采集与处理 23
1.2土壤理化性质的测定 3
1.2.1土壤pH值的测定3
1.2.2土壤有效磷的测定3
1.2.3土壤速效钾的测定3
1.2.4土壤有机质和全氮的测定3
1.3土壤样品高通量测序3
1.3.1土壤DNA的提取3
1.3.2土壤样品的测序3
1.4统计分析3
1.4.1土壤理化性质分析3
1.4.2茶园土壤细菌高通量数据分析4
2结果 4
2.1不同茶园土壤理化分析4
2.2不同取样数量对茶园土壤细菌群落多样性的α多样性影响4
2.3茶园土壤细菌群落的丰富度与多样性5
2.4不同地点茶园土壤细菌群落的组成6
2.5 茶园土壤细菌群落结构及其驱动因子茶园土壤细菌群落结构7
3讨论 9
致谢910
参考文献910
典型茶园土壤的细菌群落组成与多样性研究
生态学 黄玉
引言
引言
微生物种类极为丰富,主要分为原核微生物(如古细菌、放线菌等)以及真核微生物(如真菌等)。土壤微生物参与土壤的形成与发育、有机质的分解与矿化、肥力更 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072
替、地球的生物化学循环(比如植物对养分的获取)与生物修复等,在生态系统中具备着不可替代的作用[1]。
茶树起源于我国云贵高原,具有独特的生长发育条件,其中最具典型的特征是喜酸和聚铝,因而又被称作耐酸、聚铝植物。在我国,茶叶是我国最主要的饮品之一,也是主要出口产物。茶园具有单一化种植的特点,并且随着茶园时间的增加,微生物群落结构产生较大变化,群落物种丰富度及多样性显著降低,而代谢能力较低的和能适应贫瘠条件的微生物菌群增多。在茶园生态系统中,随着土壤中的交换性酸增加,Ca、Mg等盐离子能中和交换酸,使Ca、Mg等盐离子减少,而Al、Fe和多酚类物质等物质在较酸环境下,易与OH结合,最终逐渐富集和积累在茶树中,从而形成独特的微生物生态环境。茶园土壤有效磷与交换性酸含量呈负相关[2]。有研究发现,茶园土壤微生物多样性与各类样地明显不同,如茶园土壤微生物香农多样姓指数高于酸性森林土壤[3],小于柑橘园土壤,甚至小于荒地土壤[4]。由于茶园土壤微生物群落结构对土壤属性变化敏感,因而常用于衡量土壤的可持续利用性。茶园土壤细菌在土壤微生物中无论是功能还是数量都占有重要比重。洪振瑞等研究发现,茶园土壤中细菌数量最多,其次是真菌,放线菌最少[5]。而邓欣等研究表明,茶园土壤是以细菌数量最多,其次是放线菌,最少的是真菌[6]。然而有研究表明,细菌是喜偏碱环境微生物,当茶园土壤细菌处于酸化强的土壤中,随培养时间的延长其数量减少[2]。因此,茶园土壤中细菌群落的特征仍有待研究。土壤细菌与土壤养分循环息息相关,其群落的组成是评估支持生物生长、土壤肥力的重要指标。
气候变化、土壤性质、土壤深度、植茶年限、人为管理措施等各种因素,均会对茶园土壤细菌群落多样性及组成影响显著。姚槐应研究发现茶园土壤细菌群落受植茶年龄的影响[7]。王秀青等在研究古茶园与现代茶园微生物数量比较中,发现现代茶园微生物数量高于古茶园微生物数量,而植茶年龄的增加并未使得茶园土壤酸化加剧[8]。茶园土壤的长期酸化导致 2∶1 型粘土矿物数量逐渐减小,即增加矿物风化程度,土壤阳离子交换量减小,从而使得土壤保肥能力下降[9]。季节也明显影响着茶园土壤细菌数量,有研究发现茶园细菌在一年中1、2月(冬季)数量最多[10],但是邓欣等[11]对有机茶园的研究表明,茶园土壤细菌数量在一年中有两个高峰期,分别是67月和910月,而从11月细菌数量开始减少。有研究发现,氮肥能使土壤矿质氮和土壤有效磷的含量升高,促使微生物群落结构发生变化[1213]。王慧敏等研究表明,茶园复合栽培方式能改变土壤理化性质,增加茶园生态系统的生物多样性[14]。化肥(特别是尿素)的施用能显著降低茶园微生物功能多样性指数[15]。而在徐勤华等[1617]的研究,发现有机肥施用、化肥与有机肥配合施用和覆盖均能提高茶园土壤微生物的香农多样性指数。林斯等研究试验表示,对茶园土壤生态系统使用“无机肥 + 有机肥 + 豆科绿肥”综合培肥的模式能最好的保持最佳的生态系统的多样性和稳定性,且最大化提高茶叶产量[18]。通过不同施肥处理,茶园土壤细菌与土壤有机质、全氮含量的相关性较强,而与速效钾的相关性较差[19]。这些研究都表明了茶园土壤细菌受环境异质性的影响较大,其主要驱动因子也需进一步探究深入。
 本研究通过采集典型茶园土壤,用DNeasy PowerSoil 试剂盒对茶园土壤细菌群落进行DNA提取和用Miseq二代测序技术进行高通量测序,研究典型茶园土壤细菌群落多样性及其驱动因子,对构建健康茶园土壤、提高肥力和改善管理具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 样品的采集与处理

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