不同氮素输入水平对麦田土壤菌根真菌多样性的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

土壤是具有生物活性的类生物体，有复杂的生命现象和特殊的代谢过程，其生命代谢由生化反应实现，微生物生命活动是推动土壤中各种生化反应的动力[1]。微生物在土壤生态系统尤其是农业生态系统中起着复杂而又独特的作用，其在土壤中是物质循环不可或缺的环节，甚至直接关系到植物的生长状况。与此同时，土壤微生物对环境变化敏感，可以起到指示生态系统变化的作用，对于提高作物生产力有重要理论和实践意义[2]。近年来,生物多样性在增强生态系统稳定性以及增加农田系统生产力方面的潜力受到许多关注[3]。生态系统中生物多样性的增加可能起到保险的作用,从而增强生态系统的多功能性[4]，在世界范围内,农田中的高度集约化管理造成很多环境问题,如养分流失、病虫害增加、杂草丛生等,一个生物多样性程度较高的生态系统被认为能够中和这些负面效应[5]，在维持生态系统的稳定性和可持续性中发挥作用。土壤微生物是植物根际生态系统至关重要的组成部分,在物质的生物地球化学循环中扮演着关键的角色,并且是陆地土壤生态功能产生的主要原因[6]，因此土壤微生物的多样性及其功能一直是生态学家研究的一个热点和焦点问题。

am菌根真菌(arbuscularmycorrhizalfungi,amf)是一种在自然生态系统与农田生态系统中普遍存在的,能与植物根系产生互利共生体系的微生物。据估计,am真菌能够与陆地上约80%的高等植物(包括多数农田作物)形成互利共生系统[7]。作为植物需求量最大的营养元素，氮素是陆地生态系统初级生产力的主要限制因子。丛枝菌根真菌能与地球上80%以上的陆生植物形成菌根共生体，帮助宿主植物吸收土壤中的p，n等矿质养分。在am真菌与植物形成的共生体系中,am真菌通过向宿主植物传递矿质养分(主要是p)来从宿主植物交换获得其自身生长所需碳源,与此同时am菌根真菌的外生菌丝也扩展了植物根系吸收养分的面积[6],因此am菌根真菌在农业生产中具有作为生物肥料的极大潜力。目前，越来越多的证据也表明丛枝菌根真菌是影响土壤氮素循环过程的重要因子，可通过一些途径显著影响氮素的生物吸收与同化有机氮矿化生物固氮硝化和反硝化，以及氮素淋洗等诸多土壤氮素循环过程。

现如今，氮素供应是决定农田作物产量的主要因素,但氮肥的过量投入会加剧土壤硝酸盐淋失，温室气体排放，土壤酸化以及土壤板结等诸多问题,对土壤、地下水和大气等环境造成污染，影响农田生态系统的可持续发展。

2. 研究的基本内容和问题

本实验通过长期田间施肥试验，利用高通量测序的方法来研究土壤中根际丛枝菌根的多样性，结合产量以及土壤理化性质的进行分析，从而研究不同施肥处理下丛枝菌根微生物群落的变化情况以及相关原因，对于发挥农田土壤有益微生物的作用潜力，促进我国农业的可持续发展具有重要意义。

研究目标：长期不同氮素输入对平对土壤理化性质的影响；长期不同氮素输入水平对土壤amf真菌群落结构和组成的影响。

研究内容：①土壤在长期不同氮素输入水平下的物理化学性质的变化

3. 研究的方法与方案

实验设置如皋的长期定位点，共有五个不同氮素处理，每个施肥处理选取三块小区，采集耕作层020cm的土壤样品，装入自封袋迅速带入实验室4c冰箱保存。取一部分土样自然风干，用于基本的理化性质测定；另取一部分鲜土，提取土壤dna，用作后续分析。

技术路线：详细见附件。

1测定土样理化性质：

4. 研究创新点

本课题主要研究对小麦麦田进行长期施肥所造成的细菌微生物的多样性影响，在以往的研究中，很少对其微生物群落进行研究，具有一定的突破性；本试验为长期定位试验，之前试验已经取得了阶段性成果，接下来的试验在原来试验的基础上进行一些改进与调整，并着重在微生物方面的研究。对长期施用不同肥料对土壤中丛枝菌根进行研究。旨在研究不同施肥对土壤生态的影响。同时，在对土壤细菌微生物进行测序时，采用的是最新的下一代测序技术，其方法具有高效、准确率高的特点，让课题研究更具严谨性。

5. 研究计划与进展

2015年9月完成土样的采取

2016年1月完成土样dna的提取并拿到公司进行真菌18srrnaamf高变区的测序

2016年3月中上旬对土样进行理化性质的分析