氨氧化微生物对土壤中氮含量变化的响应研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题意义:

氮是植物必需的营养元素，也是评价土壤质量和土地生产力的重要指标。农田生态系统中，施肥是提高农田生产力和作物产量的一项重要生产方式。长期以来，随着化肥、农药等外源物质的输入，引起土壤质量的变化，对农业生产以及生态环境产生重要影响。据统计农田生态系统中，每年约投入100 tg氮肥（主要的以铵态氮肥的形式投入），投入量占了全球氮平衡的25%^[1]。n的投入量大累积利用率却不高，据估计，施入土壤中的n大约有35%通过各种途径损失掉^[2-3]。此外，氮肥的使用还可能造成环境污染，诸如温室气体（主要是氮氧化物）和致酸雨气体（氨气）的排放、地下水硝酸盐超标、水体富营养化等^[4]。如2000年，比利时80%的饮用水中硝酸盐含量超标^[5]。另外，土壤n循环是n生物地球化学循环中的重要环节，其模拟是作物估产、环境评价、农田管理、决策制定和长期预测的重要依据，对提高氮肥利用率、防止或减轻环境污染具有重要的理论和实践意义。目前，土壤n循环的研究已经成为土壤学家、环境学家、农学家等共同关注的热点问题之一。

硝化作用是土壤中普遍存在的重要微生物过程，它联系着矿化生物固持等作用以及氮素损失途径，因而是土壤氮素转化中的一个重要环节，是全球氮素循环的中心。微生物参与氮素循环并在其中起到了至关重要的作用（图1）

2. 研究的基本内容和问题

研究目标

（1） 探讨不同氮处理下土壤中氨氧化微生物（氨氧化细菌和氨氧化古菌）种群数量和活性的变化；

（2） 筛选并确定氨氧化微生物种群数量及活性最低值时的土壤氮含量；

3. 研究的方法与方案

研究方法：

土壤理化性质的测定：

1)土壤含水量的测定：105℃烘干法。

4. 研究创新点

特色或创新之处

（1）本研究采用野外长期定位试验与室内研究相结合的方法，利用先进荧光定量pcr技术，将宏观的理化实验与微观的微生物实验相结合，在研究方法上具有创新性；

（2）探讨通过降低参与硝化作用的重要微生物氨氧化古菌（aoa）和氨氧化细菌（aob）丰度来降低土壤中硝化反应的速率以提高氮肥利用效率，在研究理论上有所创新；

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展

2015年3月：

1. 样品预处理；