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沉水植物对沉积物无机氮变化及相关功能基因丰度的影响; The effect of the submerged macrophytes on the inorganic nitrogen and the abundance of related functional genes in the sediments
Chen D(陈登)
Subtype硕士
Thesis Advisor肖邦定
2017-05
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Abstract当前湖泊富营养日益严重,水生植物修复技术因其成本低,高效,环境安全等特点受到广泛关注。水生植被重建后,大量的氮素经过细菌硝化-反硝化等作用从湖泊中排出,虽然硝化-反硝化过程对于湖泊脱氮作用非常重要,但目前关于湖泊中沉水植物参与的沉积物硝化-反硝化过程的微生物的系统化研究却并不多见。同时,厌氧氨氧化过程也是一个重要的脱氮方式,但结合沉积物根际来研究的厌氧氨氧化也有限,研究沉水植被对沉积物中无机氮和微生物的作用,有助于揭示三者的关系,为湖泊富营养话提供理论依据。基于以上认识,本文通过野外模拟研究三种沉水植物(水蕴草、苦草和狐尾藻)对根际沉积物中氨氧化细菌、古菌、反硝化菌、厌氧氨氧化细菌动态变化的影响。另一方面,通过原位悬挂实验和草海湖滨带野外调查的方式来阐明沉水植物根际及非根际无机氮含量、相关微生物数量的变化规律。具体研究内容和结果如下: 以三种不同沉水植物为研究对象,比较不同沉水植物根际泌氧的差异。结果表明,苦草根际泌氧量最大,狐尾藻次之,水蕴草最低。以沉水植物根际沉积物为研究对象,同时也研究了不同沉水植物根际沉积物的无机氮含量、硝化反硝化速率的变化规律。研究发现:植物根际沉积物氨氮含量显著降低,但沉水植物对沉积物根际硝氮亚硝氮,硝化速率和反硝化速率无显著影响。同时比较了不同沉水植物根际的沉积物中氨氧化微生物、反硝化菌和厌氧氨氧化菌的数量变化,研究发现:种植苦草和狐尾藻的根际沉积物的nirS功能基因、nirK功能基因和nosZ功能基因拷贝数均升高,说明反硝化是狐尾藻和苦草根际沉积物的主要脱氮方式。AOA amoA拷贝数升高,但AOB amoA拷贝数降低,说明AOA是沉积物中氨氧化过程的主要承担者。种植水蕴草后,三种类型的反硝化菌功能基因拷贝数均降低,但hzO功能基因拷贝数增加,说明水蕴草加强了根际的厌氧氨氧化过程。研究了原位条件下种植苦草后,苦草根际与实验对照的沉积物的无机氮含量、硝化反硝化速率,氨氧化微生物、反硝化菌和厌氧氨氧化菌的数量,研究发现,苦草根际沉积物氨氮含量显著低于对照组,硝化反硝化速率显著高于对照组,AOA amoA、AOB amoA、nirS、nirK、nosZ和hzO功能基因拷贝数均显著高于对照组。研究了春季滇池草海西岸湖滨带的伊乐藻和狐尾藻根际的无机氮含量、硝化反硝化速率速率,氨氧化微生物、反硝化菌和厌氧氨氧化菌的数量,研究发现,两种沉水植物根际氨氮含量均低于非根际沉积物,三种反硝化菌功能基因拷贝数均高于非根际沉积物,伊乐藻根际沉积物中hzO功能基因拷贝数显著增加。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/31128
Collection水环境工程研究中心_学位论文
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GB/T 7714
陈登. 沉水植物对沉积物无机氮变化及相关功能基因丰度的影响, The effect of the submerged macrophytes on the inorganic nitrogen and the abundance of related functional genes in the sediments[D]. 中国科学院水生生物研究所,2017.
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