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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

本实验通过人工模拟臭氧浓度的升高，测定生物多样性指数和土壤肥力指数，并求得两个指数的相关性。

近地层大气臭氧浓度升高对农业生态系统的影响近年来已成为全球的研究热点。外国学者大多研究主要集中在植物地上部分，也有部分学者探讨了臭氧对植物根系分泌物及土壤微生物的影响，以及根系生物量的影响，而对农田作物营养元素影响的研究很少，对整个稻田生态系统的微量元素循环的状况更是很少涉及。前人关于水稻臭氧方面的研究多数是在封闭式或者幵顶室条件下进的，且大部分是在盆栽条件下进行的。曾经表示许多来自室内环境的实验数据对推算风险分析的作用是有限的，因为室内环境同外界大气环境的气候和植物的生长环境是有区别的。这个实验对于全面了解大气污染对农田生态系统和主要农作物产量的影响机制具有重要意义。

国内外研究现状

国内学者利用ＯＴＣｓ或者Ｏ３ＦＡＣＥ，研究了Ｏ３浓度升高对土壤微生物生物量、活性、群落结构及功能多样性等的影响，但因实验手段、研究对象、环境条件、臭氧水平、暴露时间等的差异，影响结果存在争议。一般来讲，作物到成熟期收割后，能够持续响应Ｏ３胁迫的主要是地下部分，因此Ｏ３对土壤微生物的影响具有长期累积效应。 Ｏ３浓度升高通过减少光合产物对根系的分配、改变根系分泌物的量和组成种类等方式间接影响土壤微生物生物量和群落结构及功能多样性。 目前，我国有关Ｏ３浓度升高对陆地生态系统的影响研究 主要集中在地上部分，而对地下土壤微生物影响的研究有限，仅限于在农田生态系统中的若干研究。Ｏ３浓度升高增加了稻麦轮作农田土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的数量，但抑制了土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的代谢活性，表明细菌活性与数量的响应机制存在不同；并且，土壤中的固氮微生物数量和群落种类减少。吴芳芳等通过４ａ的熏气实验发现Ｏ３浓度升高降低了麦田土壤微生物量氮、氨氧化细 菌的数量和硝化强度，但增加了土壤反硝化细菌数量和反硝化强度，表明随着Ｏ３作用时间的累积，农田土壤Ｎ２Ｏ排放的风险将增加。 Ｏ３浓度升高显著降低了小麦和水稻土壤根际微生物功能多样性，并且主要影响根际土壤微生物而对非 根际土壤微生物影响不大。 Ｆｅｎｇ等研究发现Ｏ３浓度升高显著降低了水稻田土壤中非产氧光合细菌（ＡｎＰＰＢ）的丰度和遗传多样性；并且，对于不同水稻品种，土壤细菌群落组成对 Ｏ３的响应存在显著差异。

2. 研究的基本内容

高臭氧浓度下土壤的生物多样性指数，以及土壤肥力表征指数（N、P、K），并求出两者的相关性。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1.将样本于高臭氧浓度培养一定时间，制备成适宜浓度的接种液， 将接种液接种入biolog微平板，在适宜温度下培养，每隔一段时间（通常为 12 h 或 24 h）用 biolog 读数仪读取固定波长下的吸光度。取七天或十天内的吸光度值，因为此后吸光度逐渐趋于稳定值。最后对所得的一系列数值进行分析。

2. 全氮( 半微量开氏法)

① 称样：称取通过0.25mm孔径筛的风干试样0.5～1.0g（含氮约1mg，精确至0.0001g）同时称样测定水分含量；

4. 参考文献

[1]张海进. 近地层大气o_3浓度升高对稻田生态系统微量元素的影响[d].扬州大学,2011.

[2]李岑子. 臭氧浓度升高对土壤—作物系统呼吸速率和n_2o排放的影响[d].南京信息工程大学,2011.

[3]田雅楠，王红旗. biolog法在环境微生物功能多样性研究中的应用[j]. 环境科学与技术，2011， 34（3）：50- 57.