毛竹种植对土壤细菌和真菌群落结构及多样性的影响

发布时间：2019-10-23 06:40

【摘要】：为揭示天然林改为毛竹林过程中土壤微生物变化规律,在浙江省湖州市安吉县和长兴县两地选择不同种植历史的粗放经营毛竹林,分层采集0~20和20~40 cm的混合土壤样品,应用PCR-DGGE技术分析土壤细菌和真菌群落结构及多样性变化.结果表明:在马尾松林改种毛竹林或毛竹林入侵杂灌阔叶林形成毛竹纯林过程中,土壤细菌和真菌的群落结构均发生明显变化,且细菌结构对毛竹种植的响应更敏感;随着毛竹生长时间的延长,表层土壤细菌群落表现出抵抗干扰、最后向改种毛竹之前状态恢复的趋势.毛竹种植时间、样地和土层均对土壤细菌和真菌多样性产生显著影响,其中样地和土层的影响明显大于种植时间.土壤性质和细菌、真菌结构的冗余分析结果表明,不同地点、不同土层驱动土壤微生物结构随时间变化的主要因子没有一致规律,且第1、2轴对样地变化的解释率大多低于65.0%,说明除本研究分析的5个土壤化学指标外,可能还有其他土壤理化性质共同驱动微生物结构的变化.
【图文】：

毛竹林,土壤细菌,群落结构,年限

图1毛竹林不同种植年限(Y)土壤细菌群落结构的DGGE图谱Fig．1DGGEfingerprintsofsoilbacterialcommunitiesinbamboostandswithdifferentcultivationyears(Y)．A、B分别为安吉县毛竹林表层和亚表层土壤AandBindicatedsurfaceandsubsurfacesoilofbamboostandsinAnjiCounty，respectively;C和D分别为长兴县毛竹林表层和亚表层土壤CandDindicatedsurfaceandsubsurfacesoilofbamboostandsinChangxingCounty，respectively．图中带箭头的阿拉伯数字为条带编号ArabicnumberwitharrowindicatedserialDGGEband．下同Thesamebelow．表3毛竹林种植年限、样地和土层(3因子)对土壤细菌和真菌Shannon多样性指数的影响结果Table3Effectresultsofcultivationyears，samplingsitesandsoillayers(Three-wayANOVA)onbiodiversityindicesofsoilbacteriaandfungiF值Fvalue样地Site(L)土层深度Soildepth(SD)时间梯度Timegradient(G)L×SDSD×GL×GL×SD×G细菌Bacteria60．22＊＊90．02＊＊3．98＊＊105．00＊＊0．620．301．98真菌Fungi38．78＊＊36．39＊＊5．30＊＊21．30＊＊0．640．321．59*P＜0．05;＊＊P＜0．01．多样性指数的影响均达极显著水平，其中样地和土层的F值远大于毛竹种植时间梯度，样地和土层的双因子交互作用的F值大于独立作用，而时间梯度分别与样地及土层的双因子交互作用、以及三者的3因子交互作用均不显著．冗余分析(ＲDA)能反映样方(平面散点)之间的相互关系、以及样方与环境因子的关系．为了揭示毛竹种植时间对土壤细菌结构的影响，以毛竹林土壤细菌DGGE条带位置和相对光密度信息为因变量、土壤化学性质为变量进行冗余分析，箭头连线长度越长表示该环境因子与样本分布相关性越大，即

细菌群落,毛竹林,土壤化学性质,安吉县

planationofdifferentenvironmentalfactorsaffectingthecommunitiesofsoilbacteriaandfungiinPhyllostachysedulisstands(%)项目Item样地Site土层深度Soillayer(cm)pH(H2O)有机碳OrganicC碱解氮AvailableN有效磷AvailableP速效钾AvailableK合计Total细菌安吉县0～20861014644BacteriaAnjiCounty20～4079124537长兴县0～20821127351ChangxingCounty20～40659111647真菌安吉县0～2097911743FungiAnjiCounty20～4089861041长兴县0～2012131311655ChangxingCounty20～40596171653图2毛竹林土壤化学性质与细菌群落结构的冗余分析Fig．2ＲedundancyanalysisofsoilchemicalpropertiesandbacterialcommunityinPhyllostachysedulisstands．AN:碱解氮AvailableN;AK:速效钾AvailableK;OC:有机碳OrganicC;AP:有效磷AvailableP．下同Thesamebelow．次出现第1组(CK和18Y)、第2组(5Y)和第3组(9Y和15Y)．安吉县亚表层土壤第1、2排序轴解释的变量情况与表层土壤相似，第1排序轴将9Y与其他土壤明显区分，第2排序轴又将CK与15Y和18Y区分．与表层不同，亚表层土壤碱解氮的箭头最长，且与9Y土壤的细菌结构关系密切，对样地变异的解释为12．0%，但没有达到显著水平．长兴县毛竹林表层土壤第1、第2排序轴共解释的样本的总变异最高(71．8%)，解释率最高的是碱解氮(12．0%)．不同种植时间样地分布的相互关系与安吉县有相似之处，对照与毛竹种植50Y在第1排序位置距离最近，两者的细菌群落结构相似;12Y样地与所有土壤指标的相关度小或者负相关;有机质的解释率最高，为21．0%，但没有达到显著水平．长兴县毛竹林亚表层土壤第1和第2排序轴共解释了样本中58．2%的总变异，速效钾对样地土壤细菌结构变化的影响达到显著水?
【作者单位】：浙江农林大学环境与资源学院浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金项目(31570602) 浙江省自然科学基金重点项目(LZ16C160002)资助~~
【分类号】：S714.3;S795.7

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