克隆整合对异质性光照环境下紫竹根际土壤氮素有效性的影响

发布时间：2020-04-03 11:37

【摘要】：以根状茎克隆植物紫竹为对象,研究克隆整合对遭受异质性光照胁迫分株根际土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)、氨氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)以及微生物群落组成的影响。所取紫竹克隆片段由一个母本分株和一个子代分株组成,母本分株置于全光照下,而子代分株置于80%遮阴环境中,同时母本分株与子代分株间的根茎保持连接或割断处理。结果表明:与切断处理相比,紫竹遮荫子代分株根际土壤的SOC、TN、DOC、NH_4~+-N在保持根状茎连接时显著更高,这表明异质性光照环境下克隆整合可能改善紫竹连接遮荫子代分株根际土壤的氮素有效性。克隆整合提高了连接遮阴状态下紫竹子代分株根际土壤中的放线菌、真菌和革阴细菌的PLFAs浓度。通过对遮阴子代分株根际土壤微生物群落PLFAs主成分分析得出克隆整合导致遮阴子代分株根际土壤微生物群落结构发生显著变化。该研究结果暗示了紫竹可能通过克隆整合作用降低土壤中某些对氮利用有效性影响较低的细菌数量,而增加对土壤氮利用起重要作用的放线菌和真菌的数量,进而改善紫竹对土壤中氮利用的有效性,这有利于增强克隆植物对时空异质性生境的适应能力。
【图文】：

图1实验设计简图包括两个母本分株。a．表示连接状态，b．表示割断子代分株。所有母本分株置于自然全光照下，所有子代分株进行80%遮阴处理。Fig．1SchematicdiagramoftheexperimentaldesignClonalfragmentsconsistofmotherrametsanditsoffspringramet．a．showingconnectedstate，b．showingseveredstate．Theoffspringrametsweresubjectedto80%shadingtreatment，themotherrametswereexposedtonaturallight．根际土壤的取样方法采用Ｒiley＆Barber(1970)的“抖落法”进行。处理好的土壤样品作好标记储存于－20℃的冰箱中以备进行各项指标的分析。土壤中的溶解性有机碳(DOC，Dissolvedorganiccarbonate)和溶解性有机氮(DON，Disolvedorganicnitrogen)采用氯化钾浸提法并通过总有机碳/有机氮分析仪(型号:VarioTOC)上机测定;土壤中的铵态氮(NH4+－N)和硝态氮(NO3－－N)采用氯化钾浸提法流动分析仪测定，测定步骤如下:称取10g土壤样品于广口瓶中，加入2mol·L-1KCl溶解25mL，振荡浸提30min后过滤，流动分析仪测定。土壤有机碳(SOC)和总氮(TN)采用元素分析仪(型号:varioMACＲOcube)测定。根际土壤微生物群落的菌属浓度及比例变化采用磷脂脂肪酸(PLFAs)技术进行分析测定。磷脂脂肪酸存在于活体微生物细胞膜，含量相对稳定、对环境因素变化敏感、用于鉴定土壤微生物种类和识别微生物类群，具有较高的准确性、稳定性和敏感性(Baietal，2006)。1．4数据统计与分析所有数据采用单因素方差分析(One-wayAN-VOA)进行检验，，采用IBMSPSS22．0软件进行单因素ANOVA显著性水平检验。图形绘制以及相关性水平分析采用originPro8软件进行。2结果与分析2．1根际土壤碳、氮测定结果由表1可知，子代分株处于连接状态的DOC和DON均比?

ng80%遮阴80%shadingSOC(g·kg-1)36．05±3．0135．39±1．9832．07±3．2029．43±1．55TN(g·kg-1)2．58±0．172．61±0．122．48±0．222．29±0．08C/N13．86±0．2912．87±0．2413．53±0．2612．81±0．31DOC(mg·kg)12．57±0．9210．24±0．358．72±0．388．27±0．32DON(mg·kg)5．41±0．325．59±0．364．75±0．174．83±0．17NH4+－N(mg·kg-1)2．01±0．131．95±0．131．78±0．351．62±0．07NO3－－N(mg·kg-1)13．50±1．9920．13±1．3516．11±1．5716．56±1．11图2克隆整合对遮阴子代分株根际土壤微生物群落各菌属PLFAs比例的影响GB．一般细菌;G+．革兰氏阳性菌;G－．革兰氏阴性菌;AMF．丛枝菌根真菌;AC．放线菌。Fig．2EffectsofclonalintegrationontheeachbacteriaspeciesofsoilmicrobialgroupsintherhizospherearoundshadedoffspringrametsGB．Generalbacteria;G+．G+bacteria;G－．G－bacteria;AMF．AMfungi;AC．Actinomycete．根际土壤微生物群落各菌属PLFAs比例对照见图2。由图2可知，连接遮阴状态下的放线菌、真菌和革阴细菌PLFAs比例较切断遮阴状态有较为明显的增高，分别增加了67．31%、17．59%、11．75%。而一般细菌相对有所减少。丛枝菌根真菌的变化最校连接遮阴状态与切断遮阴状态的紫竹分株根际土壤丛枝菌根真菌分别占微生物总量PLFAs的4．08%和4．07%。遮阴条件下连接与切断状态的根际土壤微生物菌属的PLFAs浓度呈显著性差异(P=0．024＜0．05)。连接状态的自然光照与遮阴异质性光照条件下，根际土壤各菌属浓度呈非常高正相关，极显著差异(Ｒ=0．995＞0．9，P＜0．001)。说明克隆整合影响了分株根际土壤各菌属浓度。2．3根际土壤?

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