杉木连栽对土壤细菌群落及其抑病能力的影响

连栽导致土壤退化是制约杉木初级生产力实现的重要障碍因素,而土壤对病原菌的抑制能力决定着植物能否有效抵御病原菌侵害,是人工林土壤地力状况的重要表现。以一代、二代、三代杉木人工林和天然次生林为对象,采用平板隔空、直接对峙的方法,分析了不同代际杉木林土壤细菌群落对尖孢镰刀菌和立枯丝核菌的抑制能力。进一步利用高通量测序技术,研究了杉木林土壤细菌群落影响土壤抑病能力的生态过程。结果表明:土壤磷元素随连栽呈显著积累趋势,而土壤pH和有机质(SOM)等含量随连栽代数的增加而下降,但这些下降指标在三代杉木林与天然林土壤间无显著差异。而杉木连栽导致土壤对病原菌的抑制能力逐代降低,天然林土壤较杉木人工林对病原菌具有显著的高抑制能力。同时杉木连栽显著改变了土壤细菌群落组成,而对群落整体α-多样性影响较小,说明土壤中一些关键类群对杉木连栽响应的敏感性高于整体细菌群落的变化。进一步利用随机森林模型预测与回归分析,揭示了杉木连栽引起的土壤一些关键细菌类群丰度的降低是土壤抑病能力下降的重要原因,这些类群主要受土壤pH、SOM、TP等土壤理化因子的调控。由此,杉木长期连栽会引起土壤微环境失衡,致使土壤抑制病原菌能力下降,从而增加病原菌危害杉木林健康,不利于人工林生产力的提升和可持续经营。

基于文献计量的国内外人工林土壤地力研究

为了解国内外人工林土壤地力的研究进展和发展趋势,采用文献计量学方法,以中国知网(CNKI)和Web of Science核心合集数据库相关文献为数据源,利用VOSviewer、HistCite等工具,从国家、机构、作者、研究热点方面对2021年之前的有关文献进行了计量分析。结果表明:国内外该领域年发文量呈逐渐增长趋势,国际上发文量前3位的国家是中国、美国和巴西;中国最先在该领域进行研究且与国际的合作交流较多,文献总被引频次位居前列;国内该领域发文机构主要为涉林高校及中国科学院下属研究所,国际上美国俄亥俄州立大学发表的文献质量明显突出,引用频次较高;现阶段国内外在该领域的研究主要围绕土壤微生物群落组成、土壤养分含量以及与土壤地力维持的关系,但多处在定量描述阶段,很少涉及微生物功能代谢与人工林下有机物质周转以及对土壤地力维持的影响机制,研究深度亟待提升。总之,国内外同行合作交流、学科间交叉融合以及新生研究力量的补充是未来有效提升该研究领域的关键所在。