不同牧草间作模式对油茶林土壤真菌群落结构的影响

【目的】油茶与豆科、禾本科牧草间作不仅有助于提高土壤肥力和土壤质量,也可有效提升其生产潜力和发挥生态优势。探讨不同牧草间作模式对油茶幼林土壤真菌群落的影响特征,将有助于为生态系统多样性管理提供科学依据,以增加我国油茶林地综合效益。【方法】以油茶×鸭茅草Dactylis glomerata、油茶×白三叶Trifolium repens、油茶×紫花苜蓿Medicago sativa、油茶×鸭茅草+白三叶草(D.glo+T.rep)、油茶×鸭茅草+紫花苜蓿(D.glo+M.sat)5种间作模式为研究对象,探索不同间作模式下油茶土壤理化性质的变化。通过高通量16SrRNA基因Illumina测序分析油茶间作林土壤真菌群落,以及结合土壤理化性质,厘清其驱动因素。【结果】与单种间作相比,混种间作增加了有机碳SOC、总氮TN、总磷TP含量。土壤总钾K和土壤镁Mg含量以单作鸭茅最高,CK其次,而在2种混作中含量最低。对于速效养分而言,牧草混种间作普遍降低了其含量。硝态氮NO3在CK中含量最高,铵态氮NH4以紫花苜蓿M.sat中含量最高。对于微量元素而言,Zn、Fe、Mn的含量呈现CK>单作>混作的现象。而通过种植牧草,普遍降低了土壤中As的含量。经测序数据显示5种不同的种植模式共同拥有的真菌物种OTU有586个,其中间作和混间作中共有120个OTU,Ascomycota、Basidiomycota和Mortierellomycota是真菌中的优势门,间作后增加了土壤真菌群落丰富度。通过RDA分析,发现真菌群落中决定优势属(相对丰度>1%)的最重要的土壤性质是pH值、TN、NH4、PO4。【结论】多草种间作提高了土壤环境的稳定性以及真菌多样性,尤其以豆禾混种间作处理最为明显。因此,油茶林间作对提高油茶幼林成活率,有利于改善林地土壤理性性质,促进油茶生长,在增加林地经济效益等方面具有积极意义。

油茶低产林转化下土壤质量关键因子的识别与筛选

【目的】油茶作为中国南方脱贫的“摇钱树”,其增产增量对当地经济有重要作用。近年来,由于我国粮油储备需求的激增,对低产低效油茶老林的改造迫在眉睫,但改造过程对土壤质量的影响尚不清楚。皆伐后重新种植的林地,改变了凋落物和根际沉积物的组成并对土壤性质产生了的影响。通过进行转化前后土壤的对比,厘清调控林分土壤养分的关键因子,对低产油茶林改造具有重要的指导意义。【方法】对油茶老林,以及老林皆伐后新生油茶幼林、马尾松林、杉木林4种不同林分的土壤比对分析,测定了土壤化学性质、酶活性以及真菌丛枝菌群落多样性等13项指标,通过主成分分析和判别分析筛选修订最小数据集,构建该地区土壤质量评价指标体系,对土壤质量进行综合评价。【结果】土壤养分中pH值、全碳、全钾、镁、铁、锰、硝态氮在转化前后出现了显著差异。重新种植的马尾松林在酸性磷酸酶(Acid phosphatase,AP)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(N-acetylglucosaminidase,NAG)、β-葡糖苷酶的活性(β-glucosidase,BG)中的活性均高于其他3种林分。通过PCA和MDS分析法筛选出该地区油茶土壤肥力评价指标最小数据集为硝态氮、全钾、速效钾、NAG、全氮、pH值、有机碳和全磷以及真菌多样性(Shannon),并证明通过林分转化能提高土壤质量。【结论】酸性土壤环境有助于油茶的生长,除了氮、磷、钾、镁之外针对油茶林还应关注铁、锰等微量矿物质含量。油茶作为菌根依赖性木本油料科植物,施肥时可考虑菌肥的使用,本研究可为今后该地区的土壤管理和精准施肥提供指导。

杉木-丛枝菌根共生机制对不同形态磷的解吸效率

【目的】磷是植物生长所必须的矿质元素之一。由于土壤胶体中复杂的化学过程,导致水溶态磷常常被固定和吸附成为迟效态,因而成为植物生长的限制因子。植物可通过与菌根的共生分泌胞外酶等有机分泌物促进土壤磷素释放,从而使其适应低磷环境。本研究通对杉木幼苗与丛枝菌根(AM)接种,研究其共生体在磷限制和磷添加条件下对土壤中不同形态磷的利用效率,明晰杉木-AM共生体对土壤异质磷素的偏向性及影响杉木林内土壤有效磷的关键因子。【方法】通过室内盆栽实验,模拟杉木幼苗在磷限制或非限制条件下,测定杉木幼苗在不同磷形态生长包中菌根胞外酶活性以及杉木养分、菌根侵染率指标。【结果】在磷添加情况下,接种AM菌根的杉木幼苗植株磷含量高于未添加磷的处理组。除矿物磷处理组之外,其他磷源处理的植株碳含量都呈现磷添加高于未添加磷的情况。同时,氮元素的累积也呈现出与植株碳含量相似的状况。由于磷分需求的满足,杉木幼苗诱导根系和共生菌根群落向其他养分元素的获取,从而导致对有机碳源分解相关的β-葡萄糖苷酶和有机氮源分解相关的乙酰氨基葡萄糖苷酶活性提高,且在有机磷和复杂矿物态磷源的处理组中尤为明显。而在缺磷条件下,菌根群落更偏向于正磷酸盐和铁吸附磷的利用,同时酸性磷酸酶活性在有机磷源处理中大幅提高。通过根系调查发现,菌根侵染率并非受到磷添加/非磷添加的影响,而主要受到提供磷源处理的影响。【结论】在杉木幼苗管理和人工造林过程中应同时考虑立地条件及施用磷肥的形态,在土壤有效磷充足的情况下以补充有机磷为主,而在磷限制状态时补充正磷酸盐或是吸附态磷为主,以使杉木生长和养分累积达到最大化。