覆盖经营对雷竹林土壤细菌群落结构演变及多样性的影响

【目的】研究覆盖对雷竹林土壤细菌群落结构及多样性的影响,为科学评价该种植模式的生态风险提供科学依据。【方法】调查并采集不同覆盖年限(0、3、6、9、12年)雷竹林土样,采用Illumina Miseq高通量测序技术分析16S rDNA土壤细菌基因V3-V4区域,鉴定细菌类群,并结合测定土壤的N、P和有机质等化学指标分析覆盖经营土壤细菌群落结构演变及多样性影响。【结果】1)测序共获得598个OTUs,计280 548条读数,平均读长453.5 bp。调查林地土壤细菌优势门为变形菌门、酸杆菌门和放线菌门(平均相对丰度分别为30.80%、22.0%和13.9%)。2)不同覆盖年限土样的多样性指数及丰度指数存在较大差异。覆盖初期,随着覆盖物的投入,林分土壤细菌的多样性指数及丰度指数均呈增加趋势,在覆盖6年时达到最大值,之后则呈现一定程度的下降,覆盖12年与覆盖初期无较大差别。3)覆盖对土壤微生物群落结构造成一定影响,未覆盖林地土壤细菌群落结构与覆盖后林地出现差异;变形菌门丰度由17.60%(对照)上升为37.77%(覆盖12年),酸杆菌门丰度呈现下降的趋势,而放线菌门丰度变化很小。4)覆盖造成的土壤理化性质的改变在一定程度上对细菌群落结构可造成影响,随着覆盖时间的增加,细菌菌落结构与土壤环境的关系也趋于复杂化,覆盖造成土壤严重酸化,对照和覆盖12年的p H值分别为5.23和3.42,但土壤中的嗜酸菌群落酸杆菌门的丰度反而出现下降的趋势。5)RDA分析排序轴前两轴解释了覆盖竹林土壤微生物群落变异的88.5%,土壤中各细菌种群对土壤环境因子变化的适应性不同,土壤中速效K、全N和有机质的积累会提高Proteobacteria、Bacteroidetes的相对丰度,土壤酸化会降低Chloroflexi的相对丰度。【结论】竹林覆盖经营对土壤细菌群落结构和多样性产生较大的影响,短期覆盖(小于6年)能增加土壤细菌的丰度和多样性,但随着覆盖时间增加,土壤细菌的丰度和多样性下降,土壤各环境因子的变化会对覆盖竹林土壤微生物群落结构造成影响,对土壤中微生物多样性的研究能够从微生物角度分析土壤退化程度,为竹林土壤修复提供理论依据。

竹林土壤微生物多样性及其作用研究进展

土壤微生物是保持土壤生物活性的重要组成部分,它能敏锐地反映土壤状况。竹林具有竹种单一、林相结构简单、经营强度大等特点,这些特性严重影响竹林土壤微生物群落结构和多样性变化。本文回顾国内外关于竹林生态系统土壤微生物的研究的主要工作,阐述了竹林微生物在土壤中的研究现状,主要包括竹林土壤质量退化类型、土壤微生物多样性、土壤微生物生物量以及土壤微生物的作用,并提出了开展微生物修复技术、植物-微生物复合修复等若干需进一步研究的建议,为竹林生态系统土壤生态修复提供理论和技术参考。

林地覆盖经营对雷竹生物量及土壤肥力的影响

以不同覆盖栽培年限(0、3、6、9和12年)雷竹林为研究对象,分析雷竹林退化过程中林分生长与土壤养分的变化趋势.结果表明:随着覆盖年限的增加,竹林地上及地下生物量均在覆盖3年时达到最大值,与对照相比增幅分别为14.6%和146.6%,差异显著;土壤养分含量受覆盖年限和土层深度的影响而出现差异性,并逐渐表现出上层富集的现象,土壤有机碳和全氮含量随覆盖年限的增加呈上升趋势,全磷含量在不同土层中均呈先降低后升高的变化趋势,在表层(0~20 cm)和底层(40~60 cm)土壤中覆盖6年时达到最低,亚表层(20~40 cm)土壤中覆盖3年时达到最低,全钾含量在表层土壤中持续增大,在亚表层和底层土壤中则表现为在覆盖0~3年下降、3~12年上升的变化趋势,试验雷竹林间差异显著.覆盖9年后,土壤肥力综合指数总体得到较大幅度的提高,亚表层土壤肥力优于表层和底层土,但不同覆盖年限间土壤肥力综合指数与雷竹各器官生物量均没有显著的相关性,而在亚表层中,土壤氮含量与竹叶生物量,以及钾含量与竹叶和鞭根生物量呈显著负相关.这表明长期覆盖及大量施用化肥导致的土壤养分过量积累已经对雷竹林的扩繁和生物量积累产生严重的抑制作用,加剧了竹林衰退趋势.