海南岛不同撂荒年限的热带农田土壤固碳细菌群落特征

【目的】探讨热带地区不同撂荒年限对农田土壤固碳细菌群落的影响,为农业可持续管理提供理论依据和数据支撑。【方法】采用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR)和高通量测序技术,对海南岛中部地区农田、短期撂荒地(2<撂荒年限<5)和长期撂荒地(撂荒年限>5)土壤固碳细菌的基因丰度、群落多样性及其差异进行分析。【结果】研究区内土壤cbbL基因丰度介于3.11×10^(7)~2.84×10^(8)copies/g干土,呈现农田>短期撂荒地>长期撂荒地的规律。与对照农田相比,长期撂荒地降低土壤固碳细菌Chao1指数、Observed species指数和Shannon指数。不同撂荒年限热带农田土壤固碳细菌的优势菌门为假单胞菌门(Pseudomonadota)和放线菌门(Actinomycetota),优势菌属为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)、红长命菌属(Rubrivivax)、芽绿菌属(Blastochloris)、诺卡氏菌属(Nocardia)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、独岛菌属(Dokdonella)、固氮螺菌属(Azospirillum),且以兼性自养菌为主。不同撂荒年限的土壤固碳细菌群落结构变化总体呈现出按各撂荒年限聚集,3种不同撂荒年限的土壤共分析出33个差异标志物,其中农田17个,短期撂荒地5个,长期撂荒地11个。RDA结果显示,土壤固碳细菌群落结构受到土壤有机碳(SOC)、土壤水分含量(SWC)、土壤易氧化有机碳(ROC)、全磷(TP)、全氮(TN)、粗砂(Coarse sand)、pH和细砂(Fine sand)的显著影响。【结论】撂荒年限的增加降低了土壤固碳细菌的基因丰度,群落结构也发生变化,环境因子中SOC、SWC、ROC、TP和TN对土壤固碳细菌群落结构的影响较大。

海南岛尖峰岭热带雨林土壤固碳微生物群落特征

采集海南岛尖峰岭地区低地雨林次生林、山地雨林次生林和山地雨林原始林土壤,基于绝对定量PCR和高通量测序技术,探讨了热带雨林土壤中固碳微生物群落结构的多样性与组成及其影响因素。结果表明:固碳微生物的Alpha多样性与基因丰度均表现为低地雨林次生林高于山地雨林原始林;尖峰岭热带雨林土壤固碳微生物优势菌门为假单胞菌门(Pseudomonadota,44.28%~70.60%)和放线菌门(Actinomycetota,11.95%~33.73%),优势菌属为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium,11.53%~31.06%)、诺卡氏菌属(Nocardia,4.97%~17.07%)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium, 4.44%~12.97%)、分枝杆菌属(Mycobacterium, 2.62%~9.20%)、芽绿菌属(Blastochloris,4.34%~10.12%)、固氮弧菌属(Aromatoleum,1.97%~5.39%)、分枝菌酸杆形菌属(Mycolicibacterium,1.71%~3.78%)、固氮螺菌属(Azospirillum,1.97%~2.65%)、Methylibium (1.22%~3.77%),且以兼性自养菌为主。PCoA与LEfSe分析表明,热带雨林3个林型土壤固碳微生物群落存在差异,其标志物种分属放线菌纲、γ-变形菌纲、α-变形菌纲和β-变形菌纲。RDA分析表明,全氮、全磷、有机碳、易氧化有机碳是驱动尖峰岭热带雨林固碳微生物群落差异的重要影响因素。