氮添加对杨树人工林表层土壤微生物群落结构的影响

以江苏东台沿海地区杨树人工林地为研究对象,建立野外模拟氮沉降试验样地,试验设置5个氮处理水平,分别为对照(0 kg·hm-2·a-1)、低氮(50 kg·hm-2·a-1)、中氮(100 kg·hm-2·a-1)、高氮(150 kg·hm-2·a-1)和超高氮(300 kg·hm-2·a-1)。于2012年5月开始在生长季(5—10月)每月进行施氮处理,2013年8月和10月运用磷脂脂肪酸法分别分析了土壤微生物群落的变化特征。结果表明,施氮处理近2 a后,两个月份中的土壤微生物磷脂脂肪酸总量均显著下降,细菌、真菌中磷脂脂肪酸的量出现了不同程度的下降,真菌与细菌中磷脂脂肪酸的量之比没有显著变化。磷脂脂肪酸组成的主成分分析显示,除低氮处理样地外,其他水平施氮样地均使微生物群落结构显著变化,且超高氮处理样地变化格局具有季节差异性。

酸处理对花岗岩土壤细菌群落结构及多样性的影响

酸沉降显著影响着土壤生态系统的结构组成与系统功能,但对我国南方花岗岩发育的酸性土壤细菌群落结构及多样性的影响还知之甚少。因此,本文以酸沉降影响严重的亚热带地区花岗岩发育的剖面(0~100 cm)土壤为对象,采用不同酸度的HCl-NH_4Cl溶液(pH=3.5,4.5,5.5)对A层(0~12 cm)、B层(12~50 cm)与C层(50~100 cm)土壤分别进行分批次淋溶实验(Batch方法),探讨在此特定实验条件下酸溶液作用前后土壤细菌群落结构及多样性的变异特征。研究结果表明,利用Miseq技术对土壤细菌16S r RNA基因进行高通量测序与分析发现酸溶液可以显著降低A层、B层和C层土壤的细菌多样性,pH3.5酸处理土壤的细菌多样性降低幅度最大,pH4.5酸处理土壤的降低幅度最小。HCl-NH_4Cl酸溶液可显著影响花岗岩土壤细菌的群落结构,并导致土壤细菌的优势种群发生变化,其中,A层土壤细菌优势种群由酸杆菌门(Acidobacteria)转变为变形菌门(Proteobacteria),B层和C层土壤细菌优势种群由变形菌门(Proteobacteria)转变为放线菌门(Actinobacteria)。细菌相对丰度变化特征和主成分分析结果表明,pH3.5、pH4.5和pH5.5三种酸处理之间没有明显差异,但不同层次土壤细菌群落结构对同一pH酸溶液的响应不一致,这是由A、B、C层土壤理化性质的差异性,从而对酸处理的响应不同所致。因此,HCl-NH_4Cl酸溶液对土壤细菌群落结构、优势种群和多样性产生的显著影响与土壤的性质密切相关,并反作用于土壤发生、演变及生态系统演替。