松辽平原杨树人工林土壤微生物群落结构及其功能多样性的林龄差异

【目的】探究杨树人工林林龄变化对土壤微生物群落结构和功能群特征的影响,为杨树人工林的地力维护和可持续经营提供科学依据。【方法】以辽宁省新民市2、4、7、10和14年生欧美杨I-214杨人工林为研究对象,测定0~20 cm土层土壤理化性质,利用高通量测序技术分析不同林龄I-214杨人工林土壤细菌和真菌群落结构及其功能多样性差异。【结果】土壤有机碳、硝态氮、速效钾和有效磷含量均随林龄增长呈先降后升的变化趋势。土壤优势细菌门为变形菌门和酸杆菌门,其中变形菌门的相对丰度随林龄增长而增加;优势真菌门为子囊菌门和担子菌门,相对丰度几乎不受林龄影响。土壤细菌香农指数随林龄增长呈先降后升的变化趋势,在林龄2年时最高。冗余分析表明,土壤密度、pH和速效钾、有效磷含量显著影响土壤细菌群落,土壤全氮和硝态氮含量显著影响土壤真菌群落;土壤微生物群落功能预测表明,具有碳和氮转化功能的细菌群落相对丰度随林龄增长而增大,且土壤细菌香农指数、碳转化功能群落相对丰度以及土壤硝态氮、速效钾、有效磷养分含量均在林龄10年时开始呈现出明显降低趋势。【结论】松辽平原区I-214杨人工林土壤细菌群落较真菌群落更易受林龄影响,林龄10年时为关键转折点,土壤细菌群落多样性、碳转化功能群相对丰度以及部分养分含量下降,需考虑采取适宜经营措施,以维持土壤肥力以及微生物群落结构和功能多样性。