油茶林地土壤微生物群落特征

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油茶为世界四大木本油料植物之一,是我国南方特有经济林树种,它在我国林业产业中占有重要地位。土壤微生物对林地土壤养分和改良具有积极作用,但有关油茶林地土壤微生物群落特征的研究滞后。因此开展该领域相关研究,阐明油茶土壤微生物群落组成及多样性,对油茶经营管理具有重要意义。本文通过调查测定油茶根际与非根际土壤的理化性质、酶活性、微生物量碳氮磷及微生物数量,探讨了油茶林地土壤肥力特征,运用Biolog微平板法分析微生物群落功能多样性以及运用Illumina Miseq高通量测序技术,解释油茶根际与非根际土壤微生物群落特征。研究主要结果如下:(1)油茶根际土壤理化性质较非根际土壤优异,夏秋两季表现优于春冬两季。油茶根际与非根际土壤的p H均夏季最小,分别为4.94、5.21;其有机质含量夏季最高,分别为34.24 g·kg-1、15.20 g·kg-1;碱解氮含量秋季最高,分别为129.91 mg·kg-1、80.39 mg·kg-1;有效磷含量也是秋季最高,分别为3.97 mg·kg-1、2.26 mg·kg-1。(2)油茶根际土壤酶活性高于非根际土壤的,夏秋季高于春冬季,且在季节间差异显著。其中,纤维素酶活性夏季最高,分别为0.47μmol·g-1·h-1、0.28μmol·g-1·h-1;脲酶活性秋季最高,分别为16.52μmol·g-1·h-1、9.14μmol·g-1·h-1;酸性磷酸酶活性夏季最高,分别为0.47μmol·g-1·h-1、0.28μmol·g-1·h-1。(3)油茶根际土壤微生物量碳、氮、磷含量显著高于非根际土壤的,夏秋季高于春冬季,且在季节间差异显著。微生物量碳、氮、磷含量夏季最高,其中,根际和非根际土壤微生物量碳含量分别为268 mg·kg-1、115 mg·kg-1;氮含量分别为52mg·kg-1、28 mg·kg-1;磷含量分别为3.16 mg·kg-1、1.63 mg·kg-1。(4)油茶根际土壤微生物种群数量显著多于非根际土壤的,夏秋季多于春冬季,在季节间差异显著,并均呈现出夏季>秋季>春季>冬季的变化特征。其中油茶根际与非根际土壤细菌数量分别为35.52×104CFU·m L-1、28.64×104CFU·m L-1;真菌数量分别为40.68×102CFU·m L-1、29.61×102CFU·m L-1;放线菌数量分别为14.88×103CFU·m L-1、10.26×103CFU·m L-1。(5)油茶根际土壤与非根际土壤的利用碳源能力水平从强到弱依次为夏季>秋季>春季>冬季。在同一季节中,根际土壤微生物对碳源的利用能力强于非根际土壤的。根际与非根际土壤的AWCD值从高到低依次分别为夏季1.280、0.794;秋季1.123、0.623;春季0.734、0.469;冬季0.439、0.306。(6)油茶根际与非根际土壤微生物群落利用碳源的类型不同,表现出对酯类、氨基类两种碳源利用最多。这两种碳源在油茶土壤微生物群落功能主成分分异中起主要作用。根际土壤微生物优势度指数、多样性指数和均匀度指数均大于非根际土壤,其中,土壤优势度指数分别为0.983、0.981;土壤多样性指数分别为4.934、4.832。土壤均匀度指数分别为12.409、6.731。同时,各个季节之间也存在差异,土壤微生物的多样性指数夏季最大。(7)微生物群落夏季最丰富,在根际与非根际土壤中,检测到的细菌共有26门、60纲、119目、206科、297属、550种;检测到得真菌共有6门、23纲、71目、139科、215属、292种。(8)油茶林地土壤细菌群落的优势类群是绿弯菌门、变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、浮霉菌门;真菌群落的优势类群为子囊菌门、担子菌门等。在类群的属水平下,根际土壤样品的14个优势菌群属,占总体丰度的53.62%,非根际土壤样品的14个优势菌群属,占总体丰度的76.14%。
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