不同林分白芨复合模式对土壤理化性质及微生物群落结构的影响

来源 :安徽农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong594
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为探寻合适的林药复合模式,促进区域可持续发展,在安徽广德市邱村镇,选择不同的复合经营模式(纯白芨(Bletilla striata)、毛竹(Phyllostachys pubescens)-白芨、悬铃木(Platanus acerifolia)-白芨、山核桃(Carya cathayensis)-白芨))的林分为研究对象,综合分析了不同林药复合模式对土壤理化性质和微生物群落结构的影响,并深入研究不同套种年限毛竹-白芨复合模式对土壤理化性质和微生物群落结构的影响。结果表明:(1)不同林药复合模式对SWC、pH、EC、NH4+-N、NO3--N、DOC、DON、S OC、TN和TP含量均具有显著影响(P<0.05),对C/N无显著影响(P>0.05);不同土层对SWC、pH、NH4+-N、NO3--N、DON、SOC、TN和TP均具有显著影响(P<0.05),却对EC、DOC、C/N无显著影响(P>0.05);复合模式和土层的交互作用对pH、NH4+-N、NO3--N、DOC、DON、SOC、TN具有显著影响(P<0.05),对SWC、EC、TP和C/N没有影响(P>0.05)。不同林药复合林分的土壤养分含量大多表现为Ca+B>B>Ph+B>Pl+B的趋势;除SWC、EC之外,土壤养分含量具有表聚性,大多随土层加深而下降。(2)不同林药复合模式对MBC、MBN、MBC/SOC均具有显著影响(P<0.01),对MBC/MBN没有影响;土层对MBC/SOC具有显著影响(P<0.01),对MBC、MBN以及MBC/MBN没有影响(P>0.05);复合模式和土层的交互影响对微生物生物量没有影响(P>0.05)。不同林药复合林分的土壤微生物生物量碳氮呈现Ca+B>B>Ph+B>Pl+B的趋势,且随着土层的加深而下降;MBC/MBN和MBC/SOC差异不显著,且随着土层加深而上升。(3)不同林药复合模式的土壤微生物群落对单一碳源利用程度存在差异,微生物群落对氨基酸类碳源利用的AWCD值最高,羧酸类、多酚酸类、聚合物类次之,糖类和多胺类最低;不同林药复合林分的Shannon指数和Simpson指数具有显著差异性(P<0.05),且Pl+B模式的Shannon指数和Simpson指数显著低于其它三种模式(P<0.05),不同模式的Mc Intosh指数均没有显著差异(P>0.05);在主成分分析(PCA)中可知,糖类和氨基酸类碳源起主要分异作用。(4)不同套种年限毛竹-白芨复合模式对土壤理化性质均具有显著影响(P<0.05);土层对SWC、EC、NH4+-N、NO3--N、SOC、TN和TP均具有显著影响(P<0.05);采样月份对SWC、EC、NH4+-N、NO3--N、DOC、DON、SOC、TN、TP和C/N均具有显著影响(P<0.05);复合模式和土层的交互作用与复合模式和采样月份的交互作用对pH、NH4+-N、NO3--N、DOC、SOC、TN和TP均具有显著影响(P<0.05);土层和采样月份的交互作用对NH4+-N和NO3--N具有显著影响(P<0.05);复合模式、土层和采样月份的交互作用对pH、EC、NH4+-N和NO3--N具有显著影响(P<0.05)。不同套种年限毛竹-白芨复合林分中Ph+B的土壤营养元素含量最高,且大多呈现出随土层加深而下降的趋势;不同套种年限毛竹-白芨复合林分的养分元素季节变化明显(NH4+-N、NO3--N和DON除外),均表现出9月份的养分含量高于5月份的养分含量。(5)不同套种年限毛竹-白芨复合模式对MBC、MBN和MBC/SOC具有显著影响(P<0.05);土层对微生物生物量均没有影响(P>0.05);采样月份对MBC、MBC/MBN和MBC/SOC具有显著影响(P<0.05);复合模式和土层的交互作用对MBC/MBN具有显著影响(P<0.05);复合模式和采样月份的交互作用对MBC、MBN、MBC/MBN、MBC/SOC均具有显著影响(P<0.01);土层和采样月份的交互作用与复合模式、土层和采样月份的交互作用对微生物生物量均没有影响(P>0.05)。5月份的Ph+B4模式的土壤微生物生物量碳氮显著高于其它模式,9月份的Ph+B3模式的土壤微生物生物量碳氮显著高于其它模式,季节变化明显,且均随着土层加深而逐渐下降。(6)土壤细菌群落多样性指数和结构组成在不同套种年限毛竹-白芨复合林分中存在差异。在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)是土壤细菌的主要四大门类,在B4、Ph+B4和Ph+B3模式中相对丰度总量均占75%以上,B4模式土壤样品中的放线菌门和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度值显著高于Ph+B4和Ph+B3模式(P<0.05);B4模式中的拟杆菌门(Bacteroidetes)和匿杆菌门(Latescibacteria)显著低于Ph+B4和Ph+B3模式(P<0.05);B4模式和Ph+B3模式的硝化螺旋菌门(Nitrospirae)差异显著,与Ph+B4模式均无显著差异;三种模式的蓝藻门(Cyanobacteria)相互之间具有显著差异(P<0.05)。在冗余分析(RDA)中可知,DON是影响土壤细菌的主控因子。综上所述,不同林药复合模式、土层深度和季节变化对土壤理化性质、微生物生物量、微生物功能代谢和细菌群落多样性均存在不同的差异,研究结果为筛选出合适的复合模式提供理论依据。
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