【摘 要】
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土壤是人类赖以生存的重要资源,是植物所需营养物质的重要供应源。随着黑土的不断开发利用,黑土区的水土流失、土壤侵蚀与土地退化等土壤环境恶化现象日益严重。农田防护林建设可有效改善黑土区耕地质量,是土壤生态防护的重要措施。农田防护林带的土壤养分等是其林木生长主要的物质基础。本研究以樟子松（Pinus sylvestris var.mongholica Litv.）纯林、落叶松（Larix gmelini
【基金项目】
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国家公益性行业科研专项项目“东北黑土区林业生态工程构建技术集成与示范”； 黑龙江省自然科学基金（LH2021C014）；
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土壤是人类赖以生存的重要资源,是植物所需营养物质的重要供应源。随着黑土的不断开发利用,黑土区的水土流失、土壤侵蚀与土地退化等土壤环境恶化现象日益严重。农田防护林建设可有效改善黑土区耕地质量,是土壤生态防护的重要措施。农田防护林带的土壤养分等是其林木生长主要的物质基础。本研究以樟子松（Pinus sylvestris var.mongholica Litv.）纯林、落叶松（Larix gmelinii（Rupr.）Kuzen.）纯林、樟子松×落叶松混交林等黑土区典型农田防护林为研究对象,测定不同生长季土壤及林木碳、氮、磷养分含量特征,分析nif H、amo A、nir S等土壤微生物功能基因拷贝数,研究林地土壤养分特征、林木养分状况及土壤微生物功能基因间的耦合关系,探析防护林体系的物质循环特征,为黑土区农田防护林经营管理提供理论依据。主要结果如下:（1）土壤养分含量随生长季节变化而变化,4月、11月土壤有机碳、全氮、全磷、铵态氮及速效磷含量均显著低于6月和9月（P＜0.05）;不同防护林类型土壤养分含量不同,混交林非根际土壤有机碳含量显著高于纯林（P＜0.05）;樟子松和落叶松纯林根际土壤养分含量高于非根际土壤,6月份落叶松根际土壤有机碳含量显著高于樟子松（P＜0.05）,4月、6月、9月根际土壤有机碳含量与非根际土壤有机碳含量显著正相关（P＜0.05）。（2）6月份各林型针叶有机碳含量无显著差异,9月份针叶有机碳含量表现为樟子松纯林＞混交林樟子松＞混交林落叶松＞落叶松纯林;4月落叶松纯林细根有机碳含量显著高于其他林型,6月显著低于其他林型（P＜0.05）;树木不同部位养分计量比不同,与其他林型相比,混交林落叶松针叶和细根具有较低的C/N,较高的粗根C/N。6月细根全氮、全磷含量与非根际土壤有机碳含量显著正相关（P＜0.05）。（3）不同采样时期土壤微生物功能基因拷贝数不同,6月土壤Acidobacteria基因的拷贝数显著高于其他月份（P＜0.05）;6月份落叶松纯林根际土壤固氮基因nif H、硝化基因（amo A-AOA和amo A-AOB）、反硝化基因nos Z、磷矿化基因pho D等功能基因拷贝数显著高于非根际土壤（P＜0.05）;冗余分析表明,6月份土壤理化指标主要受amo A-AOB基因的影响,amo A-AOB基因对根际及非根际土壤指标的解释率分别为29.2%（F=4.1,P=0.036）和63.6%（F=17.5,P=0.002）。综上所述,不同类型的防护林土壤养分含量、微生物分布等存在着差异;同一农田防护林随不同时间的变化发生了不同的改变,总体在6月土壤综合质量最高;拜泉县营建的这几种农田防护林中,樟落混交林各指数指标由于纯林,纯林落叶松由于樟子松;造林树种是引起土壤性质和土壤养分循环功能基因拷贝数变化的重要因素,而土壤养分含量的变化是树种性质和土壤微生物群落相互作用的结果。本研究可为研究区农田防护林建设树种的筛选与优化、农田防护林林地土壤的调控、农田防护林更新模式的选择与调整提供理论支撑。
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