【摘 要】
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[目的]探究菊芋在滨海盐土改良过程中的作用机制,分析菊芋和碱蓬根系分泌物的组分差异,明确土壤微生态环境的变化规律,进一步为盐土改良提供理论依据.[方法]以种植菊芋和自然碱蓬植被为样地,对菊芋和碱蓬的根系分泌物进行对比分析,研究在根系分泌物作用下土壤微生物数量,微生物量碳氮,微生物群落结构以及土壤酶活性的变化,从而系统地阐明根系分泌物介导下盐土改良的微生物机制.[结果]菊芋根际土壤中含有果糖(2.343×10-3 g/kg)、葡萄糖(4.235×10-3 g/kg)、蔗糖(2.670×10-3 g/kg),
【机 构】
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南京农业大学资源与环境科学学院/江苏省海洋生物学重点实验室,江苏南京210095
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[目的]探究菊芋在滨海盐土改良过程中的作用机制,分析菊芋和碱蓬根系分泌物的组分差异,明确土壤微生态环境的变化规律,进一步为盐土改良提供理论依据.[方法]以种植菊芋和自然碱蓬植被为样地,对菊芋和碱蓬的根系分泌物进行对比分析,研究在根系分泌物作用下土壤微生物数量,微生物量碳氮,微生物群落结构以及土壤酶活性的变化,从而系统地阐明根系分泌物介导下盐土改良的微生物机制.[结果]菊芋根际土壤中含有果糖(2.343×10-3 g/kg)、葡萄糖(4.235×10-3 g/kg)、蔗糖(2.670×10-3 g/kg),分别是碱蓬根际土壤的9.28,1.52和2.43倍.而菊芋根际与非根际中的果糖含量存在显著性差异(p＜0.05),其根际中含量为非根际的12.02倍.菊芋土壤还含有低聚果糖(蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖),而碱蓬土壤中未检测出低聚果糖.除糖类外,菊芋根系分泌物还含有烷烃、酚、醛、酯、有机酸、醇、酮、酰胺,其组分较碱蓬土壤更为复杂且某些组分为菊芋特有[1-氯—十八烷、正十六烷酸、2-甲基-Z-4-十四碳烯、十二酮、(Z)-9-十八碳酰胺、苯丙酸十六烷基酯等].功能性根系分泌物(如低聚果糖、果糖、十六烷、十八烷酸等)为根际微生物提供碳源、氮源和营养元素的同时,使菊芋根际土壤中微生物数量显著增加(p＜0.05),土壤微生物量碳、氮显著高于碱蓬土壤(p＜0.05),其值分别是碱蓬土壤的1.95和1.6倍,且菊芋根际的微生物量碳、氮约为非根际的1.69和1.50倍,优势菌群(变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门)所占比重达到90％,土壤有益菌群(Actinobacteria和Acidobacteria)的相对丰度显著增加(p＜0.05),土壤生物活性提升.此外,菊芋根际特有的分泌物(十六烷、烯醛等),抑制了病原菌的生长,优化了微生物群落结构.除过氧化氢酶外,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸活性显著提高(p＜0.05),其活性分别是碱蓬土壤的1.83,1.88和3.30倍.[结论]种植菊芋后,通过根际分泌物介导,改善土壤微生物群落结构与功能,增加土壤酶活性,使土壤生物活力得以整体提升,与原生植被碱蓬相比,降低了土壤含盐量,起到了改良盐土的作用.
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