不同經(jīng)營模式對毛竹林土壤固氮菌群落結(jié)構(gòu)和豐度的影響.pdf

1、毛竹（Phyllostachys pubescens）又稱楠竹，是中國分布最廣、面積最大的主要經(jīng)濟竹種，截至2013年，我國毛竹林的面積為443萬公頃，目前生產(chǎn)上主要采用粗放和集約經(jīng)營2種模式。毛竹是喜氮植物，生物固氮是土壤氮素的重要來源，但對人為干擾較為敏感。本研究分別采集5個不同經(jīng)營時間的粗放經(jīng)營和集約經(jīng)營毛竹林表層（0~20 cm）和表下層（20~40 cm）土壤，應(yīng)用PCR-DGGE和熒光定量PCR方法研究了不同經(jīng)營模式毛竹林土

2、壤固氮菌群落結(jié)構(gòu)和豐度的變化，并利用冗余分析（RDA）研究影響土壤固氮菌群落的主要環(huán)境因素，旨在揭示毛竹純林土壤固氮菌群落結(jié)構(gòu)特征的影響及其演變規(guī)律。結(jié)果如下：
　　粗放經(jīng)營毛竹林。種植時間分別為5年（5a）、9年（9a）、15年（15a）和18年（18a）粗放經(jīng)營毛竹林，以立地條件相似的天然馬尾松林為對照（CK）。（1）表層（0~20 cm）土壤固氮菌群落Shannon多樣性指數(shù)在馬尾松林改造成毛竹林5年后均明顯提高，而隨著栽培

3、年限的延長逐漸降低，但仍高于對照。主成分分析（PCA）表明，不同栽培年限毛竹林地土壤固氮微生物群落組成發(fā)生了較大變化，5a和9a樣品分別與對照在第一主成分和第二主成分上差異明顯，而15a和18a樣品與對照差異逐漸降低，統(tǒng)計分析表明不同處理之間差異顯著（r=0.901，p=0.001）。馬尾松林改造成毛竹林后，土壤固氮菌nifH基因豐度明顯提高，表現(xiàn)為5a最高，至9a時又急劇降低，隨后逐漸穩(wěn)定。冗余分析（RDA）結(jié)果表明，不同栽培年限毛竹

4、林地土壤pH，有效磷、有機質(zhì)和有效鉀含量的變化是影響土壤固氮菌群落結(jié)構(gòu)變異的主要因素；（2）表下層20~40 cm土壤固氮菌群落的變化規(guī)律與表層（0~20 cm）相似，只是多樣性和豐度的最大值出現(xiàn)在15a處理。表層土壤固氮菌nifH基因豐度多于表下層；RDA分析結(jié)果同時表明速效鉀、有效磷、堿解氮、硝態(tài)氮和有機質(zhì)顯著影響固氮菌。
　　長期集約經(jīng)營毛竹林。選擇了不施肥（CK）和集約經(jīng)營10年（10a）、15年（15a）、20年（20a

5、）、25（25a）年毛竹林土壤。（1）集約經(jīng)營10年時表層（0~20 cm）土壤固氮菌群落結(jié)構(gòu)與對照（CK）差異不大，持續(xù)到15a和20a時則發(fā)生了明顯變化，而到25a時有所緩和。固氮菌多樣性指數(shù)和nifH基因豐度均呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢，經(jīng)營15a時達到最小值。冗余分析表明表層（0~20 cm）土壤有效磷、土壤速效鉀、硝態(tài)氮和水解氮的含量與固氮菌群落結(jié)構(gòu)的變化具有較強的相關(guān)性，但未達顯著水平，它們合計解釋了31％的樣品總變異；而表下層

6、（20~40 cm）土壤pH、有機質(zhì)、硝態(tài)氮和堿解氮含量的變化是影響土壤固氮菌群落結(jié)構(gòu)變異的主要因素，且達顯著水平。
　　短期集約經(jīng)營毛竹林。采集集約經(jīng)營時間分別為0年（CK）、1年（1a）和7年（7a）的毛竹林土壤。集約經(jīng)營1a毛竹林土壤固氮菌的多樣性大于7a毛竹林，且集約經(jīng)營對毛竹林表層土壤固氮菌的影響大于表下層；隨著集約經(jīng)營年限的增加，表層土壤固氮菌nifH基因豐度整體呈先下降后上升的趨勢，而表下層土壤固氮菌nifH豐度的變