不同林龄沙地樟子松人工林土壤微生物群落结构

【目的】探究不同林龄沙地樟子松人工林土壤微生物群落组成特征和多样性差异,对维持土壤微生态平衡以及可持续经营具有重要意义。【方法】以8、15、30、36、42、49和56 a林龄的沙地樟子松人工林为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,研究不同林龄条件下土壤细菌和真菌的群落组成和多样性变化特征。【结果】1）研究地不同林龄沙地樟子松人工林土壤共获得细菌32门80纲154目308科531属。其中,放线菌门（32.71%±3.74%）、变形菌门（23.14%±2.13%）、酸杆菌门（16.22%±2.75%）和绿弯菌门（9.00%±1.23%）为主要优势门。厚壁菌门的相对丰度在49 a和56 a林龄土壤中分别升高至7.16%和7.47%。沙地营造樟子松后,土壤中细菌的相对丰度随着林龄的增加而逐渐提高,并在林地土壤中出现了Crossiella spp.。2）不同林龄沙地樟子松人工林土壤获得真菌6门25纲88目184科369属。其中,子囊菌门（70.12%±11.17%）是主要的优势门。接合菌门的丰度在49 a和56 a林龄中逐渐升高至15.20%和23.42%。沙地樟子松人工...     

氮输入对库尔勒香梨园土壤细菌群落的影响

【目的】为梨园的合理施肥及可持续健康发展提供参考。【方法】以库尔勒香梨园0～20 cm土层土壤样品为材料,通过分析细菌群落物种组成的相对丰度、α多样性指数,研究了0、150、300、450 kg/hm²共4个施氮水平对库尔勒香梨园土壤细菌群落的影响。【结果】电导率、碳氮比、全氮含量及硝态氮含量对门水平细菌群落的影响达显著水平,硝态氮含量、铵态氮含量、碱解氮含量、全碳含量、碳氮比及电导率对属水平细菌群落的影响达显著水平。施用氮肥后,放线菌门Actinobacteria、类诺卡氏属Nocardioides的相对丰度有所下降,且与土壤氮养分含量以及pH值显著或极显著负相关;施用氮肥后,厚壁菌门Firmicutes、异常球菌-栖热菌门Deinococcus-Thermus、己科河菌门Rokubacteria、A4b、动孢菌属Kineosporia的相对丰度有所增加,芽孢杆菌属Bacillus、盐单胞菌属Halomonas在膨果期的相对丰度在施用氮肥后有所增加,其中己科河菌门的相对丰度与土壤碳氮养分含量以及pH值有显著或极显著相关性,A4b的相对丰度与有机碳含量显著或极显著...     

马尾松人工林干扰对土壤微生物群落结构的短期影响

【目的】揭示马尾松林土壤微生物群落结构对不同干扰的响应特征,初步探究响应机制,评估不同干扰方式对地下生态系统的影响。【方法】对马尾松人工林样地分别采取除灌、轻度干扰(清除少量非马尾松乔木)、重度干扰(清除较大胸径马尾松),以未经处理的样地为对照。对每个样地多点混合采集0～10 cm表层土壤,采用Illumina Miseq高通量测序方法,获取并分析了不同干扰方式下土壤微生物群落组成与结构的响应特征,并结合相似性和系统发育指数初步探究微生物响应机制。【结果】1)马尾松人工林土壤中细菌的优势菌群主要是变形菌门、酸杆菌门和放线菌门等;真菌的优势菌群是担子菌门、子囊菌门、接合菌门。在门水平上对细菌群落相对丰度进行组间差异显著性检验表明,拟杆菌门、β-变形菌门、δ-变形菌门和γ-变形菌门相对丰度的组间差异显著(P0.05)。不同干扰方式分别与对照样地的土壤微生物比较:轻度干扰样地的变形菌门、β-变形菌门、δ-变形菌门和γ-变形菌门相对丰度显著降低;重度干扰样地的拟杆菌门、δ-变形菌门相对丰度显著降低(P0.05);而除灌样地在门和纲水平上都无显著变化。2)主成分分析结果表明不同样地的土壤微生物(细菌和真菌)群落结构能够明显分开,非参数多元方差分析表明不同样地的土壤细菌与真菌的群落结构整体差异显著(P0.05);不同样地土壤微生物的群落结构与对照相比,只有除灌样地土壤的细菌群落无显著差异,而轻度干扰和重度干扰样地有显著差异(P0.05);除灌、轻度干扰和重度干扰样地土壤的真菌群落结构与对照均有显著差异(P0.05)。3)与对照相比,细菌的相似性在轻度干扰和重度干扰时显著降低(P0.05),真菌的相似性在除灌、轻度干扰和重度干扰均产生显著差异(P0.05)。4)基于零模型的差异分析表明,只有轻度干扰样地土壤的微生物群落谱系多度和谱系多样性变化达到显著水平(P0.05)。【结论】马尾松人工林的干扰措施显著影响土壤微生物群落的组成和结构特征,降低了土壤养分有效性;显著降低了土壤微生物群落的相似性,导致土壤微生物群落稳定性下降;改变了土壤微生物谱系多样性,即土壤微生物的养分含量和生态位多样性,降低了生态系统的稳定性。轻度干扰和重度干扰都显著降低了土壤质量,导致土壤养分含量下降,因此,不宜进行轻度和重度干扰。     

关帝山针叶林土壤细菌群落结构特征

【目的】分析环境与空间因素在寒温性针叶林土壤细菌群落构建中的作用,为区域森林生态系统管理措施的制定提供理论依据。【方法】利用Illumina高通量测序技术分析关帝山庞泉沟自然保护区华北落叶松林(Lp)、青杄林(Pw)以及油松林(Pt)4个土壤细菌群落(LpMC1、LpMC2、PwMC和PtMC)的结构,同时测定土壤理化性质和土壤酶活性,探讨细菌群落结构与森林类型和土壤环境因子的相关性。【结果】1)在该区域的森林土壤细菌群落中,变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、疣微菌门、浮霉菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、衣原体门和硝化螺旋菌门为优势细菌群。2)优势细菌类群相对丰度和土壤环境因子的RDA分析表明,土壤含水率、碳氮比、pH以及土壤酶活性是影响土壤细菌群落结构的重要因子。其中,变形菌门中的大部分类群和拟杆菌门更适于生活在酸性、湿度大、营养状况良好的土壤中,主要碳源是易分解性碳;放线菌门、浮霉菌门和绿弯菌门则在碱性、干旱、营养贫瘠的土壤中更占优势,主要分解顽固性碳。3)Alpha多样性分析结果表明,土壤细菌群落多样性在4个样地间存在差异,在营养贫瘠的油松林样地土壤中细菌群落(PtMC)丰富度低,多样性高;而在营养丰富的高海拔华北落叶松样地中细菌群落(LpMC1)丰富度高,多样性低。4)细菌群落Beta多样性分析结果表明,青杄林和油松林的土壤细菌群落(PwMC与PtMC)、高海拔华北落叶松林和低海拔华北落叶松林的土壤细菌群落(LpMC1与LpMC2)结构分别具有相似性。【结论】受环境选择和扩散限制的共同影响,不同针叶林土壤细菌群落结构和物种多样性具有显著差异。据此,可通过制定不同的育林措施,改变林下土壤环境,进而优化土壤细菌群落结构;提高土壤碳汇,促进土壤氮、硫、磷等营养物质的循环,提高土壤肥力。     

冀北山区不同植被恢复类型根际土壤细菌群落结构及多样性

【目的】研究冀北山区不同植被恢复类型对根际土壤细菌群落结构特征和多样性影响,探索自然和人工恢复对土壤微生物的作用机制,为该区域植被恢复与管理提供理论依据。【方法】以自然恢复的灌草丛、灌木林、次生林以及人工恢复的人工林根面、根际和非根际土为研究对象,通过Illumina Miseq平台对细菌16S rRNA的V3—V4片段进行高通量测序,分析土壤细菌α、β和功能多样性、群落结构组成以及与环境因子的关系。【结果】1)各恢复类型细菌α多样性差异显著(P0.05),次生林土壤细菌丰度和多样性均高于人工林,灌草丛多样性高,丰度最低;灌木林丰度高,多样性最低。不同根际范围土壤细菌α多样性差异不显著(P0.05),整体表现为根面和根际土高于非根际土。2)次生林和人工林土壤细菌群落结构有一定相似性;次生林与灌草丛、灌木林土壤细菌群落结构差异较大。根际土与非根际土细菌群落结构有一定相似性,根面土与根际、非根际土细菌结构差异较大。3)变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门和厚壁菌门为优势类群。各样地有机质分解菌群(变形菌门、放线菌门和拟杆菌门)丰度差异显著,灌草丛和次生林显著高于其他样地,根面和根际土显著高于非根际土。固碳和固氮菌群(芽单胞菌门和厚壁菌门)分布较均匀。4)土壤田间持水量、有机质和全磷、植被分布均匀度、Simpson多样性指数和丰富度指数是影响土壤细菌群落的主要因素。土壤因子(田间持水量、有机质和全磷)对灌木林和灌草丛非根际土细菌影响极显著,对根面和根际土细菌作用较小;植被因子(植被分布均匀度、Simpson多样性指数和丰富度指数)对乔木林(次生林和人工林)不同根际范围土壤细菌群落影响均达到极显著水平。5)新陈代谢功能在KEGG上的编码基因数量最多,是土壤细菌的优势功能。各土样细菌群落KEGG功能基因序列数量和多样性差异显著,说明各植被恢复类型根际土壤中有许多具有各自独特功能的菌种,但土壤和植被不能决定土壤细菌功能多样性。【结论】恢复方式、植被类型和根系对冀北山区土壤细菌群落结构和多样性均有影响,其中恢复方式对土壤细菌多样性作用更明显,植被类型对土壤细菌群落结构影响更显著。距离根系越近,土壤细菌多样性越高,土壤细菌群落结构与非根际土差异越大。此外,环境因子如土壤养分、水分含量及植被分布状况等均与土壤细菌群落结构及多样性有关。     

大兴安岭兴安落叶松林倒木分解速率及其养分含量研究

以内蒙古根河市大兴安岭生态站为研究地,以大兴安岭兴安落叶松原始林为参照对象,对皆伐林、渐伐林2种采伐管理类型进行对比研究,对兴安落叶松和白桦的倒木分解及其养分含量进行了研究。结果表明:兴安落叶松倒木的分解常数是0.0121/a(R2=0.9715),白桦为0.2859/a(R2=0.8915)。兴安落叶松和白桦倒木中有机碳含量随着倒木腐朽等级的增加而减少,全N含量随着倒木腐朽等级的增加而增加,全P含量随着倒木腐朽等级的增加而增加,全K含量随着倒木腐朽等级的增加而不改变,没有规律性。随着采伐干扰的逐步加强,倒木中有机碳含量、全N、全K和全P含量在逐步减少。     

辽东栎林演替过程中的土壤细菌群落结构和多样性变化

【目的】土壤微生物在维持森林生态系统功能中起着重要作用,研究辽东栎林演替过程中森林土壤微生物群落结构和多样性在演替过程中的变化规律,深入认识森林土壤细菌群落结构恢复和驱动机制。【方法】以太岳山地区皆伐后形成的30、80和150年生次生辽东栎林为对象,于2015年6月每个林型设置为20 m×20 m的森林动态监测样地20个,合计60个,用直径10 cm土钻采集0～10 cm表层土样,利用16S rRNA基因高通量测序技术,测定皆伐后自然恢复过程中森林土壤细菌群落的组成、结构和多样性变化。【结果】在辽东栎林自然恢复过程中,随演替阶段进行,变形菌门和绿弯菌门的相对丰度逐渐增加,而放线菌门和酸杆菌门的相对丰度逐渐降低,疣微菌门和浮霉菌门的相对丰度没有明显变化。拟杆菌门和厚壁菌门的相对丰度在80年生中龄林显著低于30年生幼龄林,而在150年生老龄林和80年生中龄林间却无显著差异。基于weighted Uni Frac距离的主坐标分析表明,幼龄林、中龄林和老龄林的细菌群落结构有显著差异。基于OTU水平的Bray-Curtis相似性进一步证明,幼龄林与老龄林的平均细菌群落相似性为37. 9%,中龄林与老龄林的相似性增加到47. 2%,表明皆伐后自然恢复过程中不同演替阶段的细菌群落结构表现出逐渐向老龄林恢复的趋势。土壤细菌物种丰富度和系统发育多样性在自然恢复过程中呈递减趋势,幼龄林的土壤细菌物种丰富度和系统发育多样性显著高于老龄林,而中龄林和老龄林的土壤细菌多样性差异并不显著。Chao1指数和种系型多度则表现为幼龄林和中龄林间差异不显著,老龄林则显著降低。方差分解表明,皆伐后不同演替阶段的细菌群落变化和土壤有机质、可溶性碳、土壤总氮和有效氮含量等土壤因子显著相关,其中土壤碳和氮含量对细菌群落结构变化的解释量分别为20. 2%和26. 3%,未解释的部分为43. 4%。【结论】皆伐后辽东栎林演替过程中不同恢复阶段土壤细菌群落结构具有显著差异,幼龄林和老龄林细菌群落结构差异最大,中龄林细菌群落结构与老龄林相似。土壤细菌多样性随着演替的进行呈逐步降低的趋势,幼龄林细菌多样性显著高于中龄林和老龄林,中林龄多样性则更加接近老龄林水平。这说明土壤细菌群落结构和多样性在次生演替过程中具有可预测性。     

山桐子健康和感病植株不同器官区细菌群落结构、多样性与功能预测分析

【目的】探明健康和感病山桐子植株土壤、树皮及叶片细菌群落结构、多样性和功能特征,为致病菌验证及山桐子病害生物防控提供参考。【方法】基于高通量测序技术,通过OTU数量、鉴定类群、多样性指数及功能预测等方法,分析健康和感病山桐子不同器官区细菌组成、多样性和功能的差异。【结果】测序结果表明,山桐子的不同器官区都有其各自特有的菌群,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)是土壤主要的细菌类群,蓝细菌门(Cyanobacteria)、变形菌门是树皮和叶片主要的细菌类群;健康和感病山桐子相同器官区的优势菌属也存在差异,感病山桐子树皮中肠杆菌科的Brenneria和Hafnia-Obesumbacterium相对丰度显著高于健康山桐子;多样性分析结果显示,山桐子各器官区细菌群落多样性和丰富度由高到低均表现为土壤>树皮>叶片,土壤和叶片细菌群落Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数在健康植株和病株间无显著差异,感病树皮细菌群落Simpson指数显著高于健康树皮;PICRUSt功能预测表明,感病...     

基于高通量测序的4种不同树种人工林根际土壤细菌结构及多样性

【目的】研究黄河三角洲4个不同树种人工林根际土壤细菌群落结构及多样性,揭示人工林改善土壤生产力的微生物学机制,为人工林的栽培和管理提供理论依据。【方法】应用高通量测序技术,比较臭椿、榆树、绒毛白蜡和刺槐4种人工林根际土壤细菌群落结构及多样性,并结合根际土壤理化性质进行相关性分析。【结果】1)臭椿、榆树、白蜡和刺槐人工林根际土壤细菌分别有27、26、28和28门,酸杆菌门、变形菌门和放线菌门3门细菌在4种人工林根际土壤中相对丰度大于10%,是根际土壤中的优势群落;硝化螺旋菌门、绿弯菌门、浮游菌门、芽单胞菌门和疣微菌门5门细菌相对丰度超过1%,是根际土壤中的主要群落。4种人工林根际土壤中变形菌门、WS3、蓝藻菌门、广古菌门、厚壁菌门、OD1和软皮菌门7门细菌丰度差异显著。2)4种人工林中刺槐根际土壤细菌多样性最高,物种数、Chao1指数、Shannon多样性指数和Simpson指数分别为1 828.49、2 602.81、8.92和0.95。榆树根际土壤细菌物种数和白蜡根际土壤细菌Chao1指数最低,分别为1 703.36和2 161.69。臭椿根际土壤细菌Shannon指数最低,Simpson指数最高,分别为8.73和0.98。3)榆树根际土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量最低。刺槐根际土壤有效磷含量为3.47 mg·kg-1,显著高于其他3种人工林。臭椿根际土壤pH、碱解氮、速效钾和有机质含量最高,分别为8.52、48.63 mg·kg-1、330.27 mg·kg-1和74.83 g·kg-1,土壤含水量和有机质含量显著高于其他3种人工林。4)人工林根际土壤电导率、含水量、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量与根际土壤细菌多样性相关关系显著,土壤pH与细菌多样性指数无显著相关关系。【结论】黄河三角洲4种人工林根际土壤细菌结构相似,但部分细菌丰度差异显著;刺槐根际土壤细菌多样性最高。土壤电导率、碱解氮、有效磷和速效钾含量是细菌结构和多样性的主要影响因素。     

储藏温度对石竹笋内生细菌多样性的影响

【目的】探究储藏温度对石竹(Phyllostachys nuda)笋采后内生细菌多样性的影响，为石竹笋采后的储藏保鲜技术进一步发展提供一定理论依据。【方法】以石竹笋为研究对象，利用高通量测序技术对其在不同储藏温度下(-20℃、4℃、25℃)的内生细菌进行测序并进行生物信息学分析。【结果】在经过不同温度储藏后，各处理间石竹笋发生了不同程度腐败作用。与-20℃储藏相比，4℃和25℃储藏分别发生了较轻和较重的腐败作用。此外，石竹笋采后在不同储藏温度下，内生细菌的Alpha多样性发生显著变化，其特征为随着储藏温度的增加呈现上升趋势；Beta多样性亦发生显著变化，表明不同储藏温度对石竹笋内生细菌的群落结构有显著改变。石竹笋内生细菌群落组成变化方面，在门水平上，变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、蓝藻门(Cyanobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)等4个门微生物变化最为显著，其中变形菌门为最优势门。与-20℃相比，25℃和4℃储藏都显著增加了厚壁菌门的相对丰度，显著减少了变形菌门的相对丰度；25℃显著增加了放线菌门的相对丰度，显著减...     

不同分解等级的兴安落叶松倒木细菌多样性分析

[目的]为探究大兴安岭寒温带兴安落叶松倒木分解过程中细菌的多样性、群落结构特征以及影响因素,揭示细菌在倒木分解过程中的作用.[方法]采用空间代替时间的方法,以5级分解等级的倒木为研究对象,测定不同分解等级倒木的理化性质,应用16S rRNA基因-Illumina MiSeq高通量测序技术分析细菌多样性和群落结构特征;通...     

华北落叶松林土壤细菌群落结构与表型的环境异质性响应

【目的】研究华北落叶松林土壤微生物群落表型可塑性,揭示土壤微生物群落结构与表型之间的关联及其对环境异质性的响应,为阐释物种共存机制提供理论依据。【方法】在山西省五台山叶斗峰、关帝山庞泉沟自然保护区和芦芽山,沿海拔梯度选择华北落叶松纯林,布设8、10、5个样方,采集0～10 cm土层混合土壤样品。采用高通量测序方法,测定土壤微生物群落的组成和结构;通过Bug Base分析,预测土壤微生物群落表型的变化;通过数据统计分析,揭示群落结构和表型对环境异质性的响应。【结果】五台山叶斗峰、关帝山庞泉沟自然保护区、芦芽山的较大海拔梯度及微生境差异,导致土壤化学性质的站点间显著差异。高通量测序结果表明,变形菌门的相对丰度最高,其次是酸杆菌门、放线菌门和绿弯菌门。菌群表型分析表明,与氧需求相关(需氧、厌氧)及与生物膜形成和移动元件含量相关的表型在不同站点差异显著,且细菌群落结构和表型具有潜在的环境适应一致性和相似的空间分布格局。土壤p H和有机碳、总碳和总氮含量对土壤细菌群落的结构和表型影响显著。【结论】华北落叶松林土壤微生物群落结构和表型受土壤理化性质的显著影响,在不同站点差异很大;但土壤微生物群落结构和表型的环境适应性具有一致性,呈现出协同变化规律,从而总体表现出相似的生物地理分布格局。微生物能通过调整其表型变化加强对环境异质性的适应性。     

李园杂草管理方式对土壤细菌群落和生态功能的影响

【目的】分析不同杂草管理方式对位于国家重点生态功能县的李园细菌群落结构和生态功能的影响,为李园土壤健康管理提供参考。【方法】以自然生草、人工生草、除草剂除草的李园和邻近天然槲栎次生林土壤为研究对象,提取土壤细菌DNA,对其ITS基因进行扩增,采用高通量测序和功能预测的方法研究细菌的多样性、群落结构及生态功能。【结果】不同处理OTU数量为2 012～3 522,细菌种类33门、108纲、242目、383科、667属。绿弯菌门、放线菌门、变形菌门和酸杆菌门为主要门类,在各处理中4个门的总丰度达到80%以上。多样性分析显示,天然林Ace和Chao指数显著低于李园的3个处理。群落组成和差异分析显示,天然林土壤酸杆菌优势比较大,病害细菌少,并有少量的有益细菌蛭弧菌;李园的鞘脂单胞菌相关病害的风险大,生草可在一定程度上提高芽孢杆菌等有益细菌的丰度,尤其自然生草比较明显。人工生草还有利于提高李园细菌的多样性,尤其是芽单胞菌的富集比较明显。使用除草剂的李园则主要富集了绿弯菌门的种类,而降低了苔藓杆菌的丰度。功能预测分析显示,土壤细菌新陈代谢最活跃,主要包括碳水化合物代谢和氨基酸代谢等,涉及化能异养、纤...     

覆盖经营对雷竹林土壤细菌群落结构演变及多样性的影响

【目的】研究覆盖对雷竹林土壤细菌群落结构及多样性的影响,为科学评价该种植模式的生态风险提供科学依据。【方法】调查并采集不同覆盖年限(0、3、6、9、12年)雷竹林土样,采用Illumina Miseq高通量测序技术分析16S rDNA土壤细菌基因V3-V4区域,鉴定细菌类群,并结合测定土壤的N、P和有机质等化学指标分析覆盖经营土壤细菌群落结构演变及多样性影响。【结果】1)测序共获得598个OTUs,计280 548条读数,平均读长453.5 bp。调查林地土壤细菌优势门为变形菌门、酸杆菌门和放线菌门(平均相对丰度分别为30.80%、22.0%和13.9%)。2)不同覆盖年限土样的多样性指数及丰度指数存在较大差异。覆盖初期,随着覆盖物的投入,林分土壤细菌的多样性指数及丰度指数均呈增加趋势,在覆盖6年时达到最大值,之后则呈现一定程度的下降,覆盖12年与覆盖初期无较大差别。3)覆盖对土壤微生物群落结构造成一定影响,未覆盖林地土壤细菌群落结构与覆盖后林地出现差异;变形菌门丰度由17.60%(对照)上升为37.77%(覆盖12年),酸杆菌门丰度呈现下降的趋势,而放线菌门丰度变化很小。4)覆盖造成的土壤理化性质的改变在一定程度上对细菌群落结构可造成影响,随着覆盖时间的增加,细菌菌落结构与土壤环境的关系也趋于复杂化,覆盖造成土壤严重酸化,对照和覆盖12年的p H值分别为5.23和3.42,但土壤中的嗜酸菌群落酸杆菌门的丰度反而出现下降的趋势。5)RDA分析排序轴前两轴解释了覆盖竹林土壤微生物群落变异的88.5%,土壤中各细菌种群对土壤环境因子变化的适应性不同,土壤中速效K、全N和有机质的积累会提高Proteobacteria、Bacteroidetes的相对丰度,土壤酸化会降低Chloroflexi的相对丰度。【结论】竹林覆盖经营对土壤细菌群落结构和多样性产生较大的影响,短期覆盖(小于6年)能增加土壤细菌的丰度和多样性,但随着覆盖时间增加,土壤细菌的丰度和多样性下降,土壤各环境因子的变化会对覆盖竹林土壤微生物群落结构造成影响,对土壤中微生物多样性的研究能够从微生物角度分析土壤退化程度,为竹林土壤修复提供理论依据。     

寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量生长季内动态变化

【目的】研究寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量的动态变化,为揭示森林土壤碳氮养分利用机制和碳氮循环提供参考,为研究区森林保护与合理经营提供科学依据。【方法】以我国寒温带针阔混交林为研究对象,选择主要组成树种樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨,采用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对土壤微生物量碳氮含量动态特征进行研究,探讨不同树种根际土壤微生物量碳氮的富集程度、差异性和生长季变化以及其对土壤营养库的贡献率。【结果】不同树种根际土壤微生物量碳氮含量月际变化差异显著,根际土壤微生物量碳含量波动范围为114.14~451.05 mg ·kg -1 ,氮含量波动范围为40.38~185.00 mg ·kg -1 。根际土壤微生物量碳富集率依次为樟子松(87.99%)>白桦(78.22%)>兴安落叶松(73.14%)>山杨(56.96%),微生物量氮富集率依次为山杨(81.50%)>白桦(77.63%)>樟子松(76.42%)>兴安落叶松(51.40%)。土壤微生物量碳氮比为1.42~5.24,樟子松、兴安落叶松、白桦、山杨根际和非根际土壤微生物量碳氮比生长季变幅分别为1.42~5.24、1.57~3.79、1.67~4.55、1.55~2.59和1.79~3.53,其均值分别为2.64、2.63、2.81、2.11和2.36。根际微生物量碳对土壤有机碳库的贡献率为0.83%~0.95%,微生物量氮对土壤有机氮库的贡献率为3.63%~5.08%。【结论】寒温带针阔混交林主要树种生长季根际土壤微生物量碳氮含量均显著高于非根际,根际效应显著;在生长季末期,针叶树种根际效应相比阔叶树种更为强烈;针叶树种根际土壤微生物量对土壤结构和功能的影响高于阔叶树种。     

南疆枣园土壤产铁载体细菌的群落结构

【目的】为枣树微生物铁肥的研制与应用提供参考,提高新疆红枣的营养品质,促进红枣产业的健康发展。【方法】对南疆红枣主产区4个地区22个枣园进行原位土壤采样,采用CAS(chrome azurol S)法对产铁载体细菌进行筛选,使用16S rDNA高通量测序,对产铁载体细菌群落结构、多样性和差异性等进行分析。【结果】南疆枣园土壤中产铁载体细菌主要为变形菌门Proteobacteria和厚壁菌门Firmicutes 2类,属水平上假单胞菌属Pseudomonas占比最大,芽孢杆菌属Bacillus也是主要的产铁载体细菌。南疆枣园土壤中产铁载体细菌有较大的共同性,但也保持了各地区菌群的多样性,说明不同地区产铁载体细菌具有差异性。巴州产铁载体细菌群落分布与其他地区有所不同。同一地区样本间的相似性并非均较高,非同一地区的部分样本间在群落组成上存在一些相似性。4个地区产铁载体细菌群落的多样性均较为丰富且均匀,物种多样性均值较一致,阿克苏地区群落分布的差异最大,和田地区群落分布的差异最小。【结论】在所测定的22份土壤样本的产铁载体群落中,占比最大的为变形菌门的假单胞菌属和厚壁菌门的芽孢杆菌属,南疆各地...     

不同木质底物诱导下白囊耙齿菌胞外木质纤维素酶活性和胞内蛋白质组的差异

【目的】研究白囊耙齿菌5种胞外分泌木质纤维素酶活性变化以及胞内蛋白质组的表达差异,探讨该菌对不同基质的利用机制,为筛选用于生物制浆、林木病腐防治和工业污染物降解的高效菌株提供科学依据。【方法】选用白桦、红皮云杉木屑作为诱导物,不加木屑为对照,研究白囊靶齿菌5种主要胞外分泌木质纤维素酶的活性以及胞内蛋白质组的表达差异。【结果】木屑诱导下的木质纤维素相关胞外酶活性大都高于对照样品,且锰过氧化物酶和漆酶活性在处理组与对照组间的差异达显著和极显著水平;木质素降解酶系中漆酶活性最强,木质素过氧化物酶次之,锰过氧化物酶最弱;纤维素降解酶系中葡聚糖外切酶活性远大于葡聚糖内切酶活性,2种酶活性总体上趋于稳定,表达量较高,受培养时间的影响变化不明显;白桦和云杉木屑处理组中检测到32个胞内明显差异表达蛋白点,2个处理组各有3个特异的差异表达蛋白点。白桦木屑诱导下的特异表达蛋白与膜蛋白、膜运输和能量提供有关,而云杉诱导组特异表达蛋白均与蛋白合成有关。【结论】不同树种木屑底物诱导下白囊耙齿菌胞外木质纤维素酶活性存在显著差异。同时胞内蛋白质的表达也存在明显差异,在分解白桦木屑时分泌蛋白的胞内外运输可能是决定木材降解能力的关键,而在分解云杉木屑时其相关分泌蛋白的大量合成将起决定作用。     

杉木人工林土壤施用生物炭对细菌群落结构及多样性的影响

【目的】采集杉木人工林土壤,通过室内土壤培养实验,研究添加不同制备原料和制备温度的生物炭对土壤细菌群落结构及多样性的影响,为改善南方酸性红壤及合理应用生物炭提供科学依据。【方法】原土添加3%的300℃杉叶炭(BL300)、600℃杉叶炭(BL600)、300℃木屑炭(BW300)及600℃木屑炭(BW600),与对照土壤进行对比,进行培养实验80天,运用高通量测序技术对PCR所扩增16SrDNA序列的V3+V4区域进行测定。【结果】OTU韦恩图分析表明,添加BL300的土壤细菌较对照丰度提高,其他生物炭处理丰度减小;通过PCoA分析和Beta多样性分析及UPGMA聚类分析得出,添加杉叶炭后土壤细菌群落结构及多样性与对照土壤的差异显著,其中BL600与对照差异最大,添加木屑炭结果与对照较相似;添加生物炭对不同物种水平上的土壤细菌结构和功能产生一定影响,其中杉叶炭处理影响十分显著,使土壤优势菌丰度变化较大,木屑炭处理对优势菌的影响相对较小。【结论】添加BL300生物炭提高了土壤细菌的丰度,而添加其他生物炭降低了细菌丰度;不同制备原料和温度对生物炭存在影响,由于木屑炭可利用氮素不足,杉叶生物炭对土壤细菌结构和多样性的影响比木屑生物炭更显著,高温炭灰分含量较多,因此对细菌多样性的影响大于低温炭;不同的土壤细菌种群生活习性与功能不同,对生物炭组分利用程度也不同,添加生物炭能够改变土壤中优势种群的相对丰度和土壤细菌群落的整体功能。     

除草剂草甘膦对板栗根际土壤微生物多样性的影响

近年来,除草剂的使用已成为提高作物产量和品质的一种常用手段,伴随而来的是土壤微生物多样性失调及污染严重等生态问题。为了促使板栗能健康生长并保证其果实品质,利用Illumina Miseq高通量技术,分别对草甘膦施用后不同时间采集的根际土壤样品中细菌16S rRNA的V3-V4区和真菌ITS1-ITS2区进行测序,分析微生物群落的组成和多样性的变化情况。多样性分析结果表明:以草甘膦处理6和12d后,板栗根际土壤细菌的多样性和丰富度均无显著变化,真菌多样性显著降低,真菌丰富度先增加后不变。群落结构分析结果表明:板栗根际土壤优势细菌菌门主要是变形菌门、放线菌门、酸杆菌门等,优势真菌菌门主要是子囊菌门和担子菌,随着草甘膦处理时间的增加,变形菌门、子囊菌门的相对丰度均先增加后不变,酸杆菌门的相对丰度先增加后降低,担子菌门的相对丰度先增加后保持不变。研究结果表明:草甘膦对板栗根际土壤微生物多样性及群落组成均产生了一定的影响,其影响随着施药时间的延长而发生变化。     

内蒙古大兴安岭西坡优势森林群落植物多样性及空间格局特征

采用典型样地调查法,对内蒙古大兴安岭主要优势树种—白桦和兴安落叶松群落进行植物多样性及种群空间分布格局研究,结果表明:(1)在群落垂直结构上,白桦群落各层片间Pielou均匀度指数差异较大,Simpson多样性指数表现为草本层灌木层乔木层,兴安落叶松群落二者无显著性差异。(2)对于群落整体而言,白桦群落与兴安落叶松群落生物多样性指数均无显著性差异,但两者相应层片对比分析显示,前者草本层Patrick指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数显著大于后者。(3)白桦种群的分布格局均为聚集分布;因环境资源均质性,兴安落叶松种群格局表现为聚集分布和随机分布。本研究为大兴安岭森林群落结构稳定性及植物多样性保护提供理论依据。