应用PLFA方法分析氮沉降对土壤微生物群落结构的影响

【目的】土壤微生物是土壤生态系统变化的敏感指标。本研究选择磷脂脂肪酸法( PLFA)分析微生物群落结构的变化，可以更准确地了解短期氮沉降对土壤生态系统的影响，从而预测氮沉降后土壤性质及植物生长的变化趋势，为氮饱和条件下人工林的可持续经营提供微生物参数和指标，对氮沉降的即时调控和实时治理具有指导意义。【方法】2013年5月，在江西省分宜县山下林场约1 hm2的杉木幼龄林中建立30个1 m ×1 m 的样方，在30个样方中进行5种氮沉降量N0(对照)、N1(20 kg·hm －2a －1)、N2(40 kg·hm －2a －1)、N3(60 kg·hm －2a －1)、N4(80 kg·hm －2a －1)]和2种氮形态(NH4+-N，I和 NO3－-N，II)的模拟沉降试验，沉降1年后用土钻进行土壤样品采集。磷脂脂肪酸提取方法为氢氧化钾－甲醇溶液甲酯化法，以十九烷酸为内标，采用 Agilent 6850N 测定，用Sherlock MIS4.5系统分析PLFA图谱，脂肪酸含量换算成每克干土中的含量( nmol)后进行分析。【结果】本研究共检测到PLFAs 72种，其中特征脂肪酸36种。分析特征脂肪酸种类和含量可知：各处理中土壤微生物群落均以原核微生物为主，不同氮处理样地中以磷脂脂肪酸总量表征的土壤微生物生物量范围20～44 nmol·g －1。沉降铵态氮时，土壤中 PLFA总量、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌脂肪酸含量均高于对照样地，细菌、真菌、放线菌和原生动物的脂肪酸含量变化趋势相同，均为随着氮沉降量的增加先升高再降低最后再升高，NH4+-N N4处理土壤微生物 PLFAs的数量最多，NH4+-N N2处理土壤微生物 PLFAs的丰度值和多样性值最高；沉降硝态氮时，土壤中 PLFA 总量、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌 PLFAs量随着硝态氮浓度的增加呈现出先增加后减少的趋势，在 NO3－-N N2处理达到最大值。细菌和放线菌的标记脂肪酸含量变化趋势相同。NO3－-N N2处理微生物脂肪酸量最多，NO3－-N N4浓度下微生物 PLFAs多样性值最高。根据典型性相关分析，得出铵态氮对土壤中细菌和放线菌含量影响较为显著，土壤中硝态氮和含水量对细菌含量影响较为显著。【结论】当氮沉降量小于80 kg·hm －2 a －1时，铵氮和硝态氮处理均促进了微生物的生长，但增长幅度不同。铵态氮的最高氮处理和硝态氮的中氮处理，更有利于土壤微生物总量的增长，铵态氮的中氮处理和硝态氮的最高氮处理，更有利于土壤微生物多样性的增加。铵态氮对土壤中细菌和放线菌含量影响较为显著，土壤中硝态氮和含水量对细菌含量影响较为显著。

Effect of Nitrogen Deposition on Soil Microbial Community Structure Determined with the PLFA Method