發(fā)布時(shí)間：2020-11-05 20:30

　　 杉木(Cunnighamia lanceolata(Lamb.)Hook)是我國(guó)重要的用材林,在南方地區(qū)種植廣泛,由于需求量巨大導(dǎo)致其種植面積不斷擴(kuò)大。生產(chǎn)者發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)連續(xù)多代種植后杉木的生長(zhǎng)量、蓄積量等指標(biāo)均有所下降,出現(xiàn)了連栽障礙,影響了杉木人工林正常生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)。本研究以福建三明市尤溪縣國(guó)有林場(chǎng)的一代杉木(first Chinese fir rotation plantation(FCP)),二代杉木(second Chinese fir rotation plantation(SCP))和三代杉木(third Chinese fir rotation plantation(TCP))根際土壤微生物為研究對(duì)象,綜合運(yùn)用Biolog微平板技術(shù)、磷脂脂肪酸(PLFA)技術(shù)、末端限制性片段長(zhǎng)度多樣性技術(shù)(T-RFLP)結(jié)合土壤理化性質(zhì)對(duì)根際土壤微生物群落多樣性進(jìn)行了分析,探討了連栽條件下杉木根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)特征。從根際土壤微生物角度探討了群落結(jié)構(gòu)對(duì)連栽過(guò)程的響應(yīng),為解決杉木生產(chǎn)中連栽障礙提供理論依據(jù),也為其它用材林科學(xué)經(jīng)營(yíng)和管理提供參考。具體研究結(jié)果:(1)土壤主要化學(xué)性質(zhì)和微生物群落多樣性的相關(guān)性分析表明,除了土壤pH外,其它所有化學(xué)性質(zhì)指數(shù)均與土壤微生物群落多樣性相關(guān);其中微生物群落多樣性指數(shù)與土壤TOC及AN呈現(xiàn)極顯著正相關(guān);C/N和多樣性指數(shù)呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān),表明土壤碳和氮在土壤微生物群落多樣性中扮演者極為重要角色。(2)對(duì)杉木根際土壤微生物的Biolog平板分析表明,不同栽植年代的杉木根際土壤微生物的AWCD值隨培養(yǎng)時(shí)間的增長(zhǎng)而增加,而FCP根際土壤微生物對(duì)Biolog平板碳源的利用率要高于SCP和TCP,即土壤微生物代謝活性隨栽植年代增長(zhǎng)而逐漸降低(FCPSCPTCP)。就微生物所利用的碳源來(lái)看,不同栽植年代土壤微生物對(duì)6類(lèi)碳源利用率差異顯著。不同栽植年代土壤微生物對(duì)氨基酸類(lèi)、碳水化合物類(lèi)、聚合物類(lèi)和酚酸類(lèi)利用率的規(guī)律大體相同。碳水化合物、羧酸類(lèi)碳源是杉木土壤微生物的主要碳源,其次為氨基酸類(lèi)、酚酸類(lèi)和聚合物類(lèi),胺類(lèi)碳源的利用率最小。群落功能多樣性指數(shù)中無(wú)論是Simpson指數(shù),Shannon指數(shù)還是Richness指數(shù)均呈現(xiàn)出:FCPSCPTCP的規(guī)律,即隨栽植年代的增加,土壤微生物群落功能多樣性逐漸下降。(3)對(duì)不同栽植年代的杉木根際土壤微生物的磷脂脂肪酸(PLFA)分析表明,PLFA標(biāo)記總量在FCP中最高(102.18±1.15 μg·g-1),其次是 SCP(94.69±0.96μg·g-1),最低是 TCP(89.48±0.64μ g·g-1);cy19:0是FCP的主要PLFA微生物標(biāo)記其含量達(dá)到15.37±0.13 μg·g-1,i16:0是SCP和TCP主要PLFA微生物標(biāo)記其含量分別達(dá)到 17.54±0.27 μg·g-1,19.63 ±0.22 μg·g-1�？傮w來(lái)看,PLFAs 在所有樣本中的排序?yàn)?16:00,i17:0,i16:0,cy19:0 和 18:3 ω 6c(6,9,12)。從微生物的分類(lèi)來(lái)看,所有樣本中,細(xì)菌的PLFAs高于真菌和放線(xiàn)菌。不論是革蘭氏陽(yáng)性菌還是革蘭氏陰性菌都是TCP最少,而真菌PLFAs在TCP中最多,在FCP中最少,另外真菌/細(xì)菌比同樣呈現(xiàn)出TCP最高,FCP最低的趨勢(shì)。(4)對(duì)不同栽植年代的杉木根際土壤微生物進(jìn)行末端限制性片段長(zhǎng)度多樣性分析(T-RFLP),共鑒定出細(xì)菌12個(gè)門(mén)類(lèi),分別是:變形菌門(mén)(Proteobacteria);放線(xiàn)菌門(mén)(Actinobacteria)浮霉菌門(mén)(Pl anctomycetes);厚壁菌門(mén)(Firmicutes);藍(lán)藻門(mén)(Cyanophyta);螺旋體門(mén)(Spirochahaete);擬桿菌門(mén)(Bacteroidets);熱微菌門(mén)(Thermom icrobia);柔膜菌門(mén)(Tenericutes);梭桿菌門(mén)(Fusobacteria);梭菌門(mén)(Clostridium);纖維菌門(mén)(Fiber);其它(others)。FCP 細(xì)菌門(mén)類(lèi)中大于 10%的共有 3 類(lèi),具體是:Firmicutes(34.97%);Actino acteria(12.57%);Proteobacteria(10.93%)。SCP 細(xì)菌門(mén)類(lèi)中大于 10%的共有 3 類(lèi),具體是:Firmicutes(28.77%);Proteobacteria(14.16%);Actinobacteria(10.96%)。TCP細(xì)菌門(mén)類(lèi)中大于10%的共有3類(lèi),具體是:Firmicutes(20.47%);Proteobacteria(20.18%);Actinobacter ia(17.51%)。以Alu I酶切片段數(shù)(T-RFs)分析不同栽植年代杉木根際土壤微生物的3個(gè)多樣性指數(shù)香濃維納指數(shù)(Shannon-WeinerIndex)、辛普森指數(shù)(SimpsonIndex)及均勻度指數(shù)(EvennessIndex),結(jié)果表明,TCP 的 Shannon-Weiner 指數(shù)(5.79±0.16)和 Simpson 指數(shù)(0.97±0.01)略高于 FCP(5.47±0.03;0.96±0.01)和 SCP(5.58±0.26;0.96±0.01)。進(jìn)一步分析不同栽植代杉木根際土壤關(guān)鍵微生物菌群的相對(duì)含量,將微生物菌群按照功能分為碳循環(huán)、硫循環(huán)、纖維降解、有益菌和病原菌5大類(lèi)。結(jié)果表明,碳循環(huán)中的黃桿菌屬Flavobacterium柱狀黃桿菌Flavobaacterium columnare的相對(duì)含量(%)變化趨勢(shì)為:F CPSCPTCP;噬甲基菌屬M(fèi)ethylophilu 甲基彎曲菌 Methylophilus-LW3的相對(duì)含量(%)變化趨勢(shì)為:FCPSCPTCP。纖維降解菌中二氧化碳噬纖維菌屬Capnocytophaga黃褐二氧化碳噬纖維菌Capnoc ytophaga ochraceaa的相對(duì)含量(%)變化趨勢(shì)為:FCPSCPTCP。硫循環(huán)中硫化桿菌屬Sulfobacillus-Sulfobacillus disulfidooxdans的相對(duì)含量(%)變化趨勢(shì)為:FCPTCPSCP。有益菌中芽孢桿菌屬Ba cillus巴氏芽孢桿菌Bacillus pasteurii的相對(duì)含量(%)變化趨勢(shì)為:FCPSCPTCP。病原菌中棒桿菌屬Corynebacterium-Corynebacteriu m genitalium的相對(duì)含量(%)變化趨勢(shì)為:FCPSCPTCP�？傮w來(lái)看,杉木根際土壤微生物有益菌相對(duì)含量隨栽植年代的增加而減少,病原菌相對(duì)含量隨栽植年代增加而增長(zhǎng),杉木根際土壤功能細(xì)菌結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,導(dǎo)致連栽障礙問(wèn)題出現(xiàn)。
【學(xué)位單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：S714.3
【部分圖文】：

提高。根據(jù)ＡＷＣＤ平均值制得表３—２。由表３—２可知，不同栽植年代土壤根??際區(qū)微生物具有不同的碳源利用傾向。３個(gè)樣本對(duì)６類(lèi)碳源的整體利用規(guī)律大體??相同，即ＦＣＰ＞ＳＣＰ＞ＴＣＰ�？傮w而言，在這３代杉木中，ＦＣＰ杉木根際區(qū)土壤中??微生物對(duì)主要碳源利用率最高，ＴＣＰ則最低，ＦＣＰ樣本對(duì)氨基酸類(lèi)、碳水化合物??類(lèi)、羧酸類(lèi)、聚合物、胺類(lèi)、酚酸類(lèi)碳源利用率分別為ＴＣＰ樣本的１．８倍、Ｌ４??倍、１．６倍、１．４倍、１．９倍和１．３倍。另外可見(jiàn)，碳水化合物和羧酸類(lèi)碳源是這３??個(gè)樣本根際區(qū)土壤中的微生物的主要利用碳源，其次為氨基酸類(lèi)、酚酸類(lèi)和聚合??物類(lèi)，胺類(lèi)碳源的利用率最小。然而，將各種有機(jī)酸類(lèi)碳源匯總（圖３－２），各樣??本的主要利用碳源為有機(jī)酸類(lèi)物質(zhì)。整體上看，３個(gè)樣本中根際區(qū)土壤中微生物??對(duì)主要碳源的利用強(qiáng)度從大到小的順序是：有機(jī)酸類(lèi)＞碳水化合物類(lèi)＞聚合物類(lèi)＞??胺類(lèi)，其中，ＦＣＰ微生物對(duì)土壤有機(jī)酸類(lèi)的利用率是碳水化合物的２．３倍，ＳＣＰ??微生物對(duì)土壤有機(jī)酸類(lèi)的利用率是碳水化合物的２．０倍，ＴＣＰ微生物對(duì)土壤有機(jī)??酸類(lèi)的利用率是碳水化合物的２．１倍。連栽致使杉木根際區(qū)土壤中微生物對(duì)各類(lèi)??碳源的利用率不斷地降低。??

?連栽杉木根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化特征研宄???表３?—３不同栽植年代杉木根際土壤微生物群落功能多樣性指數(shù)??Ｔａｂｌｅ?３－３?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｌａｎｔｉｎｇ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?Ｃｈｉｎｅｓｅ?ｆｉｒ?ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ?ｓｏｉｌ?ｍｉｃｒｏｂｉａｌ?ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ??ｍｅｔａｂｏｌｉｚｅ?ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ?ｉｎｄｅｘ?ａｎａｌｙｓｉｓ．??類(lèi)別?Ｓｉｍｐｓｏｎ指數(shù)?Ｓｈａｎｎｏｎ指數(shù)?Ｒｉｃｈｎｅｓｓ指數(shù)?ＭｃＩｎｔｏｓｈ指數(shù)??Ｉｔｅｍ?Ｓｉｍｐｓｏｎ?ｉｎｄｅｘ?Ｓｈａｎｎｏｎ?ｉｎｄｅｘ?Ｒｉｃｈｎｅｓｓ?ｉｎｄｅｘ?ＭｃＩｎｔｏｓｈ?ｉｎｄｅｘ??ＦＣＰ?０．８８９士０．００７ａ?３．６３５士?０．０２１ａ?１７．９９?士?０．７９１ａ?０．８７２±０．０１５ａ??ＳＣＰ?０．７９８±０．００９ｂ?３．２３９±０．０２８ｂ?１５．３４ｉ〇．６６２ｂ?０．７５８±０．０１２ｂ??ＴＣＰ?０．７３３士０．００５ｃ?３．００３±０．０２０ｃ?１２．６８±０．８９０ｃ?０．７６５士?０．０１１ｃ??注：數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示差異達(dá)０．０５顯著水平。Ｎｏｔｅ：?ｔｈｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｍａｌｌ?ｌｅｔｔｅｒｓ?ｍｅａｎ??ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ?ａｔ?０．０５?ｌｅｖｅｌｓ．??

３．３．５連栽杉木根際土壤微生物主要類(lèi)群和結(jié)構(gòu)特征??主要微生物類(lèi)群的統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表３—６。主要微生物類(lèi)群在不同栽植年代杉木土??壤中的分布大體相同，整體上看，相對(duì)生物量的分布呈現(xiàn)：細(xì)菌＞?真菌＞放線(xiàn)菌的??規(guī)律。由表３—６可知，縱向來(lái)看，在所有樣本中，細(xì)菌的ＰＬＦＡｓ脂肪酸標(biāo)記含??量要高于真菌和放線(xiàn)菌。在細(xì)菌這一類(lèi)群中，Ｇｒａｍ（＋）標(biāo)記性脂肪酸含量又高于??Ｇｒａｍ－。，
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2872148