中亚热带森林生态系统根际土壤的氮磷性质和细菌群落结构组成

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本文以人工林树种(杉木、马尾松、木荷)、杉木人工林下植被(芒草、紫萁和边缘鳞盖蕨)、常绿阔叶林优势树种(栲树、青冈、刨花楠和枫香)以及施氮、磷肥的杉木人工林作为研究对象,采用野外抖落土直接取样的方法,研究其根际土和非根际土壤养分和细菌微生物群落特征。  本研究主要内容包括:⑴三种人工林(杉木、马尾松和木荷)以及杉木人工林下植被(芒草、紫萁和边缘鳞盖蕨)根际土壤全碳、全氮、土壤基础呼吸、底物诱导呼吸、有效磷、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶含量显著高于非根际土。而马尾松、木荷以及杉木人工林三种林下植被根际土壤和非根际土全磷含量没有显著的差异。杉木、木荷人工林、边缘鳞盖蕨和芒草根际土壤具有更高的铵态氮和硝态氮含量。而紫萁根际土和非根际土铵态氮和硝态氮含量没有显著的差异。马尾松根际土铵态氮含量和非根际土没有显著的差异。三种人工林根际土壤氮的矿化速率和硝化速率也显著高于非根际土。除了杉木人工林根际土壤pH显著低于非根际土,其余马尾松、木荷和杉木人工林下植被根际土和非根际土土壤pH均没有显著的差异。⑵三种人工林根际效应强度不同。杉木和木荷根际效应强度显著高于马尾松。三种人工林树种因此具有不同的获取养分的能力。三种林下植被根际效应也不相同,其顺序为边缘鳞盖蕨>芒草>紫萁。边缘鳞盖蕨对氮和磷养分的吸收更为有效。⑶施氮肥显著增加了杉木人工林土壤的无机氮(铵态氮和硝态氮)含量。施磷肥显著地增加了土壤中有效磷的含量。施氮肥、磷肥和氮磷肥对杉木人工林根际土和非根际土土壤全磷含量、pH、交换性钙和交换性镁含量均没有显著的影响。不同处理根际土壤基础呼吸和底物诱导呼吸显著高于非根际土。而与对照相比,施氮肥显著降低了土壤基础呼吸和底物诱导呼吸。而施磷肥对二者没有显著的影响。与非根际土相比,常绿阔叶林主要树种的氮磷性质显示出不同的趋势。⑷三种人工林(杉木、木荷和火力楠)和不同施肥处理OTU、CHAO和Shannon在种和属的水平均没有显著的差异。三种林下植根际土土壤OTU显著高于非根际土,不同草本之间并没有显著地差异。常绿阔叶林主要树种,OTU和CHAO1在种和属的水平上均没有显著地差异。在种的水平上,青冈和刨花楠Shannon显著高于非根际土。栲树和枫香与非根际土没有显著的差异。几个实验中,Shannon与土壤的不同养分呈现显著地相关的关系。⑸三种人工林、三种林下植被以及四种常绿阔叶林主要树种根际土和非根际土均被很好的分开。显示不同种、根际以及非根际土选择了不同了细菌群落组成结构。施肥处理,不同处理根际土与非根际土被很好的分化,但是对不同施肥并没有显著地影响。⑹在不同研究对象中,Proteobacteria均为优势门,三种人工林(48.5%)三种林下植被(38.72%),常绿阔叶林(43.59%)、施肥处理(333.63%)。不同研究对象细菌优势门和属均与土壤理化性质存在显著的相关关系。
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