1、(农业与生命木2024,45(1):41-49.引文格式:季琳琳,陈素传,吴志辉等.生草对山核桃林地土壤微生物群落结构和多样性的影响J.扬州大学学报DOI:10.4652.2024.01.006Jan.2024Journal of Yangzhou University(Agricultural and Life Science Edition)2024年1月Vol.45 No.1扬州大学学报生命科学版)期第45卷第生草对山核桃林地土壤微生物群落结构和多样性的影响季琳琳,陈素传,吴志辉?,常君君3,韩文妍,张俊佩4*(1.安徽省林业科学研究院,合肥2 30 0 31;2.宁国市林业事业发展中心
2、,安徽宁国2 42 30 0;3.中国林业科学研究院亚热带林业研究所,杭州31140 0;4.中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室/国家林业和草原局林木培育重点实验室,北京10 0 0 9 1)摘要:山核桃林下设置3种人工生草(油菜、绵枣儿、野豌豆)及清耕(对照)4个处理,种植4年后,采用高通量测序技术分析各处理土壤微生物群落结构及多样性,研究不同处理微生物与环境因子关联性。结果表明:山核桃林下不同生草处理占优势地位的土壤细菌群落为酸杆菌门和变形菌门,油菜处理上层(0 10 cm)土壤较下层(2 0 40 cm)变形菌门的相对丰度提高7 1.41%;各生草处理占优势地位的真菌
3、群落为子囊菌门、担子菌门和球囊菌门,上层(0 10 cm)土壤球囊菌门相对丰度较对照分别提高2 0 2.8 1%、19 3.9 0%、6 5.0 4%,各生草处理上层土壤细菌群落物种组成均匀度较高且物种丰富,油菜处理上层土壤Chaol、Sh a n n o n、A c e 指数显著高于其他生草处理。土壤真菌群落的多样性指数各处理间均未达到显著性差异。树状聚类图显示,不同生草处理对土壤的细菌、真菌群落均具有显著的影响。基于门水平下土壤群落结构和环境因子的典范对应分析(CCA)可知,细菌群落结构与pH、全磷、有效磷呈极显著正相关,与有机质呈显著正相关;真菌群落结构与pH呈极显著正相关,与全磷、有效
4、磷、过氧化氢酶呈显著正相关。这说明不同生草处理对山核桃林地土壤微生物影响较大,选择适宜的生草种类可改善土壤微生物群落结构,提高细菌群落物种组成均匀度及丰富度,其中油菜综合效果最好。关键词:山核桃;林地;生草;群落结构;微生物多样性中图分类号:S725.1;S7 18.8文献标志码:A文章编号:16 7 1-46 52(2 0 2 4)0 1-0 0 41-0 9Effects of grasses cultivation on soil microbial communitystructure and diversity in the Carya cathayensis forestJI Li
5、nlin,CHEN Suchuan,WU Zhihui?,CHANG Jun,HAN Wenyan,ZHANG Junpeit(1.AnhuiAcademyofForestry,Hefei230031,China;2.Forestry Development Center of Ningguo City,Ningguo 242300,China;3.Research Institute of Subtropical Forestry,Chinese Academy of Forestry,Hangzhou 31l400,China;4.State Key Laboratory of Tree
6、Genetics and Breeding/Key Laboratory of Tree Breeding andCultivation of the State Forestry and Grassland Administration,Research Instituteof Forestry,Chinese Academy of Forestry,Beijing 1ooo9l,China)ABSTRACT:In this study,four treatments Loil rape seed,common squill bulb,vetch,natural weeds(as CK)J
7、each withthree replicates were assessed in a randomized design.Four years later,high-throughput sequencing technique was adopt-ed to examine the different planting species effects on soil microbial community structure and diversity,and analysis of cor-relation between microorganism and environmental
8、 factors.The results showed that Acidobacteria and Proteobacteriawere the dominant bacterial communities in the soil.The relative abundance of proteobacteria in the upper soil of rapeseedincreased by 71.41%compared with that in the lower soil.The dominant fungal communities were Ascomycetes,Basidio-
9、收稿日期:2 0 2 3-0 4-16基金项目:国家重点研发计划项目(2 0 2 2 YFD2200402);安徽省重点研究与开发计划项目(2 0 2 2 0 4c06020001)作者简介:季琳琳(19 8 1一),女,安徽泗县人,安徽省林业科学研究院副研究员、硕士,主要从事木本油料良种选育及高效栽培技术研究。*通信作者,张俊佩,中国林业科学研究院林业研究所研究员,主要从事特色经济林研究;E-mail:z h a n g j u n p e i c a f.a c.c n。42第44卷扬州大学学报(农业)生命科学版)mycetes and Sphaeromycetes,and the rel
10、ative abundance of Sphaeromycetes in the topsoil layer of each grass model wasincreased by 202.81%,193.90%and 65.04%,respectively,compared with the control.The species composition of thebacterial community in the surface soil of each grass pattern was relatively uniform and the species were abundant
11、.TheChaol,Shannon and Ace indices of the surface soil of rape pattern were significantly higher than those of other grass pat-terns.There was no significant difference in the diversity index of soil fungal communities.The results of tree cluster mapshowed that different grass treatments had signific
12、ant effects on soil bacterial and fungal communities.Based on the CCAanalysis of soil community structure and environmental factors at gate level,the bacterial community structure was posi-tively correlated with pH,total phosphorus,available phosphorus,and organic matter.The fungal community structu
13、rewas positively correlated with pH,total phosphorus,available phosphorus and hydroperoxide.These results indicatedthat different grass treatments had a great effect on soil microorganisms,and selecting suitable grass species could im-prove soil microbial community structure and increase species com
14、position uniformity and richness of bacterial community,among which rapeseed had the best comprehensive effect.KEY WORDS:Carya dabieshanensis;woodland;grass cultivation;microbial community;microbial diversity山核桃(Carya cathayensis)为落叶乔木,是我国重要的干果和木本油料树种1-2 ,安徽省境内主要分布在宣城市、黄山市等地。山核桃仁制品深受消费者欢迎,桃仁含油率高,可用于
15、生产高档食用油,且收购价格较稳定,经济效益良好。3-4。近年来山核桃种植模式趋于集约化,灌草的清除及化肥、除草剂不合理的应用,导致林下地表裸露、生物多样性降低、水土流失严重6-7 ,阻碍山核桃产业的可持续发展。生草目前主要应用于苹果、桃等果园,全园播种或行间种植三叶草、首及黑麦草等,可改善土壤退化并增加土壤肥力8-9 。土壤微生物作为森林生态系统的重要组成部分,在土壤养分转化及循环中发挥重要的作用,但易受环境影响,林分不同经营方式、枯落物及土壤因子均影响微生物的群落结构及多样性。薛晓敏等9 研究发现透水园艺地布提高表土层变形菌门、接合菌门的相对丰度及土壤细菌Ace、Chao1等指数,同时也显著
16、改变土壤微生物的结构、丰富度和多样性。肖力婷等10 1发现土壤有机质、速效磷含量及pH等对细菌群落结构影响较大,而影响真菌群落结构的因子主要为有机质、速效磷、速效钾等,播种白三叶、黑麦草可提高土壤微生物群落丰富度和多样性。胡颖槟等11I研究发现,山核桃林下油菜、紫云英和油菜十紫云英3种生草长期栽培模式可显著提高土壤养分含量和可利用性,对土壤真菌群落的组成具有显著影响,提高参与土壤碳和氮养分周转的蔗糖酶等活性。吴家森等12 通过对山核桃主产区林下种植紫云英、油菜、黑麦草和免耕4种处理,可显著提高林地土壤微生物量碳和水溶性有机碳含量,油菜、紫云英处理微生物多样性指数和均匀度指数显著高于免耕。钱进芳
17、等6 在山核桃林下设置白三叶、黑麦草、油菜、紫云英、自然杂草和清耕6 个处理,通过2 年田间试验发现,与清耕相比,生草栽培均能改善土壤养分状况,显著提高土壤微生物生物量碳含量。目前研究多集中在施肥方式、生草模式等对山核桃林间土壤养分、土壤微生物生物量碳等影响方面,而有关林下连续多年种植油菜、绵枣儿、野豌豆等不同人工生草对土壤微生物真菌、细菌群落及多样性等的影响,以及微生物与环境因子的关联性分析鲜有报道。鉴此,本研究以清耕为对照,结合本课题组多年经济林林下生草的研究基础,采用高通量测序技术研究山核桃林下不同生草处理对土壤微生物群落结构及多样性的影响以及微生物与环境因子关联性,以期为山核桃生态栽培
18、管理中林下生草模式的应用提供理论依据。1材料与方法1.1试验区概况试验区位于安徽宁国市万家镇桐子坞基地(119 4 55 E、30 2 1 33 N,海拔32 0 m),属北亚热带湿润季风气候区,雨量充沛,四季分明,无霜期2 2 6 d,年均日照时数18 8 9 h以上,年均气温15.4,年均降水量1 59 0 mm。1.2样地选择选择典型生态退化山核桃林地,2 0 16 年起在山核桃林下设置油菜(BrassicnapusL.)、绵枣儿(Ba r n a r d i a Ja p o n i c a)、野豌豆(ViciasepiumLinn)3种不同生草处理,以清耕区为对照,清耕区林内43季琳
19、琳等:生草对山核桃林地土壤微生物群落结构和多样性的影响第1期有部分禾本科杂草,每个样地面积1hm。采用单因素随机区组设计,采集样地面积2 0 m10m,每处理3个重复,各处理水肥等管理措施基本一致。种植方式为人工撒播,撒种量30 kghm-1.3土样采集2020年8 月14日采样,先清除土壤表面枯枝落叶,采用S形布点法采样,随机选择5个取样点,分上(0 10 cm)、中(10 2 0 cm)、下(2 0 40 cm)3个土层采样,油菜、绵枣儿、野豌豆、清耕上层取样后分别编号为BCU、BJU、VSLU、NW U,中层编号分别为BCM、BJM、VSLM、NW M,下层编号分别为BCD、BJD、V
20、SLD、NW D。采集的土样去除杂质后,装进自封袋并放人干冰,存于超低温冰箱中,用于细菌和真菌的高通量测序。1.4土样分析土壤DNA依据D3142试剂盒(广州美基生物科技公司)说明书进行提取,取DNA提取液2 L进行琼脂糖凝胶电泳,检测DNA的纯度和浓度。应用ETC811PCR仪(东胜兴业科学仪器公司)进行两轮PCR扩增,分别采用Q5酶和KOD酶扩增体系。提取基因组DNA后,用带有barcode的特异引物扩增细菌16 SrDNA的V3V4区,引物341F序列为5-CCTACGGGNGGCWGCAG-3,8 0 6 R序列为5-GGACTACHVGGGTATCTAAT-3;再用同一引物扩增真菌I
21、TS的ITS2区,引物ITS3_KYO2序列为5-GATGAAGAACGYAGYRAA-3,IT S4序列为5-TCCTCCGCTTATTGATATGJC-3。使用AMPureXPBeads(美国贝克曼库尔特公司)对第二轮扩增产物进行纯化,用ABIStepOnePlusReal-TimePCRSystem(美国应用生物系统公司)进行定量,根据Novaseq6000的PE250模式上机测序。1.5数据处理分析使用Usearch软件进行基于运算分类单元(operational taxonomicunits,O T U)的聚类分析,得到供试土壤微生物多样性及丰度;通过R语言绘制RankAbundan
22、ce曲线和聚类图;使用Spearman相关性分析和穴余分析进行微生物与土壤环境因子相关性分析;使用Excel2007、D p s 软件进行基础数据统计分析。2结果与分析2.1生草对土壤微生物群落组成的影响由物种分布堆叠图(图1)可知,山核桃林下不同生草处理土壤细菌群落结构相似度较高,相对丰度较高的门分别为酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)等,酸杆菌门和变形菌门在山核桃不同生草处理均占优势地位,占比约为50%。油菜处理上层土壤中细菌
23、群落相对丰度最高的门为变形菌门,绵枣儿、野豌豆及清耕处理上层土壤中细菌群落相对丰度最高的门均为酸杆菌门。各处理上层土壤中,油菜处理酸杆菌门、变形菌门及浮霉菌门优势类群占7 0.6 1%,其次为绵枣儿、野豌豆,分别较清耕高10.49%、6.37%、3.42%。山核桃林下生草降低酸杆菌门相对丰度,提高浮霉菌门相对丰度,油菜处理酸杆菌门相对丰度较清耕降低4.7 9%,浮霉菌门相对丰度提高8.7 7%,绵枣儿处理酸杆菌门相对丰度较清耕降低1.0 2%,浮霉菌门相对丰度提高3.8 3%,野豌豆处理酸杆菌门相对丰度较清耕降低3.57%,浮霉菌门相对丰度提高3.6 5%。由图1还可知,山核桃林下不同生草处理
24、土壤真菌群落相对丰度较高的门分别为子囊菌门(Asco-mycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)、球囊菌门(Glomeromycota),其中子囊菌门、担子菌门和被孢霉门在不同生草处理中均占优势地位,占比均达到9 0%以上。林下野豌豆处理上层土壤子囊菌门相对丰度最高,较绵枣儿子囊菌门相对丰度提高40.97%。油菜、绵枣儿及野豌豆生草处理上层土壤被孢霉门相对丰度较清耕分别提高2 0 2.8 1%、193.90%、6 5.0 4%,担子菌门相对丰度较清耕分别减低418.2 0%、58.35%、2
25、31.7 8%。2.2生草对土壤微生物Alpha多样性的影响由图2、表2 可知,山核桃林下油菜处理上层土壤细菌群落的曲线在横轴上长度最长,Chao1指数44第44卷扬州大学学报(农业生命科学版)100Unclassified90OtherFirmicutes80Bacteroidetes70Verrucomicrobia60Rokubacteria50GemmatimonadetesChloroflexi40Actinobacteria30PlanctomycetesProteobacteria20Acidobacteria100BCUBCMBCDBJUBJMBJDVSLUVSLMVSLDNW
26、UNWMNWD组别group100Unclassified90CalcarisporiellomycotaMonoblepharomycota80Kickxellomycota70Rozellomycota60MucoromycotaGlomeromycota50Chytridomycota40Mortierellomycota30Basidiomycota20Ascomycota100BCUBCMBCDBJUBJMBJDNWUNWMNWDVSLUVSLMVSLD组别group图1门分类水平土壤样本细菌和真菌群落组成Fig.1Composition and relative abundance
27、 of bacterial and fungal communities in soil samples at phylum levelAce指数均显著高于绵枣儿、野豌豆及清耕处理。上层土壤的Simpson指数,油菜处理显著高于野豌豆及清耕,与绵枣儿处理差异不显著,清耕处理最低,油菜处理显著提高上层土壤细菌Chaol、Sh a n n o n、Ace和Simpson丰富度指数,细菌群落物种组成最丰富。不同生草处理上层土壤的曲线比较平缓,Alpha多样性指数值基本上较中、下层土壤高,说明表层土壤细菌群落物种组成的均匀程度较高且物种丰富。野豌豆处理下层土壤的曲线陡然快速下降,Shannon和Sim
28、pson指数值均最小,分别为9.32 和0.9915,表明野豌豆处理土壤优势菌群所占比例较高,多样性较低。土壤真菌群落Rank-abundance曲线见图3,山核桃林下油菜处理上层土壤的曲线在横轴上长度最长,Chao1指数值为6 8 4.8 4,高出清耕处理8 4.18,在不同土层中油菜处理Chao1指数值均最大。由表2 可知,山核桃林下油菜处理各土层真菌Chao1指数及Ace指数均高于清耕,但差异不显著。山核桃林下不同生草处理土壤真菌群落的多样性指数差异均不显著。2.3生草对土壤微生物Beta多多样性的影响土壤微生物Beta多样性研究,选择unweighted unifrac指数来衡量山核桃
29、林下生草不同处理间微生物群落的相似度,用unweightedunifrac距离绘制不同生草处理微生物相似度聚类树。由图4可知,除个别样本外,整体上不同生草类型聚为不同类,说明不同生草对土壤的细菌群落具有明显的影响。相似度较低的情况下,土壤细菌群落结构被聚为两大支,林下油菜区处理单独聚为一支,其他处理聚为另一支,说明山核桃林下种植油菜的影响高于其他生草处理及对照。而对于林下油菜单支来讲,土层深度对细菌群落结构也有影响,油菜的中层及下层聚为一类,上层单独聚为一类,说明上层的影响高于中、下层。由图5可知,除个别样本外,整体上不同生草类型聚为不同类,说明不同生草对土壤的真菌群落具有明显的影响。相似度较
30、低的情况下,土壤真菌群落结构被聚为两大支,林下油菜区处理单独聚为一支,其他处理聚为另一支,说明山核桃林下种植油菜的影响高于其他生草处理及对照。而对于林下油菜单支来说,土层深度对真菌群落结构也有影响,油菜的中层及下层聚为一类,上层单独聚为一类,说明上层的影响高于中、下层。45第1期季琳琳等:生草对山核桃林地土壤微生物群落结构和多样性的影响-1.5VSLD-0.5VSLDBCU-1.0NMU2.0IBCMBCUVSLM-1.5BCM-2.5IBJD-2.0VSLMIBJUBJD-3.0IBCD-2.5BJUIBJMBCD3.5-3.0VSLUBJMINWM-3.5VSLU4.0NWDNWM-4.0
31、NWD4.5-4.5-5.0上-5.0102000400060000200400600RankRank图2 丝细菌Rank-abundance曲线图3真菌Rank-abundance曲线Fig.2Rank-abundance distribution curve of bacteriaFig.3Rank-abundance distribution curve of fungi表2不同林下生草土壤细菌和真菌的Alpha多样性指数*Tab.2Alpha diversity indices of bacteria and fungi in soils with different salinity
32、土层/cm样品名称细菌bacteria真菌fungisoilsampleChaol 指数Shannon指数Ace指数Simpson 指数Chaol 指数Shannon 指数Ace指数Simpson 指数layerNameChaol index Shannon index Ace indexSimpson indexChaol index SShannon indexAce indexSimpson index010BCU8 327.70a10.52#8511.81a0.9976a684.84a3.7545a659.90a0.7291aBJU7.220.56b10.00b7.446.99b0.9
33、962ab677.58a3.9262a672.75a0.7623aVSLU6954.44b9.98b7 130.71b0.9952b592.30a3.944.1a607.59a0.837 2aNWU7208.52b9.90b7446.44b0.9950b600.66a3.8717a613.97a0.8070a1020BCM6968.93a9.90a7202.26a0.9964a617.95a4.4877a637.72a0.8542aBJM6724.47a9.86a6891.69a0.9965a541.39a3.6356a570.91a0.7824aVSLM7108.10a9.97a7206.1
34、240.9963a585.19a3.991 4a585.74a0.8625aNWM7.097.94a9.90a7283.17a0.9950b568.48a4.4884a578.40a0.8860a2040BCD6.570.42a9.81a6711.12a0.9963a625.91a3.371 4a620.10a0.6383aBJD5722.38a9.34a5833.63a0.994.3a495.56a3.976 2a502.12a0.817.2aVSLD6423.56a9.32a6705.6.9a0.991 5a505.10a3.8221a505.18a0.811 4aNWD6219.56a9
35、.7146361.88a0.9956a523.89a4.0349a553.8640.8887a*同土层同列不同小写字母数值间差异显著(P0.05)。*T h e v a lu e s w it h d if f e r e n t lo w e r c a s e le t t e r s in t h e s a m e s o illayer within the same column were significant difference at O.05 levels.0.400.40nTSA0.300.350.25(ITS0.300.20nTSAWTSAMN0.25QTSWTSBB0
36、.200.150.150.1080.100.050.050图4丝细菌的主要群落结构相似性聚类分析图图5真菌的主要群落结构相似性聚类分析图Fig.4Cluster analysis of soil bacteriaFig.5Cluster analysis of soil fungicommunity structure similaritycommunity structure similarity2.4不同模式微生物与环境因子关联性分析典范对应分析(canonicalcorrespondenceanalysis,CCA)是环境因子约束化的PCA分析,反映菌群、样本、环境三者之间的关系。为直观
37、地反映山核桃林下不同生草处理土壤微生物与土壤酶、理化性质之间的相关关系,以细菌群落和真菌群落门为研究对象,以土壤pH、有机质(OM)、全氮(TN)、全磷(T P)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)、脲酶(Urease)、中性磷酸酶(NEP)、过氧化氢酶(CAT)作为环境因子,对其进行CCA分析(图6、7)。其中环境因子射线的长短反映了对土壤微生物的影响大小,射线越长影响程度越大,射线越短影响程度越小。46第44卷扬州大学学报生命科学版)由图6 可知,土壤pH的射线最长,而全氮的射线最短,说明pH对细菌群落的影响程度最大,全氮的影响最小。细菌群落结构与pH、全磷、有效
38、磷呈极显著正相关,与有机质呈显著正相关,说明pH、全磷、有效磷和有机质共同影响土壤细菌多样性。由图7 可知,土壤pH的射线最长,而有机质的射线最短,说明pH对真菌群落的影响程度最大,有机质影响最小。真菌群落结构与pH呈极显著正相关,与全磷、有效磷、过氧化氢酶呈显著正相关,说明pH、全磷、有效磷和过氧化氢酶共同影响土壤真菌多样性。BCD4BCDAPVSLDBCMBCM23NWDBCUTKBCUUreaseAKBJDBJD(%1822)2V002BJDNEP1QMTNBJMBJMNWMBCdBJU1BJBBJUNEPNWUPHNWDAKANOMSLIVPBNWD0:TPVSLMNWM0Ure&RS
39、ATBJDNWMWDNWUVSLUNWUNWU-1BJVSLUVSLD-1VSLDBCUVSLM-2VSLMVSLUVSLU-2PH-2-1012-2-101CCA1(46.98%)CCA1(55.42%)图6不同模式细菌群落结构与图7不同模式真菌群落结构与环境因子的CCA分析环境因子的CCA分析Fig.6CCA ordination of bacteria communityFig.7CCA ordination of fungus communitywith soil enzyme and soil propertieswith soil enzyme and soil propertie
40、s根据细菌、真菌群落与环境因子的相关性热图(图8),绿弯菌门与有效磷含量呈极显著正相关,变形菌门与全钾呈极显著正相关,浮霉菌门与有效磷呈极显著负相关;子囊菌门与土壤pH呈极显著正相关,担子菌门与有效钾呈极显著正相关,与有效磷、酶、过氧化氢酶呈显著正相关。AcidobacteriaAscomycotaProteobacteriaBasidiomycotaPlanctomycetes0.50Mortierellomycota0.50HActinobacteria0.250.25ChytridiomycotaChloroflexi00GlomeromycotaGemmatimonadetes-0.2
41、5-0.25-0.50MucoromycotaRokubacteriaRozellomycotaVerrucomicrobiaKickxellomycotaBacteroidetesFirmicutesMonoblepharomycota图8细菌群落及真菌群落与环境因子的相关性热图Fig.8 Correlation heatmaps of bacterial and fungal communities with environmental factors红色表示正相关,绿色表示负相关;*P0.05,*P 0.0 1,*P 0.0 0 1。Re d in d ic a t e s p o s
42、it iv e c o r r e la-tionandgreen indicates negative correlation;*P 0.0 5,*P 0.0 l,*P 0.0 0 1.3讨论土壤微生物是土壤重要的活性组分,其多样性反映土壤的质量及功能,土壤微生物组成受地上植被种类、植物残体及根系分泌物等影响较大13-15。薛晓敏等9 研究发现,透水园艺地布处理显著提高0 20cm土层细菌的多样性。魏倩倩等13 研究发现苹果园覆盖白三叶可在短期内显著提高土壤微生物代谢,增加林下土壤微生物多样性。土壤微生物中的真菌对土壤质量和植物健康起重要作用,真菌通过降解土壤中有机质,促进植物的养分吸收。林
43、地生草后,土壤枯落物腐殖质增加,宜降解有机物增多,有利于表土层子囊菌门繁殖,丰度增加,而担子菌门却出现相反的变化,在清耕处理中林下植被单一,只有部分禾本科杂草,有利于担子菌门繁殖。十字花科的油菜分泌含硫物质,可抑制部分真菌群落繁殖,豆47季琳琳等:生草对山核桃林地土壤微生物群落结构和多样性的影响第1期科的野豌豆可为土壤的真菌提供足够的氮,促进土壤真菌群落的繁殖16-19 。本研究结果表明,山核桃林下油菜处理显著提高0 10 cm上层土壤细菌Chaol、Sh a n n o n、A c e 和Simpson丰富度指数,其他生草处理细菌上述指数与清耕差异不显著,油菜处理细菌群落物种的组成最丰富。真
44、菌群落结构多样性结果表明,山核桃林下油菜处理的各土层Chao1及Ace指数均高于清耕,但差异不显著。通过高通量测序分析技术能比较准确地反映土壤细菌和真菌群落特征,不同林下管理措施会对微生物的群落结构组成产生影响。薛晓敏等9 研究发现,不同树盘覆盖的矮砧苹果园土壤门水平上细菌组成主要有变形菌门和防线菌门等优势菌群,且组成相似。本研究中,3种不同生草处理细菌优势菌群组成相似,主要有酸杆菌门、变形菌门、浮霉菌门,油菜处理优势类群占比最高,较清耕高10.49%,绵枣儿、野豌豆处理分别较清耕高10.49%、6.37%。变形菌门的鞘氨醇单胞菌属有去除难降解污染物的能力,多为专性厌氧、兼性厌氧或异养生活的微
45、生物,酸酐菌门属于嗜酸菌,含有纤维素酶编码基因,且可在植物聚合物的培养基上生长,能促进植物残体降解,在土壤生态系统中发挥重要作用2 0-2 1。山核桃林下上层土壤油菜处理细菌群落丰度最高的门为变形菌门,绵枣儿、野豌豆及清耕处理上层土壤中细菌群落丰度最高的门均为酸杆菌门,同时发现山核桃林下不同生草处理土壤真菌群落丰度较高的门为子囊菌门、担子菌门和被孢霉门。腐生的子囊菌可引起动植物残体的分解并降解木质素等有机质,在生态系统的养分循环中发挥重要作用17 。担子菌门与植物共生形成菌根有利于提高其抗性2 2 。在生态退化的山核桃林地选择种植油菜、绵枣儿、野豌豆,可提高土壤酸杆菌门、变形菌门、浮霉菌门等优
46、势菌群的占比,有利于分解山核桃落叶及油菜、绵枣儿、野豌豆等枯萎后的秸秆,将其降解为有机质,对遏制山核桃林地退化、提高山核桃林地养分、优化土壤环境具有积极的作用。土壤pH、有机质等环境因子是影响土壤微生物多样性的重要驱动因子,人类的经营管理活动会不同程度地影响土壤含水量及pH值等,从而影响土壤微生物群落2 3-2 6 。张萌萌2 7 在研究人工红松阔叶林时发现总氮及速效钾等土壤环境因子与担子菌门呈显著负相关;Shen等2 8 研究发现不同植物土壤真菌群落结构与土壤理化性质显著相关;余著成2 9 在对伯乐树的研究中发现担子菌门与土壤有机质及总氮呈显著性正相关。林下不同种植模式及不同土层对真菌、细菌
47、群落结构的影响不同,本研究发现pH、全磷、有效磷与细菌群落结构呈极显著正相关,pH与真菌群落结构呈极显著正相关,这与姜莉莉等30 1对果园生草的研究结果较一致,林下种植油菜的处理pH、全磷、有效磷含量较高的土壤,其相对丰度也较高,各处理土壤表层有机质、氮磷钾含量也较高。4结论不同生草处理对山核桃林地土壤微生物影响不同,山核桃林下油菜处理对土壤细菌、真菌群落结构的影响高于其他生草处理及对照,选择山核桃林下种植油菜可改善退化的林地土壤微生物群落结构,提高微生物群落物种组成均匀度及丰富度,生产上建议山核桃林下种植油菜。真菌中的酸杆菌门和变形菌门在山核桃不同生草处理中均占优势地位,而细菌中占优势地位的
48、为囊菌门、担子菌门和球囊菌门。pH、全磷、有效磷和有机质共同影响土壤细菌多样性,pH、全磷、有效磷和过氧化氢酶共同影响土壤真菌多样性。参考文献:1姚小华.山核桃高效栽培技术M北京:金盾出版社,2 0 12.YAO X H.Highly effective cultivation technology of Carya cathayensis MJ.Bejing:Golden Shield Press,2012.2杜洋文,邓先珍,周席华,等。不同大别山山核桃优树含油率与脂肪酸组分含量分析J西南林业大学学报,2019,39(3):12 4-131.DU Y W,DENG X Z.ZHOU X H,
49、et al.Oil content and fatty acid composition of superior Carya dabieshanensistrees in Dabieshan J.Journal of Southwest Forestry University,2019,39(3):124-131.3陈素传,季琳琳,吴志辉,等山核桃优株果实主要经济性状和营养成分的差异分析J安徽农业大学学报,2021,48(4):545-550.CHEN S C,JI L L,WU Z H,et al.Variation analysis on the main economic charact
50、ers and nutrients of fruit fromCarya cathayensis fine trees JJ.Journal of Anhui Agricultural University,2021,48(4):545-550.48第44卷扬州大学学报(农业与生命科学版)4王江铭,饶盈,郑永明,等.山核桃与大别山山核桃种仁营养成分比较分析J.果树学报,2 0 2 0,37(11):1694-1700.WANG J M,RAO Y,ZHENG Y M,et al.Comparative analysis of kernel nutrients between Carya cat