不同林龄花椒根际土壤理化性质与微生物群落结构的分析.pdf

西北林学院学报2 0 2 3,3 8(4):1 5 6-1 6 5J o u r n a l o f N o r t h w e s t F o r e s t r y U n i v e r s i t y d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 1-7 4 6 1.2 0 2 3.0 4.2 0不同林龄花椒根际土壤理化性质与微生物群落结构的分析 收稿日期:2 0 2 2-0 5-3 0 修回日期:2 0 2 2-1 0-0 7 基金项目:国家级大学生创新创业训练项目(S 2 0 2 0 1 0 7 1 2 1 6 9);陕西省重点研发计划(2 0 2 0 NY-0 3 7);西北农林科技大学科技创新与成果转化项目(T G Z X 2 0 2 1-2 3)。第一作者:焦嘉卉。研究方向:森林病理学。E-m a i l:j j h 6 6 5 6 0 51 6 3.c o m*通信作者:唐光辉,教授,博士生导师。研究方向:林业有害生物防治。E-m a i l:t a n g g h n w s u a f.e d u.c n李培琴,副教授,硕士生导师。研究方向:森林病理学。E-m a i l:l i p q n w s u a f.e d u.c n焦嘉卉1,符 晓1,张 硕1,刘 伟2,周姣姣1,吴旭艳1,林晓榕1,田雨露3,唐光辉1*,李培琴1*(1.西北农林科技大学 林学院,西部森林生物灾害治理国家林业和草原局重点试验室,陕西 杨陵 7 1 2 1 0 0;2.洛阳市林业生态建设发展中心,河南 洛阳 4 7 1 0 0 0;3.眉县国有营头林场,陕西 宝鸡 7 2 2 3 0 7)摘 要:根际微生物是土壤生态系统的重要组成部分,明确植物根际土壤微生物的群落结构及影响因素对农林生态系统的可持续发展具有重要的意义。结合高通量测序技术及土壤理化性质测定,分析不同林龄花椒根际土壤理化性质的变化与微生物的群落结构差异。结果表明,随着林龄增加,花椒根际土壤呈现弱酸化,土壤养分整体表现出先增加而后降低的趋势,以8 a林龄根际土的养分最高;花椒根际土中含真菌OTU 1 2 2 9个,归属于1 2门、3 5纲、7 8目、1 4 9科、3 2 1属和4 6 6种;细菌OTU 1 2 9 8个,归属于2 2门、4 9纲、7 1目、1 6 3科和2 7 7属。A l p h a多样性分析发现,林龄对花椒根际土壤真菌的物种丰富度和多样性影响显著,以8 a林龄的物种丰富度和多样性最高,1 5 a林龄的次之,3 a林龄的最低;而林龄对花椒根际土壤细菌的物种丰富度和多样性影响不显著。在3个不同林龄的花椒根际土壤中,优势真菌门均为子囊菌门(A s c o m y c o t a)和罗兹菌门(R o z e l l o m y-c o t a),优势属均为缘刺盘菌属(C h e i l y m e n i a)和镰孢菌属(F u s a r i u m);优势细菌门为变形菌门(P r o t e o b a c t e r i a)和酸杆菌门(A c i d o b a c t e r i a),优势属为鞘氨醇单胞菌属(S p h i n g o m o n a s)、酸杆菌门G p 6和G p 4群组和芽单胞菌属(G e mm a t i m o n a s);且发现不同林龄花椒根际土壤微生物的群落结构分离明显,说明林龄是微生物群落结构的主要影响因子。与花椒根际土壤微生物的A l p h a多样性显著相关的土壤理化因子为p H、有机质、速效磷和速效钾,而影响花椒根际土壤微生物群落结构的重要土壤理化因子为有机质、总氮和p H。研究不仅阐明了林龄对花椒根际土壤理化性质与微生物群落结构的影响,还揭示了土壤理化性质与花椒根际土壤微生物群落结构之间的关系,不仅能为椒园土壤质量变化的动态监测提供依据,还能为花椒根际土壤微生物资源的功能开发奠定基础。关键词:花椒;林龄;根际微生物;土壤理化性质;群落结构中图分类号:S 7 6 3.8 1 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 1-7 4 6 1(2 0 2 3)0 4-0 1 5 6-1 0P h y s i o c h e m i c a l P r o p e r t i e s a n d M i c r o o r g a n i s m C o mm u n i t y S t r u c t u r e o f Z a n t h o x y l u m b u n g e a n u m R h i z o s p h e r e S o i l a t D i f f e r e n t A g e sJ I A O J i a-h u i1,F U X i a o1,Z H A N G S h u o1,L I U W e i2,Z H O U J i a o-j i a o1,WU X u-y a n1,L I N X i a o-r o n g1,T I A N Y u-l u3,T A N G G u a n g-h u i1*,L I P e i-q i n1*(1.K e y L a b o r a t o r y o f N a t i o n a l F o r e s t r y a n d G r a s s l a n d A d m i n i s t r a t i o n o n M a n a g e m e n t o f W e s t e r n F o r e s t B i o-D i s a s t e r,F o r e s t r y o f C o l l e g e,N o r t h w e s t A&F U n i v e r s i t y,Y a n g l i n g 7 1 2 1 0 0,S h a a n x i,C h i n a;2.L u o y a n g F o r e s t r y E c o l o g i c a l C o n s t r u c t i o n a n d D e v e l o pm e n t C e n t e r,L u o y a n g 4 7 1 0 0 0,H e n a n,C h i n a;3.Y i n g t o u S t a t e O w e d F o r e s t F a r m o f M e i x i a n,B a o j i 7 2 2 3 0 7,S h a a n x i,C h i n a)A b s t r a c t:R h i z o s p h e r e m i c r o o r g a n i s m i s a n i m p o r t a n t p a r t o f s o i l e c o s y s t e m.I t i s m e a n i n g f u l t o c o n f i r m t h e c o mm u n i t y s t r u c t u r e o f r h i z o s p h e r e s o i l m i c r o o r g a n i s m s a n d i t s i n f l u e n c e f a c t o r s f o r t h e s u s t a i n a b l e d e v e l-o p m e n t o f a g r o f o r e s t r y e c o s y s t e m.H i g h-t h r o u g h p u t s e q u e n c i n g t e c h n o l o g y a n d p h y s i o c h e m i c a l p e o p e r t i e s d e t e c t i o n o f s o i l w e r e c o m b i n e d i n t h i s s t u d y,a i m i n g t o a n a l y z e t h e v a r i a t i o n o f s o i l p h y s i o c h e m i c a l p r o p e r-t i e s a n d d i f f e r e n c e s o f r h i z o s p h e r e m i c r o o r g a n i s m s c o mm u n i t y s t r u c t u r e a s t h e c h a n g e o f Z a n t h o x y l u m b u n g e a n u m a g e.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e r h i z o s p h e r e s o i l o f Z.b u n g e a n u m s h o w e d w e a k a c i d i f i c a t i o n a n d t h e s o i l n u t r i e n t s,a s a w h o l e,i n c r e a s e d f i r s t a n d t h e n d e c r e a s e d a s t h e i n c r e a s e o f p l a n t i n g y e a r s.T h e n u t r i e n t s i n t h e r h i z o s p h e r e s o i l o f t h e 8-y e a r-o l d Z.b u n g e a n u m w e r e t h e h i g h e s t.T o t a l l y,1 2 2 9 f u n g a l o p-e r a t i o n a l t a x o n o m i c u n i t s(OTU s)w e r e i d e n t i f i e d i n Z.b u n g e n u m r h i z o s p h e r e s o i l,b e l o n g i n g t o 1 2 p h y l a,3 5 c l a s s e s,7 8 o r d e r s,1 4 9 f a m i l i e s,3 2 1 g e n e r a a n d 4 6 6 s p e c i e s,w h i l e 1 2 9 8 b a c t e r i a l OTU s w e r e o b t a i n e d,b e l o n g i n g t o 2 2 p h y l a,4 9 c l a s s e s,7 1 o r d e r s,1 6 3 f a m i l i e s a n d 2 7 7 g e n e r a.B y a n a l y z i n g A l p h a d i v e r s i t y,i t w a s f o u n d t h a t t h e a g e s o f Z.b u n g e n u m s h o w e d s i g n i f i c a n t e f f e c t s o n t h e s p e c i e s r i c h n e s s a n d d i v e r s i t y o f r h i z o s p h e r e f u n g i,o f w h i c h t h e 8-y e a r-o l d Z.b u n g e n u m e x h i b i t e d t h e h i g h e s t r i c h n e s s a n d d i v e