论文部分内容阅读
微生物是驱动土壤中物质与能量循环的重要因素,影响土壤品质、植物产量和环境可持续性。不同种类植物通过根系分泌物、凋落物的数量与品质的差异影响土壤有机碳的存量或改变短期的碳素循环,进而影响微生物的群落结构与功能。因此,本文推测果园生草能够调控土壤微生物的群落结构及功能,调控效果受到生草种类的影响。以清耕为对照,研究了苹果园行间自然生草、人工播种红三叶草和黑麦草等3种生草制土壤微生物群落的结构与功能特征。评价了3种生草制对土壤微生物群落结构及碳源利用能力的影响;在田间条件下,评价了3种草茎叶分解对土壤微生物群落结构及碳源利用能力的影响,分析了草茎叶分解过程中其化学成分组成与土壤微生物群落结构与功能之间的关系。并初步评价了3种草茎叶分解对盆栽山定子幼苗生长发育的影响。主要结果如下:(1)在门的分类水平上,自然生草土壤中酸杆菌(Acidobacteria)的相对丰度较大,硝化螺旋菌(Nitrospirae)和疣微菌(Verrucomicrobia)的相对丰度较小。红三叶生草土壤中硝化螺旋菌和疣微菌的相对丰度较大,浮霉菌(Planctomycetes)的相对丰度较小。黑麦草生草土壤中硝化螺旋菌、绿弯菌(Chloroflexi)和疣微菌的相对丰度较大,酸杆菌的相对丰度较小。清耕土壤中硝化螺旋菌的相对丰度较小,其20cm-40cm土层WPS-2(未定名)的相对丰度明显高于另外3种生草土壤;在属的分类水平上,自然生草和清耕0cm-40cm土层丰度较大菌属的数量明显多于红三叶生草和黑麦草生草土壤。清耕40cm-60cm土层丰度较大菌属的数量明显少于另外3种生草土壤。可见,与清耕对照比较,3种生草制度均影响了土壤细菌的群落结构,相对丰度较大土壤细菌的种类因生草制度的不同而异。(2)在门的分类水平,黑麦草生草和清耕土壤真菌的相对丰度明显大于自然生草和红三叶,尤其体现在40cm-60cm深土层。自然生草土壤接合菌(Zygomycota)的相对丰度较大,而黑麦草生草和清耕土壤子囊菌(Ascomycota)和担子菌(Basidiomycota)的相对丰度较大,红三叶生草土壤这三类真菌的比例与自然生草土壤接近,但相对丰度略小;在属的分类水平,红三叶生草土壤20cm-40cm和40cm-60cm土层丰度较大的真菌种类少于自然生草和黑麦草生草土壤。清耕40cm-60cm土层无明显丰度较大的真菌。可见,与清耕对照比较,3种生草制度均影响了土壤真菌的群落结构,相对丰度较大土壤真菌的种类因生草制度的不同而异。(3)3种生草制均提高了苹果园土壤有机质的含量,其中红三叶生草提高20cm~40cm土层有机质含量的作用尤其明显。红三叶生草3个深度土壤微生物的碳源利用能力均较强,明显提高了10cm-20cm和20cm-30cm土层微生物的碳源利用能力。自然生草10cm-20cm土层微生物的碳源利用能力较强,而0cm-10cm和20cm-30cm土层较弱。黑麦草生草3个深度土壤微生物的碳源利用能力均较弱。清耕0cm-10cm土层微生物的碳源利用能力明显高于另外3种生草土壤,而在10cm-20cm和20cm-30cm土层其碳源利用能力较低。可见,果树行间不同生草制影响了苹果园土壤微生物的碳源利用能力。(4)3种草茎叶的的化学成分组成差异较大,C/N值差异显著(P<0.05),红三叶茎叶>黑麦草茎叶>自然生草茎叶;自然生草和黑麦草茎叶中多糖的含量相对较高,而红三叶草茎叶中木质素、脂类和含氮化合物的含量相对较高。(5)自然生草和红三叶草茎叶分解对土壤真菌群落结构的影响较大,而对细菌群落结构的影响较小。黑麦草茎叶分解对土壤细菌群落结构的影响较大,而对真菌群落结构的影响较小;由土壤氨基糖含量可知,自然生草茎叶分解显著(P<0.05)抑制了土壤真菌的增殖,而红三叶草茎叶分解显著(P<0.05)促进了土壤真菌的增殖,黑麦草茎叶的分解对真菌数量的影响不显著(P>0.05);三种草茎叶分解均显著(P<0.05)促进了土壤细菌的增殖,红三叶草茎叶的促进作用最大,而黑麦草茎叶的促进作用最小。可见,草茎叶分解影响了土壤微生物的群落结构及生物量。(6)3种草茎叶分解均提高了土壤微生物的碳源利用能力,自然生草茎叶分解提高的幅度最大,黑麦草茎叶提高的幅度最小。另外,3种草茎叶分解均显著提高了土壤纤维素酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶和脲酶活性。(7)3种草茎叶接种生草土壤微生物分解对盆栽山定子苗PSⅡ最大光化学效率均无显著(P>0.05)的影响,而对山定子幼苗的生长量有一定的促进作用,但不显著(P>0.05)。黑麦草茎叶接种黑麦草生草土壤微生物分解明显抑制了山定子幼苗叶绿素的合成。