【摘 要】
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刺槐（Robinia pseudoacacia L.）是黄土高原栽植的主要树种,对该区域生态系统的稳定和可持续发展具有重要作用;而根际微生物是生态系统的驱动者和响应者。尽管已有研究表明刺槐林木-土壤-微生物之间存在互作关系,但是土壤微生物群落对刺槐人工林生态功能的发挥及其作用机制尚不清楚。本文以黄土高原沟壑区不同林龄的刺槐人工林（10年生,20年生,32年生）为研究对象,采用高通量测序技术明确了不
【基金项目】
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“十三五”国家重点研发计划项目“高塬沟壑区固沟保塬生态防护与苹果产业提质增效技术及示范”（2016YFC0501706-01）；
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刺槐（Robinia pseudoacacia L.）是黄土高原栽植的主要树种,对该区域生态系统的稳定和可持续发展具有重要作用;而根际微生物是生态系统的驱动者和响应者。尽管已有研究表明刺槐林木-土壤-微生物之间存在互作关系,但是土壤微生物群落对刺槐人工林生态功能的发挥及其作用机制尚不清楚。本文以黄土高原沟壑区不同林龄的刺槐人工林（10年生,20年生,32年生）为研究对象,采用高通量测序技术明确了不同发育阶段根际差异微生物和共现网络中的关键物种;同时采用稀释平板法从刺槐人工林根际土壤中筛选出具有促生特性的优势细菌;以共发生网络中的关键微生物、根际优势促生细菌为依据,构建了人工合成群落,并探究了其对刺槐生长的影响,取得的主要研究结果如下:（1）在刺槐人工林的生长发育过程中,根际土壤速效磷含量逐渐下降,植株生长受土壤磷限制的程度逐渐加重。根际细菌群落以Subgroup＿6属、假单胞菌属（Pseudomonas）、KD4-96属、链霉菌属（Streptomyces）为主。随着林龄的增加,Arthrobacter、Kribbella等属相对丰度显著升高,Ramlibacter、MND1等属表现出相反趋势。不同林龄间根际细菌网络结构存在显著差异,32年生刺槐林网络结构最简单,模块化程度最高,但物种间竞争最强;关键物种由10年生刺槐人工林中的1个属（Ramlibacter）变为32年生刺槐人工林中5个属,分别为慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia、Pseudolabrys、Subgroup＿17、Ramlibacter,这些属主要在土壤磷循环中起作用。土壤p H值、有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、N:P、C:P是刺槐林根际细菌群落变化的重要驱动因子。（2）从刺槐林根际共分离出256株根际细菌,其中60株具有解磷能力,溶磷量在2.24μg/m L-72.33μg/m L之间;135株具有固氮能力;40株具有产IAA的能力,产IAA的量为2.54μg/m L-8.14μg/m L;10株具有抗旱性,在PEG 6000浓度为25%时菌株生长较好。结合各菌株的促生特性筛选出的17株优势促生菌分别属于假单孢菌属（Pseudomonas sp.）、沙雷氏菌属（Serratia sp.）、芽孢杆菌属（Bacillus sp.）、鞘氨醇杆菌属（Sphingobacterium sp.）、叶瘤杆菌属（Phyllobacterium sp.）及Acidovorax属。此外,对共现网络中的关键物种和根际优势促生菌株的序列进行比对,并将根际优势促生菌紫金牛叶瘤杆菌（Phyllobacterium myrsinacearum）及Acidovorax temperans确定为根际细菌群落共现网络中的关键物种。（3）按照功能叠加增效原则,将共现网络中的关键物种和根际优势促生细菌进行组合,构建了4个合成群落,并用缺磷土壤（32年生刺槐林土壤）进行盆栽试验验证合成群落的功能。研究发现:接种合成群落后,土壤碱性磷酸酶、脲酶活性较对照分别增加了17.69%-59.23%和1.65-2.90倍;土壤养分含量则增长为对照的1.61-2.70倍、1.07-1.54倍及1.23-1.46倍;根系活力提高为对照的1.76-5.79倍;而刺槐叶片N:P较对照下降了49.27%-71.09%。合成群落的接种有效缓解了刺槐植株受到的磷限制。
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