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皖北淮河平原幼龄‘中山杉118’根际与非根际细菌特征分析

2024-06-27成彦丽陈鸿杨溪韩永友徐晨张远兵

广西植物 2024年5期
关键词:高通量测序土壤养分根际

成彦丽 陈鸿 杨溪 韩永友 徐晨 张远兵

DOI: 10.11931/guihaia.gxzw202208043

成彦丽, 陈鸿, 杨溪, 等, 2024.

皖北淮河平原幼龄‘中山杉118根际与非根际细菌特征分析 [J].

广西植物, 44(5): 852-862.

CHENG YL, CHEN H, YANG X, et al., 2024.

Rhizosphere and non-rhizosphere bacterial characteristics analysis of young Taxodium ‘Zhongshanshan 118 in Huaihe Plain of North Anhui [J].

Guihaia, 44(5): 852-862.

摘  要:  为探究生态景观绿化树种‘中山杉118对皖北淮河平原土壤生态系统的影响,该研究分析了其根际与非根际土壤养分差异、微生物类群及其影响因子。结果表明:(1)4年生‘中山杉118根际对大量元素的富集能力较弱,水解性氮和有效磷出现亏欠现象,全氮与非根际持平,对全磷、全钾和速效钾有低程度的富集;‘中山杉118根际对微量元素铁、铜、锰的富集能力较强,其中根际有效锰含量显著高于非根际;‘中山杉118根际与非根际土壤均为碱性,根际pH略小于非根际,而根际的电导率则大于非根际,根际对速效钠、速效镁、速效钙有一定程度的富集,对有机碳和有机质也有一定的富集性。(2)Anosim组间群落结构差异显著性检验R值为0.224 (P=0.022),R值显著大于0,表明‘中山杉118根际与非根际细菌群落差异显著。‘中山杉118根际与非根际共有5 283个OTUs,根际特有1 307个,非根际特有1 265个。(3)根际细菌多样性略小于非根际,两者的优势菌种为厚壁菌门、变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、粘球菌门、放线菌门、泉古菌门,其中仅酸杆菌门与有效磷呈显著正相关,丰度较高的菌种中厚壁菌门、拟杆菌门在根际的含量分别为17.94%、5.21%,高于非根际1.84%、3.90%,并且两者与环境因子相关性不显著;梭菌纲、拟杆菌纲和芽孢杆菌纲在根际的丰度比非根际分别高出14.05%、1.32%、2.06%。(4)UPGMA聚类树表明,‘中山杉118根际R4样品独聚一枝,非根际样品NR4和NR5聚为一枝,NR1、NR2和NR3与根际R1、R2、R3、R5聚为一枝,R4的物种多样性及物种丰度明显低于其他样品且分布不均匀。综上认为,尽管幼龄‘中山杉118根际效应较弱,但其是根际厚壁菌门和拟杆菌门富集的主要因素,栽培过程中应多补充微量元素,适量补充大量元素。

关键词: ‘中山杉118, 根际, 非根际, 细菌, 土壤养分, 高通量测序

中图分类号:  Q948.12

文献标识码:  A

文章编号:  1000-3142(2024)05-0852-11

收稿日期:  2023-04-05  接受日期: 2023-07-22

基金项目:  安徽省高校自然科学研究项目(KJ2021A0861); 宿州市国家生态园林城市创建及既有公共绿地养护管理提升研究项目(880456); 安徽科技学院校级人才引进自然科学项目(JZYJ202001)。

第一作者: 成彦丽(1990—),博士,讲师,研究方向为园林植物与应用,(E-mail)122489527@qq.com。

*通信作者:  张远兵,教授,研究方向为园林植物与应用,(E-mail)1264307813@qq.com。

Rhizosphere and non-rhizosphere bacterial characteristics

analysis of young Taxodium ‘Zhongshanshan 118

in Huaihe Plain of North Anhui

CHENG Yanli1, CHEN Hong1, YANG Xi2, HAN Yongyou2,

XU Chen1, ZHANG Yuanbing1*

( 1. College of Architecture, Anhui Science and Technology University, Bengbu 233100, Anhui, China;

2. Suzhou Garden Management Service Center, Suzhou 234000, Anhui, China )

Abstract:  In order to explore the effects of ecological landscaping tree species Taxodium ‘Zhongshanshan 118 on soil microbial ecosystem in Huaihe Plain of north Anhui Province, the differences in soil nutrients levels, microbial communities structures and their influencing factors between the rhizosphere (R) and non-rhizosphere (NR) were analyzed. The results were as follows: (1) The 4-year-old Taxodium ‘Zhongshanshan 118 rhizosphere had a low enrichment capacity for macronutrients, resulting in a deficiency of hydrolyzable nitrogen and available phosphorus. The R had similar levels of total nitrogen, and lower levels of total phosphorus, total potassium and available potassium than the NR soil. The R had a strong enrichment ability for microelements (iron, copper, manganese). And the available manganese content in the R was significantly higher than that in the NR. Both the R and the NR soils of Taxodium ‘Zhongshanshan 118 were alkaline. The R had a slightly lower pH and a higher electrical conductivity than the NR. The R had a certain degree of enrichment for available sodium, available magnesium and available calcium, as well as for organic carbon and organic matter. (2) Based on the Anosim analysis of community structure between groups, the R value was 0.224 (P=0.022), which was significantly greater than 0, indicating significant differences between the bacterial communities of the R and the NR of Taxodium ‘Zhongshanshan 118. The total number of OTUs in the R and the NR was 5 283. There were 1 307 unique OTUs in R and 1 265 OTUs in NR. (3) The R had a slightly lower bacterial diversity than the NR. The dominant phylum in both the R and the NR were Firmicutes, Proteobacteria, Acidobacteriota, Bacteroidetes, Chloroflexi, Myxococcota, Actinobacteria, and Crenarchaeota. Among them, only Acidobacteriota showed a significant positive correlation with available phosphorus. The R had higher abundances of Firmicutes (17.94%) and Bacteroidetes (5.21%) than the NR (1.84% and 3.90%), respectively. Neither of them had a significant correlation with environmental factors. The R had higher abundances of Clostridia, Bacteroidia and Bacilli than the NR by 14.05%, 1.32% and 2.06%, respectively. (4) The UPGMA clustering analysis showed that R4 was isolated from the other samples. NR4 and NR5 formed a cluster, NR1, NR2 and NR3 clusted with R1, R2, R3 and R5. R4 had lower species diversity and abundance than the other samples, and had an uneven distribution of taxa. In conclusion, despite the weak rhizosphere effect of young Taxodium ‘Zhongshanshan 118, it was the main factor for the enrichment of Firmicutes and Bacteroidetes in the rhizosphere. And more microelements and a moderate amount of macroelements should be applied in the cultivation process.

Key words:  Taxodium ‘Zhongshanshan 118, rhizosphere, non-rhizosphere, bacterial, soil nutrients, high throughput sequencing

皖北淮河平原地处亚热带北缘和以北地区,地势平坦,耕地较多。由于园林绿化植物和农作物在气候不稳定的年份易遭受极端天气如冻害、寒害的破坏,造成巨大的经济损失,因此需种植高大乔木和农田防护林来维护生态系统的稳定。应用于该地区城乡绿化、农林林网等的速生乔木主要有杨树、法国梧桐、枫香等,种类十分有限,不利于形成稳定、完整的造林结构。中山杉(Taxodium ‘Zhongshanshan 118)是落羽杉(T. distichum)、池杉(T. ascendens)、墨西哥落羽杉(T. mucronatum)杂交获得的优良无性系后代的总称。该类林木品种生长迅速,年胸径、高生长量分别为1.5~2 cm、1.5~2 m,最终可形成高30~50 m、形如宝塔的通直大树(殷云龙等,2014;Cheng et al.,2015)。同时,其叶色在生长季为深绿,在秋冬为橘黄色,病虫害较少,抗12 级台风,无病虫害,寿命长可达三千年,是一种优良的生态绿化景观树种(王紫阳等,2015;Wang et al. 2016)。中山杉速生的林学性状与其对生长土壤中水分和养分的利用效率关系密切,其中植物的根际和非根际微生物对土壤养分的分解和转化有着显著的促进作用(刘子雄等,2005)。

根际是指植物根系周围14 mm的微域,超过这个范围被视作非根际土壤。根际是植物根系与土壤的一个特殊界面。在这个特殊的微域,植物、土壤、微生物三者之间的物质与能量交换最为活跃,对生态系统中的养分循环具有重要作用。土壤细菌是土壤生态系统的重要组成部分,占土壤微生物总量的70%~90%(李新等,2016;徐丽霞和何永吉,2019;伍文宪等,2020)。有研究表明,根际促植物生长细菌(PGPR)可以通过自身代谢活动将土壤营养物质分解、转化为植物可吸收利用的形态,从而促进植物生长(Bhattacharyya & Jha, 2012;李岩等,2018)。由于部分细菌分泌的酶、激素等物质可提高植物的适应性,如抗干旱、盐碱以及病原体侵害等,为植物健康生长提供保障,因此根际微生物与植物生长和健康密切联系(邱洁等,2019)。同时,植物又可通过根系活动改变根际土壤的养分含量及其他理化性质,进而改变根际微生物群落的组成,使得根际与非根际土壤微生物群落组成和多样性具有差异(葛应兰和孙廷,2020;郭辉和唐卫平,2020)。

‘中山杉118[(Taxodium distichum × Taxodium mucronatum ) × Taxodium mucronatum]是‘中山杉302与其父本墨西哥落羽杉回交得到的优良品种,是国家林业和草原局林木良种审定委员会认定的良种(编号:国 R-SC-TD-001-2006)(殷云龙等,2019)。‘中山杉118具有速生、观赏价值高、耐盐碱、耐水湿等优点,已经广泛应用于园林绿化、农田林网和河湖滩涂等生态系统(马林等,2011)。目前,关于‘中山杉118的研究主要集中在优良品种的引种应用、繁育栽培、杂交育种、杂交优势利用与机理分析、耐水淹胁迫机理、材质等方面,而对其与土壤生态系统的互作鲜有报道。因此,本文以4年生‘中山杉118根际和非根际土壤为研究对象,基于16S rRNA高通量测序技术,揭示两者土壤细菌的群落结构、物种组成和差异及其与土壤理化因子的关系,明确‘中山杉118对土壤质量和土壤微生物的影响,以期为探究‘中山杉118速生林学性状与土壤理化性质和微生物的关系提供基础数据。

1  材料与方法

1.1 样品采集

采样地位于安徽省宿州市埇桥区宿州植物园(116°09′—118°10′ E、33°18′—34°38′ N),地处安徽北部,淮河平原腹地。‘中山杉118种植基地大小为100 m × 200 m,地势平坦,立地条件一致,土壤类型为黄壤土。供试材料‘中山杉118(1年生扦插苗)购于江苏靖江,现为4年生幼苗。对‘中山杉118在大田种植过程中采用人工除草,适时浇水、施肥,所施肥料为尿素。2020年6月下旬,避开园路,随机选取一块大小为50 m × 50 m的样地,先基于对角线选取中心样点,再在对角线上选取4个与中心样点距离相等的点作为样点,即采用五点法选取‘中山杉118土壤样品;分别在5个采样点上挖取‘中山杉118的完整根系,去除根部大块土壤,晃动根部落下来的松散土壤作为非根际土壤样品,分别标记为NR1、NR2、NR3、NR4和NR5,使用无菌刷收集相对应的根部残留的土壤作为根际土壤样品,分别标记为R1、R2、R3、R4和R5。

1.2 方法

1.2.1 土壤理化性质测定  用玻璃电极法测定土壤pH;电极法测定电导率;重铬酸钾氧化-外加热法测定土壤有机碳及有机质含量;硫酸-加速剂消解,凯氏法测定全氮含量;采用NaOH碱熔,钼锑抗分光光度法测定土壤全磷含量,原子吸收分光光度法测定土壤全钾含量;碱解扩散法测定水解性氮含量;碳酸氢钠浸提,钼锑抗比色法测定土壤速效磷含量;乙酸铵浸提-原子吸收法测定土壤速效钾含量;DTPA-TEA浸提法,ICP-AES测定土壤有效铜锌铁锰;乙酸铵浸提-ICP-AES 测定土壤速效钠镁钙含量(薛会英等,2021;张金波等,2022)。每个指标均重复测定3次。

1.2.2 基因组DNA提取、PCR扩增及序列分析  采用CTAB法提取样本基因组DNA,并检测其纯度和浓度。使用高效高保真酶Phusion High-Fidelity PCR Master Mix with GC Buffer,基于引物515F:5′-GTGCCAGCMGCCGCGG-3′,806R:5′-GGACTACHVG

GGTWTCTAAT-3′扩增细菌16S V4区。回收目标产物后构建文库,检测合格后上机测序。使用FLASH version 1.2.7(http://ccb.jhu.edu/software/FLASH/)和Qiime version 1.9.1(http://qiime.org/scripts/split_libraries_fastq.html)对Illumina NovaSeq测序的下机数据(Raw PE)进行拼接和质控得到Clean Tags,利用vsearch version 1.3.0(https://github.com/torognes/vsearch/)进行嵌合体过滤,得到用于后续分析的有效数据(Effective Tags)。利用Uparse version 7.0.1001(http://www.drive5.com/uparse/)软件先将97%一致的有效数据进行聚类,再采用Mothur方法(Edgar,2013)与SILVA138的SSUrRNA(http://www.arb-silva.de/)数据库对OTUs的序列进行物种注释。

1.2.3 数据分析  基于R软件对‘中山杉118根际与非根际的土壤理化因子进行独立样本t检验,计量数据以x±sx表示,P<0.05表示差异有统计学意义。通过根际富集率E(enrichment ratio)反映养分的富集程度,计算公式为E=[(根际含量-非根际含量)/非根际含量]×100%(杨阳和刘秉儒,2015;马源等,2019)。

使用Qiime Version 1.9.1软件统计各样本的多样性指数,通过R软件中的函数对根际与非根际的多样性差异进行秩和检验。基于R vegan包的Anosim函数完成根际与非根际组间差异显著性检测,组间差异程度用R值表示,R>0表示组间差异大于组内差异,R<0表示组间差异小于组内差异,P值则表示差异是否显著。用Qiime软件计算Unifrac距离,构建UPGMA样本聚类树。先用R软件中psych包分析环境因子与微生物丰富度之间Spearman相关系数,系数介于-1~1之间,其大于0为正相关,而小于0则为负相关,再用pheatmap包对结果进行可视化。

2  结果与分析

2.1 根际与非根际土壤理化性质分析

由表1可知,宿州市植物园‘中山杉118种植土壤为碱性土壤, 样品根际土壤(R)pH值均略低于非根际土壤(NR),土壤电导率均大于非根际土壤。基于R语言的独立样本t检验表明,根际与非根际的土壤除有效锰显著大于非根际之外(P<0.05),其他理化因子差异均不显著(P>0.05)。通过平均值和根际富集率分析发现,‘中山杉118根际对有效铁(44.21%)、有效铜(27.38%)、有效锰(26.59%)、速效钠(23.92%)、有机碳(8.22%)、有机质(8.15%)、速效镁(7.73%)、全磷(6.52%)、速效钙(4.20%)、速效钾(3.73%)、全钾(3.09%)均有一定的富集性,其中有效铁、有效锰和有效铜的富集程度较高;全氮在根际与非根际土壤之间持平;而水解性氮、有效锌、有效磷出现赤贫现象,分别亏欠2.14%、14.95%和34.43%。

2.2 根际与非根际土壤微生物多样性分析

本研究测序深度指数变化范围为0.980~0.997,Q20的变化范围为98.79%~99.44%,GC含量的变化范围为52.77%~57.43%,Effective Tags的数目与Raw PE数目的百分比(Effective%)的变化范围为70.44%~81.23%,表明测序深度大、质量高。整体分析表明,‘中山杉118根际土壤微生物物种数目、Chao1、ACE、Simpson、Shannon和PD whole tree指数的平均值分别为240、3 828.033、3 733.681、0.984、9.157、186.018,均略低于非根际3 743、4 096.895、4 151.882、0.997、10.019、213.703,根际与非根际之间的多样性指数差异不显著(表2)。就单个样品而言,根际样品R4的物种多样性及物种丰度明显低于其他样品,并且分布十分不均匀(表2,图1)。

2.3 土壤微生物群落结构分析

基于Anosim组间群落结构差异显著性检验结果,组间差异R值为0.224(P=0.022),R值显著大于0,说明‘中山杉118根际与非根际微生物群落之间差异显著。‘中山杉118根际与非根际共有5 283个OTUs。根际特有1 307个OTUs,占根际总OTUs总数的19.97%,非根际特有1 265个OTUs,占非根际总OTUs总数的19.45%,根际特有OTUs大于非根际。对OTUs注释后发现‘中山杉118根际和非根际所涉及微生物来自细菌界和古细菌界,可归属为89门182纲371目489科735属,能具体鉴定到种级别的微生物有313种。UPGMA聚类树表明,‘中山杉118根际R4样品独聚一枝,非根际样品NR4和NR5聚为一枝,NR1、NR2和NR3与其他根际样品聚为一枝(图1)。

2.4 土壤微生物群落组成

由图2:A可知,‘中山杉118根际与非根际土壤细菌群落中的优势类群虽一致,但所占比例不同。‘中山杉118优势细菌有厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、粘球菌门(Myxococcota)、放线菌门(Actinobacteria)、泉古菌门(Crenarchaeota),在根际与非根际土壤中占其总细菌门类的比例分别是17.94%、25.61%、7.29%、5.21%、3.03%、3.14%、3.63%、1.19%和1.84%、30.98%、9.81%、3.90%、3.12%、3.71%、5.55%、2.08%。其中,厚壁菌门、拟杆菌门在根际的丰度比非根际分别高出16.19%和1.31%。R4样品中厚壁菌门作为主要细菌类群,占其总细菌门类的比例为76.77%(图1)。

梭菌纲(Clostridia)、γ-变形杆菌纲的细菌纲(Gammaproteobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteo-bacteria)、拟杆菌纲(Bacteroidia)、芽孢杆菌纲(Bacilli)、衣原体纲(Chlamydiia)、Vicinami-bacteria、全噬菌纲(Holophagae)在‘中山杉118根际与非根际土壤中占其总细菌纲类的比例分别是15.08%、17.14%、8.47%、5.19%、2.82%、4.46%、2.44%、0.83%和1.03%、19.88%、11.09%、3.87%、0.76%、6.79%、2.98%、2.18%(图2:B)。梭菌纲、拟杆菌纲和芽孢杆菌纲在根际的丰度比非根际分别高出14.05%、1.32%、2.06%。R4样品中梭菌纲占其总细菌纲类的比例为66.73%。

2.5 微生物与环境因子的相关分析

Spearman分析表明,有机碳、有机质、全氮和粘球菌门呈极显著正相关,有效磷与酸杆菌门和肠杆菌门呈显著正相关,衣原体门(Chlamydiae)与电导率、速效钾和速效镁呈显著负相关,有效锌与SAR324 clade呈显著负相关(图3:A)。α-变形菌纲与pH、干湿比呈显著正相关,与电导率、全磷、全钾、水解性氮、速效钾、有效锰、有效铜、速效钠、速效钙和速效镁呈显著负相关,全氮与芽孢杆菌纲呈显著负相关,有效锌与拟杆菌纲1、α-变形菌纲1和γ-变形杆菌纲1呈显著负相关,全氮与多囊粘菌纲(Polyangia)和Myxococcia呈显著正相关,全钾与Vicinamibacteria 1呈显著负相关,水解性氮与厌氧绳菌纲(Anaerolineae)呈显著负相关,有效磷与嗜热油菌纲(Thermoleophilia)呈显著正相关,全磷与Longimicrobia呈显著负相关,全钾和速效镁与KD4.96呈显著负相关(图3:B)。

3  讨论与结论

3.1 根际与非根际土壤理化性质差异分析

土壤理化性质可以反映土壤质量,土壤质量对于植物的生长和发育至关重要,长期种植特定植物会反作用于土壤质量和土壤生态系统(葛艺等,2019; 仝利红等,2019)。幼龄‘中山杉118根际的水解性氮和有效磷出现亏欠现象,全氮与非根际土壤持平,对全磷、全钾和速效钾有一定程度的富集,但富集程度较低。这表明幼龄‘中山杉118在生长旺期对土壤中大量元素的富集能力较弱。‘中山杉118根际土壤中的有效锰含量显著高于非根际,有效锰是指土壤中植物可以直接利用的锰,锰元素与植物的光合作用、酶的代谢和植物糖类物质的积累等生理生化过程有着密切联系。同时,‘中山杉118对有效铁、有效铜也有着高水平的富集,铁在植物光合作用与养分积累过程中起着重要作用,铜具有可以稳定叶绿素的功能,参与植物的呼吸代谢,这表明在常规栽培条件下幼龄‘中山杉118对微量元素铁、锰、铜表现出较强的根际正效应以满足自身的生长需求。‘中山杉118对速效钠、速效镁、速效钙的富集程度较低,并且根际的电导率略高于非根际,表明‘中山杉118体内不仅可以积累少量的Na+,还可以选择性的吸收和运输Ca2+、Mg2+、K+,以保持与Na+间的平衡,进而提高其耐盐性(马海燕等,2008;於朝广等,2016)。有机碳和有机质可以表示土壤的肥沃程度,‘中山杉118根际对其有一定的富集性,表明‘中山杉118根际潜在的肥力高于非根际。

幼龄‘中山杉118根际与非根际土壤间的理化性质,仅有效锰差异显著。这表明‘中山杉118幼树根系对土壤理化性质的影响力不大,根际效应不强。童琪等(2019)对不同龄组南酸枣根际与非根际土壤养分特征分析表明,3年生的南酸枣仅对全氮有富集作用,并且只有全氮含量在根际与非根际土壤间存在显著性差异,15年生和30年生的南酸枣对土壤全氮、全磷、水解性氮、有效磷、全钾、速效钾均存在富集作用,即幼龄南酸枣的根际效应较弱。宋鑫等(2014)对青藏高原1、2、3龄紫穗槐根际与非根际土壤养分变化分析发现,幼龄植物根际与非根际的土壤理化因子差异较小,随着种植年限的增加,紫穗槐培肥土壤效果明显。处于生长旺季的幼龄‘中山杉118根际对大量元素氮、磷、钾的富集程度较低,对微元素铁、锰、铜的富集程度较高,对Ca2+、Mg2+、Na+有一定程度的富集,可为‘中山杉118栽培施肥提供参考。

3.2 根际与非根际土壤细菌差异分析

‘中山杉118根际与非根际土壤细菌群落间差异显著,根际细菌多样性略低于非根际,根际特有1 307个OTUs。该趋势与毛竹林等植物的研究结果一致,推测是植物根系主动过滤与抑制部分微生物,从而导致根际微生物低于非根际(李怡等,2019)。另有研究表明,干旱、低温、高温、高湿等环境因子引发了刺槐林、鬼箭锦鸡儿、梧桐山毛棉杜鹃等植物根系分泌物增加,根际细菌选择性增强,最终导致根际微生物多样性低于非根际(丁新景等,2017;李媛媛等,2022;彭金根等,2022)。2020年6月,宿州地区的平均降雨量为45.6 mm,多云12 d、降雨10 d、晴4 d、阴4 d,白天平均温度为30.2 ℃,夜间平均温度为20.5 ℃,高温高湿促进了土壤细菌的增殖,而植物根系的分泌物使根际选择与抑制部分微生物的增长,最终导致细菌在根际形成负效应。

‘中山杉118根际菌类丰度较高的细菌类别中厚壁菌门、拟杆菌门的含量高于非根际且两者与环境因子不相关,植物类别是其富集的主要因素。厚壁菌门主要包括芽孢杆菌纲和梭菌纲(Wolf,2004;曹护群等,2019;陈蒙恩等,2021)。芽孢杆菌纲可用于降解土壤中难溶化合物、降解原油、固定空气中的氮素、防治植物病虫害、处理工业废水等(宋兆齐等,2015;张成明等,2021;吕睿等,2022)。梭菌纲一般为专性厌氧菌,主要分布在动物肠道、高温堆肥以及沼气发酵系统等无氧环境中,往往具有很强的降解能力和代谢活性,已成为各种工业酶及重要代谢产物的优良生产菌株(彭柯等,2021)。拟杆菌门具有更多的植物促生菌,是玉米秸秆固态厌氧消化过程中的主要菌类(吕燕红等,2020;董浩等,2021)。‘中山杉118根际土壤富集的厚壁菌门、拟杆菌门的细菌类群可能促进了土壤养分的快速积累,并转化为植物可吸收的营养成分。Spearman分析表明根际与非根际丰度均较高的酸杆菌门仅与有效磷呈显著正相关,土壤理化性质分析表明有效磷在根际含量较低,这与酸杆菌门在根际丰度较低一致。在丹麦全尺寸活性污泥废水处理厂(WWTP)中,酸杆菌门类群丰富,潜在参与了氮和磷的去除和铁的还原(Kristensen et al.,2021)。有机碳、有机质、全氮和粘球菌门呈极显著正相关。进一步研究相关环境因子对微生物丰度调节方式,可应用于‘中山杉118栽培实践中。

‘中山杉118作为速生树种,一般5~6年即可进入速生期,本研究选择4年生‘中山杉118幼龄林的根际和非根际土壤作为研究对象,仅可为幼龄‘中山杉118根际与非根际细菌的结构、类型、分布特征和影响因素提供基础数据和参考。因此,进一步研究应考虑‘中山杉118不同林龄根际与非根际土壤微生物的特征和影响因素,为其营造可持续经营的人工林提供理论基础。同时,应展开‘中山杉118水淹与正常条件下根际与非根际的土壤微生物特征研究,进一步综合探讨其耐水淹机制。

参考文献:

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(责任编辑  蒋巧媛  王登惠)

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