不同林龄闽楠人工林土壤微生物和酶活性研究

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhiyuanboxue
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为了明确不同林龄闽楠人工林土壤化学性质、微生物和酶活性的演变特征,为改善闽楠人工林土壤质量以及闽楠人工林可持续经营提供科学依据。本文通过不同林龄闽楠人工林5年生、10年生、15年生和40年生4种林龄各设置3块标准地,共12块标准地进行土壤样品的采集,测定样地内土壤22项化学指标、4项酶活性指标和3项微生物生物量指标,及闽楠人工林土壤真菌和细菌测序数据,运用相关性分析开展对湖南省闽楠人工林土壤微生物和酶活性的研究,主要结论如下:(1)不同林龄闽楠人工林之间土壤化学性质指标:pH、有机碳、全氮、全磷、全钾、水解氮和有效态的磷、钙、镁、铁、锰、铜、锌、硼,以及重金属铝、钡、钴、镉、铬、铅、镍和钒元素含量具有显著性差异(p<0.05)。5年生闽楠人工林中土壤全钾和有效铁元素的含量丰富,有效态的磷、钙、镁、锰、锌和硼,及重金属钡和钴元素的含量普遍偏低。10年生闽楠人工林中土壤水解氮和有效硼的含量丰富,全氮、全磷、全钾以及重金属镉、铅和镍元素的含量普遍偏低。15年生闽楠人工林中土壤pH、全氮、和有效态的磷、钙、镁、锰、锌,以及重金属钡、钴和镉元素的含量丰富,有效态铜的和铁以及重金属铝和铬的含量普遍偏低。40年生闽楠人工林中土壤全磷、有效铜以及重金属铝、铬、铅、镍和钒元素的含量丰富,有机碳和水解氮的含量普遍偏低。(2)不同林龄闽楠人工林之间土壤酶活性和微生物生物量指标:脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶,以及微生物生物量C、N、P具有显著性差异(p<0.05)。其中,5年生闽楠人工林中土壤蔗糖酶和酸性磷酸酶活性较高。10年生闽楠人工林中土壤过氧化氢酶活性较高。15年生闽楠人工林中土壤脲酶和过氧化氢酶活性较低。40年生闽楠人工林中土壤脲酶活性较高,而在蔗糖酶和酸性磷酸酶中活性偏低。微生物生物量C、N、P的含量均随林龄的增加呈增加的趋势,大小顺序为40年生>15年生>10年生>5年生。(3)不同林龄闽楠人工林土壤化学性质间存在相关性,土壤酶活性和微生物生物量与土壤化学性质也显著相关,土壤化学性质全氮、全磷、有效磷,有效态的钙、锰和锌以及重金属元素镉、钡和铅是土壤酶活性和微生物生物量变化的敏感因素。(4)细菌群落结构和多样性在不同林龄闽楠人工林中具有显著差异(p<0.05),其中变形菌门(30.87%)、酸杆菌门(26.98%)、绿弯菌门(16.49%)和放线菌门(9.80%)作为闽楠人工林的主要优势菌门。绿弯菌门和GAL15均在10年生闽楠人工林中的相对丰度显著高于5年和15年生闽楠人工林,厚壁菌门在5年生闽楠人工林中的相对丰度显著高于15年和40年生闽楠人工林。闽楠人工林细菌多样性中,15年生闽楠人工林细菌多样性指数Simpson均匀度指数、Ace丰富度指数和Chao1丰富度指数均高于其它林龄。10年生闽楠人工林Shannon均匀度指数显著高于15年生,15年生闽楠人工林Simpson均匀度指数显著高于5年生和10年生,15年生闽楠人工林Ace丰富度指数和Chao1丰富度指数均显著高于40年生。(5)土壤细菌结构和多样性与土壤化学性质相关性显著,土壤化学性质全氮、全磷、有效磷,有效态的锰和硼以及重金属元素镉、钡和钴是土壤细菌结构变化的敏感因素;土壤化学性质全氮、全磷、pH,有效态的锰、铜和铁以及重金属元素钡和钴是土壤细菌多样性变化的敏感因素。(6)真菌群落结构和多样性在不同林龄闽楠人工林中具有显著差异(p<0.05),其中担子菌门(36.04%)、子囊菌门(28.50%)、接合菌门(2.38%)作为闽楠人工林的主要优势菌门,担子菌门在15年生闽楠人工林中的相对丰度显著高于其它林龄,子囊菌门在40年生闽楠人工林中的相对丰度显著高于其它林龄。闽楠人工林真菌多样性中,40年生闽楠人工林真菌多样性指数Shannon均匀度指数、Ace丰富度指数和Chao1丰富度指数均高于其它林龄。15年生闽楠人工林Shannon均匀度指数显著低于其它林龄,而Simpson均匀度指数显著高于其它林龄,40年生闽楠人工林Ace丰富度指数显著高于15年生,5年生和40年生闽楠人工林Chao1丰富度指数显著高于10年生和15年生。(7)土壤真菌结构和多样性与土壤化学性质相关性显著,土壤化学性质有机碳、水解氮、pH,有效态的铁、锰和锌以及重金属元素钡和钴是土壤真菌结构变化的敏感因素;土壤化学性质有机碳、有效磷、pH,有效态的铜和铁以及重金属元素镍、铬和铝是土壤真菌多样性变化的敏感因素。
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