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三江湿地土壤微生物群落结构的多样性分析

陈会海  
【摘要】:采用PCR-DGGE技术,研究毛苔草湿地土壤、小叶章湿地土壤(氮肥施用量分别为0、20、40和60kg/hm2)和岛状林湿地土壤在生长期(2010年7月和2011年6月)和凋落期(2010年10月)的细菌、真菌和反硝化细菌群落结构变化规律。研究结果如下: 1、同一季节,施肥处理的小叶章湿地土壤真菌群落的多样性指数,在2010年7月、10月和2011年6月湿地土壤真菌群落的多样性指数分别升高了0.270、0.150和0.050。表明施氮肥能够改变湿地土壤真菌的群落结构。然而,施肥量为60kg/hm2时,土壤真菌的多样性指数会下降。而对于土壤细菌来说,与未施加氮肥的小叶章湿地土壤相比,施加氮肥反而会在植物的生长期降低土壤细菌的群落多样性指数。但施氮肥对于土壤细菌的群落多样性指数影响较小,并没有其对于土壤真菌的群落多样性指数的影响程度大。另外,与未施加氮肥的小叶章湿地土壤相比,施加氮肥为20-60kg/hm2的小叶章湿地土壤样品的中反硝化细菌的条带数明显增多,说明施加氮肥可以增加土壤反硝化细菌的种类。而且施加氮肥湿地土壤的反硝化细菌多样性指数高于未施氮肥的土壤,并且随着氮肥量的增加,土壤反硝化细菌的多样性指数有增加的趋势。 2、植物的生长期和凋落期的湿地土壤细菌、真菌和反硝化细菌的群落结构差异性较大。在植物生长期检测到的土壤细菌、真菌和反硝化细菌条带数多于植物凋落期的条带数。季节变化对于土壤细菌群落的多样性指数影响较小,两个季节的细菌群落多样性指数较相似,说明在植物的生长期并没有产生更多的细菌多样性。然而,在生长期,土壤真菌群落的多样性指数却低于植物凋落期的真菌群落多样性指数。另外,岛状林湿地土壤和毛果苔草湿地土壤中的反硝化细菌群落的多样性指数随着植物生长期和凋落期的变化比较小。而小叶章湿地土壤的反硝化细菌群落多样性指数在植物生长期高于凋落期。 3、同一季节,岛状林湿地土壤的细菌、真菌和反硝化细菌群落结构的多样性指数均高于其它两种土壤。三种湿地土壤中,细菌群落的多样性指数的变化趋势为ACB,而菌群落的多样性指数的变化趋势为ABC,表明湿地土壤类型对于细菌和真菌的影响程度也有着差异性。然而,岛状林湿地土壤中的反硝化细菌DGGE条带数却明显少于其它两种土壤,说明湿地土壤的水文条件对于反硝化细菌的影响不同于细菌和真菌。 4、三江湿地土壤的细菌类群主要包括β-proteobacteria(p-变形菌纲)和γ-proteobacteria(Y-变形菌纲),可见β-proteobacteria和γ-proteobacteria为三江湿地土壤中的优势类群。这两种细菌类群在每个季节的三种土壤类型中都能被检测到,只有少数的细菌在个别的季节和土壤类型中出现。三江湿地土壤的真菌类群主要包括Taphrinomycetes (外囊菌纲),Dothideomycetes(座囊菌纲)和Leotiomycetes(锤舌菌纲)。湿地土壤的真菌种类多数属于Leotiomycetes,是主要的土壤真菌类群。在植物的生长期,Taphrinomycetes, Dothideomycetes和Leotiomycetes都存在,而Dothideomycetes和Leotiomycetes在三种土壤中都存在,Taphrinomycetes仅出现在小叶章湿地土壤中。在植物的凋落期,只有Dothideomycetes和Leotiomycetes,而Leotiomycetes存在于三种土壤中,Dothideomycetes仅存在于小叶章湿地土壤中。三江湿地土壤的反硝化细菌类群主要包括α-变形菌纲(α-proteobacteria)、β-变形菌纲(β-proteobacteria)、γ-变形菌纲(γ-proteobacteria)和未分类细菌(Unclassified bacteria),其中α-proteobacteria是该湿地的主要反硝化细菌类群。在生长期,小叶章湿地土壤检测到了四种类群的反硝化细菌,岛状林湿地土壤检测到了α-proteobacteria、γ-proteobacteria和Unclassified bacteria,而毛苔草湿地土壤中只检测到了Unclassified bacteria和α-proteobacteria。在植物的凋落期,α-proteobacteria、γ-proteobacteria和Unclassified bacteria都存在于三种类型的土壤中,β-proteobacteria仅存在于小叶章湿地土壤中。两个季节中,四类反硝化细菌中的大部分菌群都出现在小叶章湿地土壤中,而且,主要存在于施肥20~40kg/hm2的土壤中。


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