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胡桃楸林地胡桃醌与微生物间关系及对林下植物多样性影响的研究

孙跃志  
【摘要】:植物根系分泌物影响着土壤微生物群落、对害虫的抗性,同时支持有益的共生关系,改善土壤的理化性质以及抑制竞争植物的生长。根系分泌物在土壤中的含量随着植物种类、品种、年龄及限制因素的不同而有所差异。深入认识特定根系分泌物在土壤中的动态规律及其与植物、微生物间的关系在化学生态学中具有重要意义。本研究以不同林龄的胡桃楸(Juglans mandshurica Maxim.)人工林为研究对象,分别采用高效液相色谱法及气象色谱-质谱联用技术对胡桃楸林地胡桃醌含量及磷脂脂肪酸的种类和含量进行测定,对二者关系提出初步的假说,并进行控制实验验证假说。同时,通过对林地植物多样性的观测,试图找到胡桃醌含量与植物多样性之间的联系。 研究表明,胡桃楸林地胡桃醌含量明显受到林龄和季节的影响。15a (0.05-0.63μg/g)50a (0.02-17.76μg/g)25a (0.05-39μg/g)。从春季到夏季再到秋季,林地胡桃酣的含量持续增长,秋季时达到最大 季节对磷脂脂肪酸总量具有显著影响(P0.05),由春季到夏季再到秋季,磷脂脂肪酸总量逐渐减少。林龄对磷脂脂肪酸含量及微生物群落结构的影响在不同季节间皆无明显规律。季节对微生物群落结构的影响十分明显,主成分分析表明春季各样地内微生物群落结构明显区别于夏、秋两季,其中根际土中真菌及革兰氏阴性菌比例最高,革兰氏阳性菌比例最底,非根际土中放线菌比例最高。夏季与秋季之间的微生物群落结构差异并不十分明显。通过胡桃醌含量与微生物群落结构组成间的主成分分析结果显示,胡桃醌含量所在的第一主成分解释了微生物群落结构变异的77.1%。由此我们提出假说,认为胡桃醌含量在控制微生物群落结构中扮演重要角色。控制试验表明,土壤微生物明显加快了胡桃醌的分解速率,发挥作用的微生物个体属于革兰氏阴性菌。高浓度的胡桃醌对微生物的生长具有抑制作用,革兰氏阳性菌受到抑制时所需的胡桃醌的浓度较高,其次是放线菌,最后是真菌。通过控制试验,我们接受假说。随着林龄的增加,胡桃楸林下草本多样性逐渐减少,灌木多样性逐渐增多。相关分析显示,各个环境因子共同制约着植被的多样性,其中胡桃醌含量对植物多样性的影响较小。 通过对胡桃楸人工林的研究,初步得到了林地中胡桃醌含量及微生物的动态规律。控制试验很好的证明了我们的假说,使得胡桃醌与微生物间的关系更为明确,在为胡桃楸人工林经营提供合理指导的同时,更深入了人们对化感物质与微生物间的相互关系理解。


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