晁開(kāi)瑞，任洪婷,朱丹璐,劉雪峰，曹俊平

(1.東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江　哈爾濱150040;2.內(nèi)蒙古烏審旗林業(yè)局森防站，內(nèi)蒙古　鄂爾多斯017300)

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西伯利亞紅松林下凋落物及土壤真菌組成研究*

晁開(kāi)瑞1，任洪婷1,朱丹璐1,劉雪峰1，曹俊平2

(1.東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150040;2.內(nèi)蒙古烏審旗林業(yè)局森防站，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017300)

從西伯利亞紅松土壤、凋落物、根和根際分離到21屬真菌，基本反映了西伯利亞紅松土壤真菌的種類(lèi)、組成和優(yōu)勢(shì)種群，為西伯利亞紅松資源的開(kāi)發(fā)和利用以及西伯利亞紅松引種栽培提供了基礎(chǔ)資料。

土壤真菌；凋落物；根；根際

西伯利亞紅松〔Pinussibirica(Loud.)Mayr〕天然分布于中國(guó)新疆的阿爾泰山西北部，面積較小，與西伯利亞落葉松(LarixsibiricaLedeb.)混交，或散生于西伯利亞云杉(PiceaobovataLedeb.)林內(nèi)。1989年發(fā)現(xiàn)大興安嶺有自然分布的西伯利亞紅松。自1992年開(kāi)始，大興安嶺地區(qū)從前蘇聯(lián)大規(guī)模引種，進(jìn)行育苗、造林和無(wú)性種子園建設(shè)等方面的工作，為豐富大興安嶺植物種類(lèi)、用材林培育和食用松籽栽培等儲(chǔ)備了技術(shù)[1～2]。經(jīng)過(guò)20多年經(jīng)營(yíng)管理，西伯利亞紅松人工林林分結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，樹(shù)齡逐漸增大，對(duì)凋落物層、土壤層以及根、根際土壤真菌群落的影響都會(huì)比較大。在該地區(qū)，對(duì)落葉松〔Larixgmelinii(Rupr.) Kuzen〕林、樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolicaLitv.)林、白樺(BetulaplatyphyllaSuk.)林等土壤微生物及真菌群落組成等方面研究報(bào)道較多[3～4]，而對(duì)西伯利亞紅松林土壤真菌的研究還鮮有報(bào)道。在微生物的作用下，凋落物逐漸分解，把養(yǎng)分逐步歸還給土壤，可直接影響到森林土壤肥力和土壤理化性質(zhì)和森林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力。西伯利亞紅松成林后，林下凋落物層的組成發(fā)生了重要改變，凋落物層中混有西伯利亞紅松的針葉、球果、樹(shù)皮等，隨之可以降解凋落物層的真菌種類(lèi)和數(shù)量都會(huì)發(fā)生較大的改變。因此，研究凋落物層和土壤層以及根、根際真菌組成，可對(duì)了解西伯利亞紅松種植后土壤養(yǎng)分循環(huán)、土壤肥力波動(dòng)和西伯利亞紅松人工林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力變化提供參考。

1　材料和方法

1.1試驗(yàn)地西伯利亞紅松林概況

1990年塔河縣林業(yè)局引進(jìn)西伯利亞紅松種子育苗，1992年在塔豐經(jīng)營(yíng)所107林班造林試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)20多年培育長(zhǎng)勢(shì)良好。目前，林分組成除了西伯利亞紅松外，還混有天然更新的落葉松、白樺等鄉(xiāng)土樹(shù)種。

1.2土壤和凋落物標(biāo)本采集方法

樣地選在塔河縣塔豐林場(chǎng)107林班，在夏初采集凋落物層、腐殖質(zhì)層和根際土壤標(biāo)本。在林地隨機(jī)選3株樹(shù)，在樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)根分布區(qū)域采集凋落物及土壤標(biāo)本。

凋落物采集方法凋落物層劃分方法參考潘學(xué)仁等[5]的方法，將凋落物層分為未分解層(L層)和半分解層(F層)。L層主要特征為葉形完整無(wú)缺，質(zhì)地堅(jiān)硬，從外表看不出有分解的痕跡(代號(hào)DB)。F層主要特征為腐葉層(YC)。所采集標(biāo)本包在錫紙中，再放到自封袋內(nèi)，編號(hào)。

A0(EC)腐殖質(zhì)層土壤標(biāo)本采集方法土壤標(biāo)本采集參考林先貴[6]方法。除去地面植被和枯枝落葉，并鏟除表面1cm左右的表土，避免地面微生物與土樣混雜，先取下層，再取中層，放到無(wú)菌塑料袋，編號(hào)，每袋取50g土壤。

根(G)和根際(GJ)標(biāo)本采集方法在樹(shù)冠投影附近，扒開(kāi)凋落物層，去掉表層土壤，找到植物根系，用消過(guò)毒的小鐵鏟切斷植物根系，輕輕抖落根系上的土壤后，放到無(wú)菌塑料袋內(nèi)，編號(hào)。

將上述所采集的標(biāo)本帶回實(shí)驗(yàn)室，保存于4℃的冰箱內(nèi)，備用。

1.3土壤和凋落物層真菌分離方法

培養(yǎng)基真菌分離使用加雙抗的PDA培養(yǎng)基。

凋落物層樣品處理方法將凋落物層中的L層標(biāo)本和腐葉層F層內(nèi)的針葉(編號(hào)Z)、闊葉(編號(hào)K)分開(kāi)。

土壤樣品處理方法由于A0腐殖質(zhì)層土壤不易區(qū)分出植物葉的形狀，直接取大約0.5×0.5×0.5cm3土壤小樣，參考方中達(dá)[7]平板分離土壤真菌的方法。

根和根際樣品處理方法當(dāng)年生的細(xì)根，用1︰14漂白粉上清液消毒1min用無(wú)菌水反復(fù)沖洗3次，然后剪取長(zhǎng)大約0.5cm長(zhǎng)根段，用無(wú)菌吸水紙吸干水分備用。在超凈工作臺(tái)上，根際土壤樣品采用抖動(dòng)方法，抖落西伯利亞紅松根上附著的土壤于無(wú)菌培養(yǎng)皿中，取大約0.5×0.5×0.5cm3土壤小樣。

接種方法將上述處理后的樣品接種到PDA培養(yǎng)基上，每皿接種5個(gè)接種點(diǎn)，25℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)倒置培養(yǎng)。

在塔河縣塔豐經(jīng)營(yíng)所采集的樣品分別記錄為DBZ、DBK、YCZ、YCK、EC、G、GJ共21樣品，分離63個(gè)培養(yǎng)皿，共315個(gè)分離點(diǎn)。接種后，將培養(yǎng)皿用封口膜密封，在恒溫箱中25℃培養(yǎng)。定期觀察真菌生長(zhǎng)情況。

真菌純化方法在接種3-5d以后，待菌落長(zhǎng)出，在解剖鏡下用針尖挑取不同的菌落，接種到PDA培養(yǎng)基中，25℃培養(yǎng)，光照為0級(jí)。待長(zhǎng)出純的菌落，保存到斜面中，如不純?cè)俎D(zhuǎn)接到新的平板中繼續(xù)純化。

1.4土壤真菌鑒定方法

經(jīng)過(guò)2-3周培養(yǎng)后，平板上純化的真菌在散射光刺激和室溫變溫條件作用下，陸續(xù)產(chǎn)生有性或無(wú)性孢子，這時(shí)挑取少許菌落，放在載玻片上，制成水載片，在光學(xué)顯微鏡下觀察，測(cè)量子實(shí)體大小及孢子大小等分類(lèi)特征，參考相關(guān)文獻(xiàn)[8～11]將真菌鑒定到屬。

1.5土壤真菌統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)西伯利亞紅松土壤真菌的種類(lèi)及在不同培養(yǎng)皿中出現(xiàn)的菌落數(shù)，并選擇出現(xiàn)分離率最高的種類(lèi)作為優(yōu)勢(shì)種群。

分離率=該屬真菌出現(xiàn)次數(shù)/分離點(diǎn)數(shù)×100%,出現(xiàn)率=該屬真菌出現(xiàn)的皿數(shù)/總皿數(shù)×100%。

2　結(jié)果與分析

2.1塔河西伯利亞紅松林凋落物和土壤真菌群落組成

從塔河西伯利亞紅松林下凋落物、土壤和根及根際真菌共分離到子囊菌1屬，半知菌18屬，接合菌2屬，共計(jì)21屬，分屬5目5科，見(jiàn)表1。

表1　塔河西伯利亞紅松林凋落物、土壤和根及根際真菌的群落組成

從塔河西伯利亞紅松人工林凋落物、土壤和根及根際真菌分離中，一共選取3個(gè)樣株進(jìn)行取樣，每個(gè)樣地群都取其根際土壤和非根際土壤及凋落物等各7個(gè)樣品，每個(gè)樣品都重復(fù)3個(gè)培養(yǎng)皿，每個(gè)培養(yǎng)皿中共5個(gè)分離點(diǎn)，共63個(gè)培養(yǎng)皿，315個(gè)分離點(diǎn)。分離鑒定出真菌21個(gè)屬。其中，青霉屬(Pencillium)、木霉屬(Trichoderma)、擬青霉屬(Paecilomyces)、曲霉屬(Aspergillus)、無(wú)枝孢屬(Acladium)、枝頂孢屬(Acremoniums)、Calcarisporiella、端二毛孢屬(Discosia)、基細(xì)隔孢屬(Ulocladium) 、節(jié)叢孢屬(Arthrobotrys)、孔球孢屬(Gilmaniella)、輪枝霉屬(Veticillium)、小新月孢屬(Harposporella)、粘帚霉屬(Gliocladium)、指孢屬(Dactylaria)、鐮刀菌屬(Fusarium)、周刺座霉 屬(Volutella)、絲核菌屬(Rhizoctonia)屬于絲孢綱(Hyphomycetes)中的絲孢目(Hyphomycetales)、瘤座孢目(Tuberculariales)和無(wú)孢目(Agonomycetales )，而毛霉屬(Mucor)、犁頭霉屬(Absidia)2個(gè)屬屬于接合菌綱(Zygomycetes)的毛霉目(Mucorales)，棒囊殼屬(Corynascus)屬于子囊菌中的核菌綱(Pyrenomycetes)炭角菌目(Xylariales)。說(shuō)明西伯利亞紅松土壤真菌中大多數(shù)的種類(lèi)都集中在絲孢菌綱里，其次是接合菌綱，最少的則是子囊菌核菌綱。

在PDA培養(yǎng)基上，從塔河西伯利亞紅松土壤及凋落物中分離出來(lái)的菌落數(shù)量最多的是木霉屬，菌落數(shù)是183個(gè)菌落，分離率為58.09%，按平板為單位的出現(xiàn)率為95.24%，是絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)種；其次是枝頂孢屬，分離到33個(gè)菌落，分離率為10.48%，按平板為單位的出現(xiàn)率為22.22%；第三位是棒囊殼屬，菌落數(shù)是25個(gè)菌落，分離率為7.94%，按平板為單位的出現(xiàn)率為11.11%;分離出來(lái)最少的菌落則是曲霉屬、小新月孢屬、絲核菌屬和周刺座霉屬4個(gè)屬，菌落數(shù)都為1個(gè)，數(shù)量百分比都為0.32%。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　西伯利亞紅松凋落物和土壤真菌分離結(jié)果

2.2塔河西伯利亞紅松凋落物層真菌群落組成

由表3可知，從凋落物L(fēng)層闊葉落葉上分離到的真菌較豐富，共分離到13個(gè)屬的真菌，其中，絲孢菌綱中的絲孢目10個(gè)屬，瘤座菌目1個(gè)屬和無(wú)孢目1個(gè)屬，毛霉屬是屬于接合菌綱的毛霉目的真菌。從凋落物L(fēng)層針葉落葉上共分離到11個(gè)屬，其中，絲孢菌綱中的絲孢目8個(gè)屬，瘤座菌目1個(gè)屬，接合菌綱的毛霉目的真菌2個(gè)屬。西伯利亞紅松凋落物L(fēng)層中真菌總共有14屬，共有屬 10個(gè)屬，說(shuō)明在屬的水平上凋落物L(fēng)層針葉和闊葉真菌組成差異不大。

表3　凋落物L(fēng)層真菌分離結(jié)果

由表4可知，從凋落物F層闊葉落葉上分離到10個(gè)屬的真菌，其中，絲孢菌綱中的絲孢目8個(gè)屬，瘤座菌目1個(gè)屬和接合菌綱的毛霉目1個(gè)屬。從凋落物F層闊葉針葉上分離到8個(gè)屬的真菌，其中，絲孢菌綱中的絲孢目7個(gè)屬，瘤座菌目1個(gè)屬,接合菌和子囊菌沒(méi)有分離到。F層共分離到真菌12屬，共有屬6個(gè)，凋落物F層中的真菌中大多數(shù)的種類(lèi)都集中在絲孢菌綱里，其次是接合菌綱的毛霉屬，沒(méi)分離到子囊菌種類(lèi)。

從凋落物F層共分離到12個(gè)屬的真菌(表4)，比L層少1個(gè)屬。但是L層與F層在真菌組成上有較大的不同，這兩層共有屬6屬。主要由各層的所含有的物質(zhì)差異引起的，L層為當(dāng)年落地的針葉、闊葉組成，而F層已經(jīng)被微生物初步分解過(guò)部分物質(zhì)，植物葉的形態(tài)結(jié)構(gòu)還沒(méi)有完全被破壞，這些材料上的營(yíng)養(yǎng)可以被新的一類(lèi)真菌所利用。

表4　凋落物F層真菌分離結(jié)果

2.3塔河西伯利亞紅松A0層土壤真菌組成

由表5可知，從塔河西伯利亞紅松A0層土壤中分離到真菌5屬，種類(lèi)比凋落物層分離到的真菌顯著減少，其中，絲孢菌4屬，子囊菌1屬，接合菌沒(méi)有分離到。A0層土壤真菌分離到的數(shù)量較凋落物L(fēng)層、F層都少，初步認(rèn)為可能與分離的樣品數(shù)量少有關(guān)，還與分離采用的培養(yǎng)基單一和培養(yǎng)條件不十分適宜其他真菌的生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)。

表5　A0層真菌分離結(jié)果

2.4塔河西伯利亞紅松根和根際真菌群落組成

由表6可知，從西伯利亞紅松根際分離到真菌9屬，較土壤A0層中真菌豐富。其中，絲孢菌綱中的絲孢目6個(gè)屬，毛霉屬和犁頭霉屬于接合菌綱的毛霉目的真菌，棒囊殼屬為子囊菌。根部真菌組成以絲孢菌為主。

表6　根和根際真菌分離結(jié)果

從西伯利亞紅松根部分離到真菌7屬，較土壤根際真菌減少2屬。都是絲孢菌綱種類(lèi)，絲孢目5個(gè)屬，瘤座菌目2個(gè)屬。接合菌和子囊菌種類(lèi)沒(méi)分離到。根際與根部真菌相比較差異還是較大的，共有屬有3個(gè),為木霉屬、枝頂孢屬和粘帚霉。根際真菌相對(duì)根部真菌略多，但組成差異較大。由于植物根在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中向根際分泌多種酶、有機(jī)酸等化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)可以促進(jìn)根對(duì)土壤中營(yíng)養(yǎng)的分解和利用，與此同時(shí)，根際土壤中的微生物種類(lèi)和數(shù)量也會(huì)大幅度增加。因此，西伯利亞紅松的根部真菌類(lèi)群的組成與根際真菌組成上的差異是必然。

3　結(jié)論與討論

3.1結(jié)論

采集塔河縣塔豐林場(chǎng)西伯利亞紅松土壤、凋落物和根標(biāo)本，經(jīng)室內(nèi)分離培養(yǎng)，根據(jù)形態(tài)特征鑒定，結(jié)合相關(guān)資料整理，對(duì)西伯利亞紅松土壤真菌進(jìn)行了初步研究，得出如下結(jié)論。

從塔河西伯利亞紅松林下凋落物、土壤和根及根際真菌共分離到21屬。其中，子囊菌1屬，半知菌18屬，接合菌2屬。初步反映了塔河西伯利亞紅松土壤真菌的組成，為深入研究西伯利亞紅松在中國(guó)東北地區(qū)大面積人工造林和森林生態(tài)建設(shè)等提供了參考。

西伯利亞紅松林下凋落物層、土壤層和根及根際真菌優(yōu)勢(shì)種不同，按分離統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)劃分，排在第一位的優(yōu)勢(shì)屬都為木霉屬，排在第二位的優(yōu)勢(shì)屬在各層中有所不同。在L層闊葉中優(yōu)勢(shì)真菌排第二位的為枝頂孢屬，針葉中的為毛霉屬；F層針葉排第二位的為粘帚霉屬，闊葉的為枝頂孢屬；A0層優(yōu)勢(shì)種為木霉屬和粘帚霉屬，排第二的是棒囊殼屬；根和根際真菌排第二位的是粘帚霉屬。A0層、根和根際真菌優(yōu)勢(shì)種的組成是相同的。凋落物層真菌最豐富、數(shù)量最多，A0層真菌數(shù)量最少，只有5屬。

3.2討論

西伯利亞紅松人工林中混生白樺、楊樹(shù)(Populusspp.)等闊葉樹(shù)，在凋落物新鮮L層(代號(hào)DB)和腐葉層F層(YC)針葉中混有闊葉。由于闊葉和針葉的組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成份不同，因此，以這些闊葉和針葉為營(yíng)養(yǎng)和能量來(lái)源的真菌自然不會(huì)相同，可以降解這些闊葉和針葉真菌在種類(lèi)和數(shù)量上必然會(huì)存在較大的差異。落地的針葉自然降解速度慢，落地的闊葉自然降解速度快，針葉、闊葉被降解后能提供給植物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也有較大的差別。

從西伯利亞紅松土壤、根和根際及其凋落物中分離到的真菌中，有的是潛在病原菌，有些種類(lèi)曾經(jīng)被記載為重要的植物病原菌。如引起多種植物枯萎病的鐮刀菌屬、輪枝霉屬等。對(duì)這些真菌應(yīng)該引起高度重視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和避免它們?cè)斐纱蟮慕?jīng)濟(jì)損失。西伯利亞紅松凋落物層分離到較多鐮刀菌屬，主要是因?yàn)樗鼈兛梢援a(chǎn)生果膠酶和纖維酶等物質(zhì)，將凋落物層的纖維素分解掉，利于其他微生物的利用；有些鐮刀菌還可以產(chǎn)生赤霉素，赤霉素是一種可以使農(nóng)作物增產(chǎn)的植物激素，還有些種類(lèi)產(chǎn)生毒素。因此，這些鐮刀菌對(duì)西伯利亞紅松生長(zhǎng)發(fā)育及土壤肥力的有怎么樣的影響，還需要做進(jìn)一步的研究。還有些種類(lèi)可用于開(kāi)發(fā)植物病害生物防治制劑。如木霉屬現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了可以防治植物根部、枝干病害的生物農(nóng)藥。節(jié)叢孢屬真菌主要以捕食的方式寄生在線(xiàn)蟲(chóng)體上。在根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)、蘑菇線(xiàn)蟲(chóng)的生物防治方面開(kāi)發(fā)出了系列產(chǎn)品。

本次試驗(yàn)樣本量偏低，采用的培養(yǎng)基種類(lèi)也少，所以得到的研究結(jié)果不能完全反映出西伯利亞紅松林凋落物和土壤真菌的組成，建議擴(kuò)大采集標(biāo)本采集的范圍，注意采集不同林齡、立地條件、季節(jié)和造林密度的標(biāo)本，更全面地體現(xiàn)出該人工林下的真菌種群的組成。

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Fungal Community and Litter Composition in Pinus sibirica Forest

CHAO Kai-rui1,REN Hong-ting1,ZHU Dan-lu1,LIU Xue-feng1,Cao Jun-ping2

(1.Northeast Forestry University,Harbin Heilongjiang 150040,P.R.China;2.Forest Pest Management and Quarantine Station of Wushen Country,Ordos Inner Mongolia 017300,P.R.China)

21 genus fungus from the soil,litter,root and rhizosphere inPinussibiricaforest were isolated in this study.This provides basic data for the exploiting and sustainable use of natural resources,and

for the introduction and cultivation ofPinussibirica.

soil fungi;litter;root;rhizosphere

10.16473/j.cnki.xblykx1972.2016.03.012

2015-12-28

晁開(kāi)瑞(1987-)，男，碩士研究生，主要從事森林病理研究。E-mail:980246668@qq.com

簡(jiǎn)介：劉雪峰(1963-)，男，研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事森林病理研究。E-mail：liuxue feng63@sina.com

S 763

A

1672-8246(2016)03-0069-06