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        福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)土壤微生物的優(yōu)勢(shì)類群分析

        2018-07-09 10:01:48涂禮堅(jiān)
        安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2018年7期

        涂禮堅(jiān)

        摘 要:該研究對(duì)福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)福建青岡林、馬尾松+絲栗栲林、杉木林、馬尾松林、青岡林、甜櫧林、毛竹林、映山紅灌叢等8個(gè)不同植被類型林地的土壤微生物優(yōu)勢(shì)類群進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,不同林地土壤微生物總數(shù)在2.0×105~5.4×106cfu/g。其中,芽孢桿菌數(shù)量為1.0×104~6.2×104cfu/g,優(yōu)勢(shì)種主要有臘狀芽孢桿菌(B. cereus)、圓孢芽孢桿菌(B. globisporus)、多粘芽孢桿菌(B. polymyxa)、巨大芽孢桿菌(B. megaterium)、蕈狀芽孢桿菌(B. mycoides),其中臘狀芽孢桿菌在各林地中所占比例較高,達(dá)14.7%~40.0%。放線菌優(yōu)勢(shì)屬為鏈霉菌屬(Streptomyces),分布于7個(gè)類群中。真菌優(yōu)勢(shì)種群主要有9個(gè)屬,其中木霉(Trichoderma)、青霉(Penicillum)、鐮刀菌(Fusarium)和曲霉(Aspergillus)占比例較高。不同林地之間,細(xì)菌、真菌數(shù)量以馬尾松+絲栗栲林最大,芽孢桿菌數(shù)量以馬尾松林最大,放線菌數(shù)量則以馬尾松林土壤最高。

        關(guān)鍵詞:黃楮林;土壤;微生物;優(yōu)勢(shì)菌群

        中圖分類號(hào) S154 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2018)07-0031-3

        土壤中存在豐富的微生物資源,不同的土壤系統(tǒng)具有不同的微生物群落。森林中的土壤微生物是整個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)、能量循環(huán)的推動(dòng)者,認(rèn)識(shí)土壤微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu),對(duì)評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量、維持林地的生產(chǎn)力、保護(hù)環(huán)境質(zhì)量具有十分重要的理論和實(shí)際意義。

        福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地處福建閩清縣西部,與福建南平市延平區(qū)、福建古田縣交界,處于中亞熱帶南緣(北緯26°15'29″~26°22'41″、東經(jīng)118°39'38″~118°51'19″),為戴云山脈低海拔地區(qū)的的重要組成部分。始建于1985年,當(dāng)時(shí)規(guī)格為省級(jí)自然保護(hù)區(qū),2003年進(jìn)行了擴(kuò)區(qū),面積達(dá)12513.3hm2,屬于森林生態(tài)系統(tǒng)類型的自然保護(hù)區(qū)。2012年1月,經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn),晉升為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),是以保護(hù)福建青岡林、珍稀瀕危的兩棲爬行動(dòng)物種類為重點(diǎn),兼顧種質(zhì)資源和國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的野生動(dòng)植物物種的保護(hù),集生物多樣性保護(hù)、科研監(jiān)測(cè)、宣教培訓(xùn)、社區(qū)共管、生態(tài)旅游、多種經(jīng)營(yíng)于一體的公益性自然保護(hù)區(qū)。自2005年以來(lái),筆者多次參與了保護(hù)區(qū)的綜合科學(xué)考察工作,并以保護(hù)區(qū)內(nèi)8個(gè)不同植被類型林地為調(diào)查研究對(duì)象,對(duì)林地土壤微生物的優(yōu)勢(shì)類群進(jìn)行分析,以期為深入了解自然保護(hù)區(qū)生物多樣性及有效保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 樣品采集 選擇福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)福建青岡林、馬尾松+絲栗栲林、杉木林、馬尾松林、青岡林、甜櫧林、毛竹林、映山紅灌叢等8個(gè)植被類型林地為土壤采集點(diǎn)。利用多點(diǎn)采樣法采集0~20cm土層的土壤,每個(gè)土樣采集1000g,無(wú)菌袋收集,在實(shí)驗(yàn)室冰箱中(0~4℃)保存?zhèn)溆谩?/p>

        1.2 微生物類群測(cè)定 13種土壤細(xì)菌功能群中,好氣固氮菌、根瘤菌、好氣纖維素分解菌、氨化細(xì)菌、有機(jī)磷分解菌、無(wú)機(jī)磷分解菌和硅酸鹽細(xì)菌用稀釋平板法分離計(jì)數(shù),厭氣纖維素分解菌、亞硝酸細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫化細(xì)菌和反硫化細(xì)菌用MPN(Most ProbableNumber)法分離計(jì)數(shù)[1-2]。放線菌和真菌分析采用涂抹法接種,稀釋平板法測(cè)數(shù)[3-4]。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 微生物總數(shù) 對(duì)保護(hù)區(qū)8個(gè)不同林地0~20cm土層的土壤進(jìn)行分析,其結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知,土壤微生物總數(shù)以馬尾松+絲栗栲林最多,達(dá)5.4×106cfu/g,不同林地土壤的細(xì)菌的數(shù)量為1.5×105~5.0×106cfu/g,放線菌數(shù)量為2.3×104~7.4×104cfu/g,真菌數(shù)量為1.7×104~2.5×105cfu/g。不同林地之間,細(xì)菌數(shù)量以馬尾松+絲栗栲林最大,達(dá)5.0×106cfu/g;芽孢桿菌數(shù)以馬尾松林最大,達(dá)6.2×104cfu/g;放線菌數(shù)量以馬尾松枯枝落葉層土壤最高,達(dá)7.4×104cfu/g。真菌數(shù)量則以馬尾松+絲栗栲林最高,達(dá)2.5×105cfu/g。

        2.2 芽孢桿菌屬主要優(yōu)勢(shì)種 由表1可知,在福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)中,芽孢桿菌(Bacillus)的數(shù)量波動(dòng)幅度相對(duì)較小,在104cfu/g范圍,數(shù)量最多者為馬尾松林,達(dá)6.2×104cfu/g。自然保護(hù)區(qū)內(nèi)芽孢桿菌優(yōu)勢(shì)種主要有5個(gè)(表2),分別為臘狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)、圓孢芽孢桿菌(B. globisporus)、多粘芽孢桿菌(B. polymyxa)、巨大芽孢桿菌(B. megaterium)、蕈狀芽孢桿菌(B. mycoides),其中臘狀芽孢桿菌為主要優(yōu)勢(shì)種之一,在各林地中所占比例達(dá)14.7%~40.0%。

        2.3 放線菌優(yōu)勢(shì)種群 經(jīng)鑒定分析,福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)中,放線菌的優(yōu)勢(shì)種群包括鏈霉菌屬(Streptomyces)、小單孢菌屬(Micromonospora)和諾卡氏菌屬(Nocardia)等。由表3可知,鏈霉菌屬為主要的優(yōu)勢(shì)屬,在不同林地中,分別占放線菌數(shù)量的78.3%~96.2%,其中以杉木林林地土壤的鏈霉菌屬占放線菌比例最高;小單孢菌和諾卡氏菌比例最高者為甜櫧林和映山紅灌叢,分別為7.1%和6.5%??傮w上不同放線菌類群在不同林地變化不大,仍以鏈霉菌為主要類群,鏈霉菌主要分布在7個(gè)類群中(表4),不同林地優(yōu)勢(shì)類群有一定的差別。主要優(yōu)勢(shì)類群為白孢類群,平均出現(xiàn)率25.5%;淡紫灰類群和黃色類群也有較高的分布,分別為18.6%和18.2%。其他類群如粉紅孢類群、灰紅紫類群、燼灰類群等也是常見(jiàn)的類群。

        2.4 真菌優(yōu)勢(shì)種群 福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)土壤真菌優(yōu)勢(shì)種群主要由木霉(Trichoderma)、青霉(Penicillum)、鐮刀菌(Fusarium)和曲霉(Aspergillus)組成,共9個(gè)屬中(表5),分布相對(duì)較為廣泛,但不同的林地中主要優(yōu)勢(shì)種群仍有一定的差異。與福建其他保護(hù)區(qū)比較,木霉、青霉、鐮刀菌仍是主要的優(yōu)勢(shì)屬。

        3 討論與結(jié)論

        林地植被類型是影響林地土壤微生物群落多樣性的最主要因素之一。黃慶輝等[5]對(duì)閩西梅花山自然保護(hù)區(qū)土壤微生物群落分析表明,在不同植被的土壤中,針葉林和灌草地微生物的數(shù)量分布規(guī)律是細(xì)菌>放線菌>絲狀真菌,而闊葉林則為細(xì)菌>絲狀真菌>放線菌。吳則焰等[6]對(duì)武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)不同植被類型土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和代謝功能多樣性進(jìn)行研究,表明青岡林和米櫧林代表的天然林均明顯優(yōu)于馬尾松林和杉木林代表的人工林。本研究通過(guò)對(duì)福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)福建青岡林、馬尾松+絲栗栲林、杉木林、馬尾松林、青岡林、甜櫧林、毛竹林、映山紅灌叢等8個(gè)不同植被類型林地的土壤的微生物群落分析表明,微生物總數(shù)在2.0×105~5.4×106cfu/g樣品,其中,芽孢桿菌數(shù)量為1.0×104~6.2×104cfu/g,優(yōu)勢(shì)種群分布于臘狀芽孢桿菌和多粘芽孢桿菌等5個(gè)屬;放線菌優(yōu)勢(shì)屬為鏈霉菌屬,分布于7個(gè)類群中。真菌優(yōu)勢(shì)種群主要由9個(gè)屬組成,木霉、青霉、鐮刀菌仍是主要的優(yōu)勢(shì)屬。不同林地之間,細(xì)菌、真菌數(shù)量以馬尾松+絲栗栲林最大,分別達(dá)5.0×106cfu/g和2.5×105cfu/g;芽孢桿菌數(shù)以馬尾松林最大,達(dá)6.2×104cfu/g;放線菌數(shù)量則以馬尾松枯枝落葉層土壤最高,達(dá)7.4×104cfu/g。

        土壤微生物群落作為森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,通過(guò)相互競(jìng)爭(zhēng)、協(xié)調(diào)、驅(qū)動(dòng)養(yǎng)分循環(huán)等作用影響著森林生態(tài)的多樣性。作為全國(guó)成片面積最大的黃楮林自然保護(hù)區(qū),本研究也僅對(duì)福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)土壤微生物的優(yōu)勢(shì)類群開(kāi)展初步分析研究,有關(guān)研究尚需深入。今后將在土壤微生物多樣性與地上植被多樣性之間的關(guān)系、主要林型下土壤微生物生態(tài)分布的季節(jié)性動(dòng)態(tài)等方面做更深入研究。

        參考文獻(xiàn)

        [1]東秀珠,蔡妙英.常見(jiàn)細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社,2001.

        [2]馮健,張健,梁劍.巨桉人工林地土壤微生物類群的初步研究[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,23(3):300-304.

        [3]邵力平,沈瑞祥,張素軒,等.真菌分類學(xué)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1984.

        [4]閻遜初.放線菌的分類和鑒定[M].北京:科學(xué)出版社,1992.

        [5]黃慶輝,楊淑專.閩西梅花山自然保護(hù)區(qū)森林土壤微生物數(shù)量分布與區(qū)系的研究[J].福建林學(xué)院學(xué)報(bào),1991,11(1):90-97.

        [6]吳則焰,林文雄,陳志芳,等.武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)不同植被類型土壤微生物群落特征[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2013,24(8):2301-2309.

        (責(zé)編:張宏民)

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