望天树人工林根际土壤微生物多样性研究及解磷菌筛选

望天树人工林根际土壤微生物多样性研究及解磷菌筛选

土壤微生物是有机物分解的重要承担者,其种类组成及活性直接影响森林物质循环和养分供应。望天树（Parashorea chinensis Wang Hsie.)是世界稀有珍贵树种和热带雨林标志树种,且是我国特有的一级保护植物。

因此,本研究以南宁市郊区望天树纯林、望天树×降香黄檀(Dalbergia odorifera)及望天树×尾巨桉(Eucalyptus grandis)3种望天树人工林为对象;结合土壤养分、酶活性探讨望天树人工林根际及非根际(0-20、20-40cm 土层)的微生物群落功能多样性和结构多样性,从而深入了解望天树人工林在广西区域的土壤生态功能特点;同时,筛选出望天树人工林根际解磷细菌,为更好地培肥土壤、促进林木生长、选择适宜的混交树种提供科学依据。主要研究结果如下:(1)不同望天树人工林根际土的微生物数量、微生物生物量、土壤酶活性和养分均最高。

在根际和非根际土中,望天树×尾巨桉和望天树×降香黄檀的土壤细菌数量显著高于望天树纯林(P<0.05);2种望天树混交林的土壤微生物数量、微生物生物量、土壤酶活性及养分基本均比望天树纯林高;其中,以望天树×尾巨桉混交林为最优。(2)不同望天树人工林根际土壤微生物的Biolog-ECO板AWCD值、Shannon-winener指数、Simpson指数、McIntosh指数以及6类碳源利用情况均比非根际土高,而且培养时间短,说明根际土的微生物群落碳源利用能力强、代谢速率快、利用种类多且均匀。

在根际和非根际土中,3种望天树人工林土壤微生物群落的碳源代谢能力无显著差异。根际土、0-20cm 土层的土壤微生物功能多样性指数均以望天树×尾巨桉最大;20-40cm 土层以望天树×降香黄檀最大,与望天树×尾巨桉无显著差

异;说明望天树×尾巨桉混交林土壤微生物群落的碳源种类利用多样且均匀。

不同望天树人工林土壤微生物群落主要碳源利用类型均以酚酸类、胺类、氨基酸类为主。(3)不同望天树人工林根际土的总磷脂脂肪酸(总PLFAs)含量、各

菌群PLFAs含量、Shannon-winener指数、Simpson指数和Pielou指数均为最高,说明根际土壤微生物群落种类多样且分布均匀。

不同望天树人工林均以细菌PLFAs含量最高,放线菌PLFAs含量最少,说明望天树人工林土壤微生物群落以细菌为主。根际土和0-20cm 土层的各菌群PLFAs 含量均以望天树X尾巨桉最高,20-40cm 土层以望天树×降香黄檀最高;同时,根际和非根际土的土壤微生物结构多样性Shannon-winene、Simposon指数在望天树×尾巨桉和望天树×降香黄檀混交林中整体均较高,相比而言,望天树纯林的

土壤微生物群落种类少、含量低。

(4)望天树人工林土壤微生物数量、微生物量、功能多样性及结构多样性基本均与土壤脲酶、酸性磷酸酶、全氮、速效磷、速效钾和有机质呈系数在0.40

以上的显著或极显著正相关(P<0.05)。主成分分析综合得分结果表明:2种望天树混交林的土壤生态功能均优于望天树纯林;其中,望天树X尾巨桉混交林最佳;在根际及非根际土中,该林分的土壤脲酶、硝态氮、速效磷均最高,土壤微生物群落功能多样性及结构多样性也表现较好;是最促进望天树人工林土壤微生物生长、培肥土壤的一种混交模式。

(5)通过溶磷圈初筛和摇瓶复筛得到4个较强的望天树人工林根际解有机磷细菌:PI、P2、P13、P16,1个解无机磷细菌:P16;P16解有机磷和无机磷的效果均最佳。解磷细菌的解无机磷和有机磷量均与各自液体培养基的pH呈系数为-0.67、-0.65的极显著负相关。

通过16srDNA分子序列鉴定4个菌株,再与Genbank信息库进行比对分析,得到P1、P13属于伯克氏菌属(BurkholderiaSP.),P2、P16 为副伯克氏菌属(Paraburkholderia SP.)。(6)望天树X尾巨桉混交林的土壤生态功能综合指标最佳,为今后广西区域内望天树人工造林及尾巨桉人工林改造提供了一种优良的混交模式参考。

望天树根际解磷细菌的筛出,对提高低磷土壤中林木生长磷的利用率具有重要研究价值。