岭南地区林药复合系统土壤微生物多样性和群落构建特征研究

[目的]研究适宜岭南地区林药复合经营模式下土壤微生物群落结构及功能多样性特征,揭示土壤微生物群落结构和功能多样性的变化规律,从微生物角度来解析土壤地力修复与增益的问题,为岭南地区高效林药培育体系的建立及林下经济的发展提供技术支撑。[方法]本研究以一年生药用植物草珊瑚(Sarcandra glabra)、益智(Alpinia oxyphylla)和一叶兰(Aspidistra elatior)在红椎林下进行林药复合经营,在已经建立的固定样地采集土壤样品,采用Illumina Miseq高通量测序方法研究林药复合系统内土壤土壤微生物群落结构及功能多样性,获取整地与林药复合经营措施对土壤微生物群落结构的影响以及在各分类学水平的响应特征。[结果]由细菌和真菌物种 Alpha 多样性分析可知,土壤细菌在门水平相对丰度超 10%的是酸杆菌门 Acidobacteria、变形菌门 Proteobacteria;土壤真菌在门水平相对丰度超 10%的是子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota;通过spearman相关分析和 RDA分析,在门水平酸杆菌门与全钾、脲酶有机质、全氮、全磷、有效磷、酸性磷酸酶显著相关;放线菌门Actinobacteria与全钾、脲酶显著相关;芽单胞菌门Gemmatimonadetes与全钾、脲酶、pH、有效磷、酸性磷酸酶显著相关;变形菌门与除pH以外的所有用土壤环境因子均呈极显著相关性;奇古菌门Thaumarchaeot与土壤全磷、全钾、碱解氮、有效磷、有机质、全氮、速效钾、酸性磷酸酶显著相关;疣微菌门Verrucomicrobia与全磷、速效钾、酸性磷酸酶显著相关,厚壁菌门Firmicutes与pH显著相关;担子菌门与碱解氮、与全钾、有效磷、脲酶显著相关;通过lefse判别分析的较大判别系数的类群所属的门水平的种类,林药复合林地及整理林地细菌和真菌分别表现出一定的差异;林药复合经营林地土壤细菌与真菌群落因土壤养分的增加而聚集。[结论]林药复合种植、整地活动等经营措施会通过改变土地利用方式、地上植被组成和凋落物数量,从而影响微生物多样性及群落结构,不同经营方式的土壤细菌和真菌的多样性和群落结构都存在显著差异,土壤细菌和真菌具有不同的群落构建特征。整地及林药复合对土壤微生物多样性产生了影响,相较于整地林地,林药复合经营提高了土壤细菌及真菌多样性,且土壤养分、酶活性与土壤微生物多样性显示了显著的相关性。林药复合经营林地土壤养分含量及土壤酶活性显著高于人工整地林地,该林地细菌群落因土壤养分的增加而聚集。土壤 pH值是影响不同气候带森林土壤微生物多样性的重要因素。