意大利苍耳对入侵地土壤微生物结构和多样性影响的研究.pdf

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1、分类号：密级：学号：2015200502单位代码：10759石河子大学硕士学位论文意大利苍耳对入侵地土壤微生物结构和多样性影响的研究学位申请人张明莉指导教师马淼教授申请学位门类级别理学硕士学科、专业名称植物学研究方向资源植物学所在学院生命科学学院中国·新疆·石河子2018年6月ResearchontheeffectsofsoilmicrobialstructureanddiversityintheinvadedlandofXanthiumitalicumADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmento

2、ftheRequirementsFortheDegreeofMasterofNatureScienceByZhangMing-liDissertationSupervisor:Prof.MaMiaoJune,2018I摘要意大利苍耳(XanthiumitalicumMoretti)是菊科苍耳属一年生草本植物，原产于北美和南欧，20世纪90年代入侵我国，现已广泛分布在我国多个省，在新疆北疆的大部分地区和南疆的乌恰县均有分布，对当地的本土植物多样性、畜牧业及作物产量造成了巨大影响。但有关意大利苍耳对入侵地土壤微生物多样性影响的研究却未见报道，故本研究以距离意大利苍耳根系40-50

3、cm范围内的土壤为对照，研究了意大利苍耳根系周围0-5cm和10-20cm范围内的土壤微生物数量、土壤理化性质、土壤酶活力和微生物群落功能及结构多样性的影响，以期为外来植物意大利苍耳成功入侵机制的研究提供科学依据。研究结果如下：1.意大利苍耳根系周围0-5cm和10-20cm范围内的细菌和真菌数量高于对照组，放线菌的数量低于对照组，且距根系0-5cm范围内的细菌、真菌和放线菌的数量变化较多。与距根系40-50cm范围内的土壤相比，距根系0-5cm和10-20cm范围内的土壤细菌数量分别增加了47.40%和24.28%，真菌数量分别增加了354.29%和48.57%，放线菌数量

4、分别减少了43.08%和36.48%。2.与距根系40-50cm范围内的土壤理化性质相比，距意大利苍耳根系0-5cm范围内的土壤有机质、全氮、全钾、速效磷、全磷和碱解氮的含量增加了，速效钾的含量降低了；距意大利苍耳根系10-20cm范围内的土壤有机质、全氮、全钾和速效磷的含量提高了，速效钾、全磷和碱解氮含量降低了。意大利苍耳根系周围0-5cm范围内土壤养分的改善程度高于10-20cm范围内的。3.与距根系40-50cm范围内的土壤酶活力相比，意大利苍耳根系周围0-5cm和10-20cm范围内的土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性高于40-50cm范围内，且距根系0-5cm范围内的更高

5、；意大利苍耳根系周围0-5cm和10-20cm范围内的土壤纤维素酶和过氧化氢酶活性低于40-50cm范围内，且距根系0-5cm范围内的更低。蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性表现为距意大利苍耳根系越近活性越强，纤维素酶和过氧化氢酶活性则相反，距意大利苍耳根系越近活性越低。4.距意大利苍耳根系越近土壤微生物总碳源利用率越高。与距根系40-50cm范围内的土壤微生物相比，距根系0-5cm和10-20cm范围内的土壤微生物Shannon多样性指数(H)分别增加了5.10%和2.61%，Shannon优势度指数(D)分别增加了1.70%和1.06%，丰富度指数(S)分别提高了18.85%和9.

6、39%，Shannon均匀度指数(E)分别减少了2.09%和0.71%。碳代谢指纹图谱分析表明与距根系40-50cm范围内相比，意大利苍耳根系周围0-5cm和10-20cm范围分别提高了微生物对16和10种碳源的利用率。主成分分析表明碳水化合物(Carbohydrates)、羧酸类化合物(Carboxylicacids)、氨基酸(Aminoacids)和聚合物(Polymers)是土壤微生物利用的主要碳源。5.细菌群落中，距意大利苍耳根系0-5cm、10-20cm和40-50cm范围内获得的OTUI数目表现为：0-5cm>10-20cm>40-50cm。距根系0-5cm范围内

7、获得的特有OTU数目较40-50cm提高了61.02%，差异极显著(P<0.01)；距根系10-20cm范围内获得的特有OTU数目较40-50cm提高了29.07%。土壤细菌群落中贡献较大的有10个门，其中放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度较高。土壤细菌群落的变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度在距根系0-5cm、10-20cm和40-50cm范