不同经营模式对毛竹林土壤固氮菌群落结构和丰度的影响

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1、Ｓ１５４分类号—密级公开ＵＤＣ６３１硕±学位论文不同经营模式对毛竹林±壤固氮菌群落结构和丰度的影响作者姓名：何冬华指导教师：徐秋芳教授农业资源与环境学科专业名称：硏巧方向：±壤生物与生物化学所在学院；环境与资源学院２０１日６月９日论巧是交日期：年浙江农林大学二零一五年六月九日ZhejiangA&FUniversityDissertationfortheDegreeofMasterEffectsofdifferentmanagementmodelsonabun

2、danceandstructureofsoilnitrogen-fixingbacterialcommunityinPhyllostachyspubescensplantationsCandiadate:HEDong-huaAdviser:XUQiu-fang,ProfessorSpeciality:AgriculturalResourcesandEnvironmentDateofSubmission:9June,2015ZhejiangA&FUniversityLin’an,ZhejiangProvince,P.R.China

3、9June,21摘要摘要毛竹（Phyllostachyspubescens）又称楠竹，是中国分布最广、面积最大的主要经济竹种，截至2013年，我国毛竹林的面积为443万公顷，目前生产上主要采用粗放和集约经营2种模式。毛竹是喜氮植物，生物固氮是土壤氮素的重要来源，但对人为干扰较为敏感。本研究分别采集5个不同经营时间的粗放经营和集约经营毛竹林表层（0~20cm）和表下层（20~40cm）土壤，应用PCR-DGGE和荧光定量PCR方法研究了不同经营模式毛竹林土壤固氮菌群落结构和丰度的变化，并利用冗余分析（RDA）研究影响土壤固氮菌群落

4、的主要环境因素，旨在揭示毛竹纯林土壤固氮菌群落结构特征的影响及其演变规律。结果如下：粗放经营毛竹林。种植时间分别为5年（5a）、9年（9a）、15年（15a）和18年（18a）粗放经营毛竹林，以立地条件相似的天然马尾松林为对照（CK）。（1）表层（0~20cm）土壤固氮菌群落Shannon多样性指数在马尾松林改造成毛竹林5年后均明显提高，而随着栽培年限的延长逐渐降低，但仍高于对照。主成分分析（PCA）表明，不同栽培年限毛竹林地土壤固氮微生物群落组成发生了较大变化，5a和9a样品分别与对照在第一主成分和第二主成分上差异明显，而15

5、a和18a样品与对照差异逐渐降低，统计分析表明不同处理之间差异显著（r=0.901,p=0.001）。马尾松林改造成毛竹林后，土壤固氮菌nifH基因丰度明显提高，表现为5a最高，至9a时又急剧降低，随后逐渐稳定。冗余分析（RDA）结果表明，不同栽培年限毛竹林地土壤pH，有效磷、有机质和有效钾含量的变化是影响土壤固氮菌群落结构变异的主要因素；（2）表下层20~40cm土壤固氮菌群落的变化规律与表层（0~20cm）相似，只是多样性和丰度的最大值出现在15a处理。表层土壤固氮菌nifH基因丰度多于表下层；RDA分析结果同时表明速效钾、

6、有效磷、碱解氮、硝态氮和有机质显著影响固氮菌。长期集约经营毛竹林。选择了不施肥（CK）和集约经营10年（10a）、15年（15a）、20年（20a）、25（25a）年毛竹林土壤。（1）集约经营10年时表层（0~20cm）土壤固氮菌群落结构与对照（CK）差异不大，持续到15a和20a时则发生了明显变化，而到25a时有所缓和。固氮菌多样性指数和nifH基因丰度均呈现先减少后增加的趋势，经营15a时达到最小值。冗余分析表明表层（0~20cm）土壤有效磷、土壤速I摘要效钾、硝态氮和水解氮的含量与固氮菌群落结构的变化具有较强的相关性，但未

7、达显著水平，它们合计解释了31%的样品总变异；而表下层（20~40cm）土壤pH、有机质、硝态氮和碱解氮含量的变化是影响土壤固氮菌群落结构变异的主要因素，且达显著水平。短期集约经营毛竹林。采集集约经营时间分别为0年（CK）、1年（1a）和7年（7a）的毛竹林土壤。集约经营1a毛竹林土壤固氮菌的多样性大于7a毛竹林，且集约经营对毛竹林表层土壤固氮菌的影响大于表下层；随着集约经营年限的增加，表层土壤固氮菌nifH基因丰度整体呈先下降后上升的趋势，而表下层土壤固氮菌nifH丰度的变化与之相反。关键词：经营，毛竹林，固氮菌，变性梯度凝胶

8、电泳，实时荧光定量PCR。IIABSTRACTABSTRACTMosobamboo(Phyllostachyspubescens)isanimportantnon-timberforestproductintheforestecologicalsystemofs