不同林龄花椒根际土壤理化性质与微生物群落结构的分析.pdf

西北林学院学报2 0 2 3,3 8(4):1 5 6-1 6 5J o u r n a l o f N o r t h w e s t F o r e s t r y U n i v e r s i t y d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 1-7 4 6 1.2 0 2 3.0 4.2 0不同林龄花椒根际土壤理化性质与微生物群落结构的分析 收稿日期:2 0 2 2-0 5-3 0 修回日期:2 0 2 2-1 0-0 7 基金项目:国家级大学生创新创业训练项目(S 2 0 2 0 1 0 7 1 2 1 6 9);陕西省重点研发计划(2 0 2 0 NY-0 3 7);西北农林科技大学科技创新与成果转化项目(T G Z X 2 0 2 1-2 3)。第一作者:焦嘉卉。研究方向:森林病理学。E-m a i l:j j h 6 6 5 6 0 51 6 3.c o m*通信作者:唐光辉,教授,博士生导师。研究方向:林业有害生物防治。E-m a i l:t a n g g h n w s u a f.e d u.c n李培琴,副教授,硕士生导师。研究方向:森林病理学。E-m a i l:l i p q n w s u a f.e d u.c n焦嘉卉1,符 晓1,张 硕1,刘 伟2,周姣姣1,吴旭艳1,林晓榕1,田雨露3,唐光辉1*,李培琴1*(1.西北农林科技大学 林学院,西部森林生物灾害治理国家林业和草原局重点试验室,陕西 杨陵 7 1 2 1 0 0;2.洛阳市林业生态建设发展中心,河南 洛阳 4 7 1 0 0 0;3.眉县国有营头林场,陕西 宝鸡 7 2 2 3 0 7)摘 要:根际微生物是土壤生态系统的重要组成部分,明确植物根际土壤微生物的群落结构及影响因素对农林生态系统的可持续发展具有重要的意义。结合高通量测序技术及土壤理化性质测定,分析不同林龄花椒根际土壤理化性质的变化与微生物的群落结构差异。结果表明,随着林龄增加,花椒根际土壤呈现弱酸化,土壤养分整体表现出先增加而后降低的趋势,以8 a林龄根际土的养分最高;花椒根际土中含真菌OTU 1 2 2 9个,归属于1 2门、3 5纲、7 8目、1 4 9科、3 2 1属和4 6 6种;细菌OTU 1 2 9 8个,归属于2 2门、4 9纲、7 1目、1 6 3科和2 7 7属。A l p h a多样性分析发现,林龄对花椒根际土壤真菌的物种丰富度和多样性影响显著,以8 a林龄的物种丰富度和多样性最高,1 5 a林龄的次之,3 a林龄的最低;而林龄对花椒根际土壤细菌的物种丰富度和多样性影响不显著。在3个不同林龄的花椒根际土壤中,优势真菌门均为子囊菌门(A s c o m y c o t a)和罗兹菌门(R o z e l l o m y-c o t a),优势属均为缘刺盘菌属(C h e i l y m e n i a)和镰孢菌属(F u s a r i u m);优势细菌门为变形菌门(P r o t e o b a c t e r i a)和酸杆菌门(A c i d o b a c t e r i a),优势属为鞘氨醇单胞菌属(S p h i n g o m o n a s)、酸杆菌门G p 6和G p 4群组和芽单胞菌属(G e mm a t i m o n a s);且发现不同林龄花椒根际土壤微生物的群落结构分离明显,说明林龄是微生物群落结构的主要影响因子。与花椒根际土壤微生物的A l p h a多样性显著相关的土壤理化因子为p H、有机质、速效磷和速效钾,而影响花椒根际土壤微生物群落结构的重要土壤理化因子为有机质、总氮和p H。研究不仅阐明了林龄对花椒根际土壤理化性质与微生物群落结构的影响,还揭示了土壤理化性质与花椒根际土壤微生物群落结构之间的关系,不仅能为椒园土壤质量变化的动态监测提供依据,还能为花椒根际土壤微生物资源的功能开发奠定基础。关键词:花椒;林龄;根际微生物;土壤理化性质;群落结构中图分类号:S 7 6 3.8 1 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 1-7 4 6 1(2 0 2 3)0 4-0 1 5 6-1 0P h y s i o c h e m i c a l P r o p e r t i e s a n d M i c r o o r g a n i s m C o mm u n i t y S t r u c t u r e o f Z a n t h o x y l u m b u n g e a n u m R h i z o s p h e r e S o i l a t D i f f e r e n t A g e sJ I A O J i a-h u i1,F U X i a o1,Z H A N G S h u o1,L I U W e i2,Z H O U J i a o-j i a o1,WU X u-y a n1,L I N X i a o-r o n g1,T I A N Y u-l u3,T A N G G u a n g-h u i1*,L I P e i-q i n1*(1.K e y L a b o r a t o r y o f N a t i o n a l F o r e s t r y a n d G r a s s l a n d A d m i n i s t r a t i o n o n M a n a g e m e n t o f W e s t e r n F o r e s t B i o-D i s a s t e r,F o r e s t r y o f C o l l e g e,N o r t h w e s t A&F U n i v e r s i t y,Y a n g l i n g 7 1 2 1 0 0,S h a a n x i,C h i n a;2.L u o y a n g F o r e s t r y E c o l o g i c a l C o n s t r u c t i o n a n d D e v e l o pm e n t C e n t e r,L u o y a n g 4 7 1 0 0 0,H e n a n,C h i n a;3.Y i n g t o u S t a t e O w e d F o r e s t F a r m o f M e i x i a n,B a o j i 7 2 2 3 0 7,S h a a n x i,C h i n a)A b s t r a c t:R h i z o s p h e r e m i c r o o r g a n i s m i s a n i m p o r t a n t p a r t o f s o i l e c o s y s t e m.I t i s m e a n i n g f u l t o c o n f i r m t h e c o mm u n i t y s t r u c t u r e o f r h i z o s p h e r e s o i l m i c r o o r g a n i s m s a n d i t s i n f l u e n c e f a c t o r s f o r t h e s u s t a i n a b l e d e v e l-o p m e n t o f a g r o f o r e s t r y e c o s y s t e m.H i g h-t h r o u g h p u t s e q u e n c i n g t e c h n o l o g y a n d p h y s i o c h e m i c a l p e o p e r t i e s d e t e c t i o n o f s o i l w e r e c o m b i n e d i n t h i s s t u d y,a i m i n g t o a n a l y z e t h e v a r i a t i o n o f s o i l p h y s i o c h e m i c a l p r o p e r-t i e s a n d d i f f e r e n c e s o f r h i z o s p h e r e m i c r o o r g a n i s m s c o mm u n i t y s t r u c t u r e a s t h e c h a n g e o f Z a n t h o x y l u m b u n g e a n u m a g e.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e r h i z o s p h e r e s o i l o f Z.b u n g e a n u m s h o w e d w e a k a c i d i f i c a t i o n a n d t h e s o i l n u t r i e n t s,a s a w h o l e,i n c r e a s e d f i r s t a n d t h e n d e c r e a s e d a s t h e i n c r e a s e o f p l a n t i n g y e a r s.T h e n u t r i e n t s i n t h e r h i z o s p h e r e s o i l o f t h e 8-y e a r-o l d Z.b u n g e a n u m w e r e t h e h i g h e s t.T o t a l l y,1 2 2 9 f u n g a l o p-e r a t i o n a l t a x o n o m i c u n i t s(OTU s)w e r e i d e n t i f i e d i n Z.b u n g e n u m r h i z o s p h e r e s o i l,b e l o n g i n g t o 1 2 p h y l a,3 5 c l a s s e s,7 8 o r d e r s,1 4 9 f a m i l i e s,3 2 1 g e n e r a a n d 4 6 6 s p e c i e s,w h i l e 1 2 9 8 b a c t e r i a l OTU s w e r e o b t a i n e d,b e l o n g i n g t o 2 2 p h y l a,4 9 c l a s s e s,7 1 o r d e r s,1 6 3 f a m i l i e s a n d 2 7 7 g e n e r a.B y a n a l y z i n g A l p h a d i v e r s i t y,i t w a s f o u n d t h a t t h e a g e s o f Z.b u n g e n u m s h o w e d s i g n i f i c a n t e f f e c t s o n t h e s p e c i e s r i c h n e s s a n d d i v e r s i t y o f r h i z o s p h e r e f u n g i,o f w h i c h t h e 8-y e a r-o l d Z.b u n g e n u m e x h i b i t e d t h e h i g h e s t r i c h n e s s a n d d i v e r i s i t y,f o l-l o w e d b y t h e 1 5-y e a r-o l d,a n d t h e 3-y e a r-o l d d i s p l a y e d t h e l o w e s t.H o w e v e r,t h e a g e s o f Z.b u n g e n u m s h o w e d n o s i g n i f i c a n t e f f e c t s o n t h e b a c t e r i a l r i c h n e s s a n d d i v e r s i t y.I n t h e r h i z o s p h e r e s o i l o f a l l t h e t h r e e d i f f e r e n t a g e s o f Z.b u n g e n u m,t h e d o m i n a n t f u n g a l p h y l a a n d g e n e r a w e r e r e s p e c t i v e l y A s c o m y c o t a a n d R o z e l l o m y c o t a,a n d C h e i l y m e n i a a n d F u s a r i u m,w h i l e t h e d o m i n a n t b a c t e r i a l p h y l a a n d g e n e r a w e r e r e-s p e c t i v e l y P r o t e o b a c t e r i a a n d A c i d o b a c t e r i a,a n d S p h i n g o m o n a s,A c i d o b a c t e r i a G P 4,A c i d o b a c t e r i a G P 6,a n d G e mm a t i m o n a s.M o r e o v e r,i t w a s f o u n d t h a t t h e c o mm u n i t y s t r u c t u r e s o f r h i z o s p h e r e m i c r o o r g a n i s m s w e r e o b v i o u s l y s e p a r a t e d b y t h e a g e o f Z.b u n g e n u m,w h i c h i n d i c a t e d t h a t t h e a g e w a s t h e d o m i n a n t i n f l u-e n c e f a c t o r o n m i c r o o r g a n i s m s c o mm u n i t y s t r u c t u r e s.T h e p h y s i o c h e m i c a l f a c t o r s o f s o i l,w h i c h s h o w e d t h e o b v i o u s r e l a t i o n s h i p w i t h t h e A l p h a d i v e r s i t y o f r h i z o s p h e r e m i c r o o r g a n i s m s o f Z.b u n g e a n u m,w e r e p H,o r g a n i c m a t t e r,a v a i l a b l e p h o s p h o r u s a n d a v a i l a b l e p o t a s s i u m.Wh e r e a s,t h e i m p o r t a n t i n f l u e n c e f a c t o r s o n t h e m i c r o o r g a n i s m s c o mm u n i t y s t r u c t u r e s w e r e o r g a n i c m a t t e r,t o t a l n i t r o g e n a n d p H.T h i s s t u d y n o t o n l y d e m o n s t r a t e s t h e e f f e c t s o f Z.b u n b g e a n u m a g e s o n t h e s o i l p h y s i o c h e m i c a l p r o p e r t i e s a n d m i c r o o r g a n i s m c o mm u n i t y s t r u c t u r e,b u t a l s o r e v e a l s t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e s o i l p h y s i o c h e m i c a l p r o p e r t i e s a n d v a r i-a t i o n o f m i c r o o r g a n i s m c o mm u n i t y s t r u c t u r e,w h i c h c a n n o t o n l y p r o v i d e t h e b a s i s f o r d y n a m i c m o n i t o r i n g o f t h e s o i l p h y s i o c h e m i c a l p r o p e r t i e s i n t h e Z.b u n b g e a n u m p l a n t a t i o n,b u t a l s o l a y t h e f o u n d a t i o n f o r t h e f u n c t i o n e x p l o i t a t i o n o f r h i z o s p h e r e m i c r o o r g a n i s m o f Z.b u n b g e a n u m.K e y w o r d s:Z a n t h o x y l u m b u n g e a n u m;f o r e s t a g e;r h i z o s p h e r e m i c r o o r g a n i s m;s o i l p h y s i o c h e m i c a l p r o p e r-t y;c o mm u n i t y s t r u c t u r e 根际土壤微生物是土壤生态系统中物质循环和能量流动的主要参与者,承担着土壤中动植物残体分解1、有机质积聚2、矿物质吸收3、土壤颗粒结构形成和养分转化4-5等功能,已成为农林生态系统的重要组成部分。植物根际土壤中存在着许多对植物有益的微生物群落,如促生菌、固氮菌、生防菌等6-7,具有活化根区养分、促进植物生长、增强植物抗逆性、抑制土传病害等功能,对植物生长和健康发挥着重要作用8-9。我国农业生产由于化肥农药的过量施用导致土壤质量下降、土传病害频发和农田环境污染等问题,严重威胁农产品产量和安全,阻碍农业绿色发展1 0。随着国内外土壤微生物组研究的开展,发现根际土壤微生物在促进化肥减施增效和农业绿色发展中具有巨大应用潜力,是微生物肥料和微生物农药的主要菌种来源,深入开发利用植物的根际微生物资源为农林产业的增产增收措施的研究提供了新思路1 1。随着分子生物学的快速发展,产生了不依赖于微生物分离培养的微生物高通量测序技术,避免了传统分离培养的技术限制,能真实反映植物根际土壤微生物的种群结构,对深入开发利用植物根际有益微生物提供了重要的指导依据。花椒(Z a n t h o x y l u m b u n g e a n u m)为芸香科花椒属小乔木,原产于中国,是中国华北至西南多省重要的生态型经济林树种1 2。中国花椒产量居世界首位,花椒产业早已成为我国陕甘川等省乡村经济振兴的主要支柱产业之一。然而,随着花椒种植面积的扩大、集中连片种植、种植品种单一化,以及环境和气候等问题的日益加剧,花椒栽培过程中的土壤质量下降、土传病害频发和椒园环境污染等问题也逐渐突出,严重影响了花椒的产量和质量,威胁了751第4期焦嘉卉 等:不同林龄花椒根际土壤理化性质与微生物群落结构的分析绿色花椒产业的发展。基于根际土壤微生物在植物与土壤生态系统中的促进植物生长、增强植物抗逆性、加速土壤矿物质分解等功能,明确花椒根际土壤微生物的群落组成将能为绿色花椒产业发展中的微生物肥料和微生物农药资源的开发提供重要指导依据。植物根际土壤微生物的群落结构会受到多种因素影响,如土壤理化性质、植物的种类与林龄、植物种植方式等1 3-1 4。林木根系向周围土壤分泌化学物质和养分,吸引大量的微生物聚集在根表附近,形成了一个以植物根系为主体核心,植物-土壤-微生物相互作用形成的微生态环境系统。林龄是影响根际土壤真菌和细菌群落结构和种群代谢功能的重要因素之一1 5-1 7,本研究以不同林龄花椒为研究对象,采用I l l u m i n a M i s e q测序技术并结合土壤理化性质测定,分析林龄对花椒根际土壤理化性质和微生物群落结构的影响,为花椒根际土壤微生物生态功能的深入研究奠定基础。1 材料与方法1.1 采样地概况采样地为陕西省宝鸡市凤县花椒试验示范基地(1 0 6 3 9 E,3 3 5 9 N),平均海拔1 0 6 1 m,该区属于暖温带山地气候,特点为垂直变化明显,小气候差异大,降水集中,分布不均,气温日差较大。年日照率为4 2%,年日照平均为1 8 4 0.3 h,地面年平均温度为1 3.5,最高1 4.3,最低1 2.7,年平均降水6 1 3.2 mm,全年多盛行东风和西南风。椒园土壤为粗砂质棕壤土,颗粒适中,保肥保水性一般,有机质含量较高,为人工管理花椒林。试验林分为凤县大红袍3年生(幼龄期)、8年生(盛果期)和1 5年生(衰退期)林分,株行距为2 m 4 m,林地无间作植物。椒园采用地膜滴灌,生育期滴灌57次,基肥为磷酸二铵、尿素、硫酸钾和混合有机肥等。1.2 花椒根际土壤采集与处理花椒根际土壤于2 0 2 0年8月采集自凤县花椒试验示范站,分别在3、8 a和1 5 a花椒林地中随机选择健康植株3株,除去表层土壤,采用抖落法采集根际土1 8,具体操作为:以树干基部为中心,在距离其1 5 c m处设置5个取样点,用土钻挖取距表土1 02 0 c m的土壤,收集土壤中的花椒细根(直径2 mm),抖落细根上的大颗粒土壤,将细根带回实验室,用力抖落细根上的土(距离根表4 mm),即为根际土壤。将同一棵树下的根际土混合装入密封袋,每个林龄3个重复,共9个样品,命名为3年生根际土(R S 3),编号为R S 3 a、R S 3 b和R S 3 c;8年生根际土(R S 8),编号为R S 8 a、R S 8 b和R S 8 c;1 5年生根际土(R S 1 5),编号为R S 1 5 a、R S 1 5 b和R S 1 5 c。每个土样过孔径为2 mm的细筛后,储存于-8 0冰箱,用于测序。1.3 花椒根际土壤化学性质测定土壤化学性质测定方法参考 土壤分析技术规范(第2版)1 9进行,其中土壤p H使用p H计测定,土水比为11 0;有机质(O r g a n i c m a t t e r,OM)采用重铬酸钾氧化-容量法测定;全氮(t o t a l n i t r o-g e n,T N)采用凯氏蒸馏法测定;速效氮(a v a i l a b l e n i t r o g e n,AN)采 用 碱 解 扩 散 法 测 定;全 磷(t o t a l p h o s p h o r u s,T P)采用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法测定;速效磷(a v a i l a b l e p h o s p h o r u s,A P)采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定;全钾(t o t a l p o t a s-s i u m,T K)采用碱熔-火焰光度法测定;速效钾(a-v a i l a b l e p o t a s s i u m,AK)采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定。1.4 花椒根际土壤微生物的测序分析1.4.1 基因组D NA提取、P C R扩增和产物回收 花椒根际土壤微生物的总D NA采用OME GA试剂盒E.Z.N.ATM M a g-B i n d S o i l D NA K i t提取,提取的总D NA用琼脂糖凝胶检测其完整性,采用Q u b i t 3.0定量检测D NA样本浓度。花椒根际土壤微生物的高通量测序采用I l l u m i n a M i S e q平台,真菌的扩增及测序区域为I T S 1区,引物为I T S 1 F(5 -C T-T G G T C AT T T AGAG GAAG T AA-3)和I T S 2 R(5 -G C T G C G T T C T T C AT C GAT G C-3);细菌的扩增及测序区域为1 6 S r D NA的 V 3-V 4区,引物为3 4 1 F(5 -C C T A C G G GNG G CWG C AG-3)和8 0 5 R(5 -GA C T A CHVG G G T AT C T AAT C C-3)。P C R扩增产物经2%的琼脂糖凝胶电泳检测合格后,利用胶回收试剂盒进行纯化回收。1.4.2 文库构建及测序 采用I l l u m i n a桥式P C R构建文库并采用Q u b i t 3.0对其进行荧光定量,质控合格的文库采用I l l u m i n a M i S e q P E 3 0 0平台进行高通量测序。1.4.3 数据处理及分析 使用C u t a d a p t软件对原始序列去除引物接头;根据成对r e a d s之间的o v e r-l a p关系,使用P E A R软件将其拼接成一条序列;根据各样本b a r c o d e序列和引物序列从拼接后数据中分割出各样本数据,并校正序列方向;使用P R I N-S E Q软件切除r e a d s尾部质量值2 0以下的碱基,过滤质控后获得有效序列。使用U s e a r c h软件,根据9 7%相似度对序列进行操作分类 单元(O p e r a t i o n a l T a x o n o m i c U n i t s,OTU)聚类,去除单序列和嵌合体,选取每个OTU最长的序列作为代表序列。将真菌I T S 1的OTU851西北林学院学报3 8卷 代表序列与U n i t e真菌数据库进行比对,细菌1 6 S r D NA的OTU代表序列与R D P 1 6 S数据库进行比对,获得每个OTU的分类学信息,即门、纲、目、科和属等各水平下的分类单元。采用R软件和M i c r o s o f t E x c e l进行数据处理和分析作图。利用R软件的v e g a n包和V e n n D i a-g r a m分别计算A l p h a和绘制V e n n图;采用M o u t h软件进行稀释曲线分析;使用P h y l o s e q计算样品间加权U n i f r a c距离矩阵表,使用R软件的v e g a n包绘图非度量多维尺度(n o n-m e t r i c m u l t i d i m e n s i o n a l s c a l i n g,NMD S)可视化图形。冗余分析(r e d u n d a n-c y a n a l y s i s,R D A)土壤理化性质对花椒根际土壤微生物群落结构(OTU水平上)的影响。采用S A S软件的P R O C ANOVA进行显著性差异分析,所有分析显著性水平设置为P0.0 5。2 结果与分析2.1 不同林龄的花椒根际土壤理化性质分析不同林龄花椒根际土壤理化性质表现出一定的差异(表1)。随着林龄的增加,土壤p H呈下降趋势,由弱碱性向弱酸性变化。当花椒林龄由3 a增加至8 a时,根际土中的有机质、T N、AN、T P、A P、T K和AK均显著增加;而当林龄由8 a增加至1 5 a时,有机质、T N和T P虽有降低,但是与8 a林龄的差异不显著,而AN、A P、T K和AK的含量显著低于8 a林龄。表1 不同林龄花椒根际土壤的基本理化性质T a b l e 1 B a s i c p h y s i o c h e m i c a l p r o p e r t i e s o f r h i z o s p h e r e s o l i o f Z.b u n g e a n u m a t d i f f e r e n t a g e s检测指标R S 3R S 8R S 1 5土壤p H7.1 80.0 5 a7.0 10.0 4 a6.7 90.0 1 b有机质/(gk g-1)3 0.3 12 0.6 4 b4 6.6 83 5.6 9 a3 5.2 61 9.6 3 aT N/(gk g-1)2.3 12 0.6 4 b3.6 83 5.6 9 a3.2 61 9.6 3 aAN/(m gk g-1)9 8.3 11 3.6 4 b1 6 9.0 81 4.3 6 a8 7.1 69.5 4 cT P/(gk g-1)1.1 61 1.3 6 b2.5 62 0.3 6 a2.3 19.3 6 aA P/(m gk g-1)1 7 5.9 86.9 7 c2 9 8.6 11 5.3 6 a2 1 3.3 17.5 9 bT K/(gk g-1)1.0 99.3 6 c3.3 71 9.3 6 a2.6 82 0.3 8 bAK/(m gk g-1)8 9.3 69.8 4 c3 5 6.4 51 4.5 6 a1 7 5.2 32 0.3 6 b 注:同一行中不同的小写字母表示差异显著(P0.0 5)。下同。2.2 花椒根际土壤微生物的测序结果3个林龄花椒根际土的I T S r D NA有效序列分别为9 1 4 7 1、7 7 7 7 6和9 0 0 0 2条,以R S 3和R S 1 5的数目较多;1 6 S r D NA的有效序列分 别为8 0 1 6 2、6 8 2 4 9和7 6 6 1 3条,以R S 3的数目最多(表2)。各样本文库覆盖率均在9 9%以上,说明测序深度可覆盖土壤中的绝大部分微生物,能真实地反应各土样中的微生物群落信息。表2 不同林龄花椒根际土壤微生物的测序结果T a b l e 2 S e q u e n c i n g o f r h i z o s p h e r e m i c r o b e o f Z.b u n g e a n u m a t d i f f e r e n t a g e s样品原始序列真菌细菌有效序列真菌细菌文库覆盖率真菌细菌R S 39 2 0 2 52 4 2 3 a8 0 6 8 21 7 1 6 a9 1 4 7 12 1 4 2 a8 0 1 6 21 6 5 2 a0.9 9 9 50.0 0 0 2 a0.9 9 8 10.0 0 1 1 aR S 87 8 1 6 51 7 7 7 b6 8 8 2 91 1 8 1 c7 7 7 7 61 9 5 9 b6 8 2 4 91 1 1 1 c0.9 9 9 40.0 0 0 2 a0.9 9 7 50.0 0 0 7 aR S 1 59 0 2 3 31 6 3 1 a7 6 9 8 22 7 2 8 b9 0 0 0 21 6 3 2 a7 6 6 1 32 8 4 1 b0.9 9 8 70.0 0 1 6 a0.9 9 7 60.0 0 1 4 a2.3 不同林龄花椒根际土壤微生物群落的A lph a多样性分析 A l p h a多样性主要采用C h a o 1、A c e、S h a n n o n和S i m p s o n等指数进行评价。C h a o 1和A c e 指数表示物种丰富度,其值越大,表示群落物种丰富度越高。S h a n n o n 和S i m p s o n指数可以反映物种的多样性,S h a n n o n 指数越高,S i m p s o n指数越低,说明物种多样性越高,反之则越低。不同林龄花椒根际土壤真菌的C h a o 1 和A c e指数差异显著(表3),均随林龄的增加表现出先增加后降低的趋势,其中以R S 8的 物 种 丰 富 度 最 高、R S 1 5次 之、R S 3最 低;S h a n n o n和S i m p s o n指数在不同林龄的土样中差异也较为显著,以R S 8的S h a n n o n指数最大、R S 1 5次之、R S 3最低,而S i m p s o n指数以R S 3的最高、R S 1 5次之、R S 8最低。由此说明,林龄对花椒根际土壤真菌群落的A l p h a多样性具有显著影响,随着林龄增加,整体呈现出先增加后降低的趋势。与花椒根际土壤真菌群落的丰富度相比,细菌物种丰富度和物种多样性更高,但是不同林龄花椒根际土 壤 中 细 菌 群 落 的C h a o 1、A c e、S h a n n o n和S i m p s o n指数的差异均不显著,表明林龄对花椒根际土壤细菌群落的物种丰富度和多样性影响不显951第4期焦嘉卉 等:不同林龄花椒根际土壤理化性质与微生物群落结构的分析著,推断花椒根际土壤中的细菌群落组成较稳定。2.4 不同林龄花椒根际土壤微生物的群落组成分析2.4.1 真菌群落组成分析 从3个不同林龄花椒根际土中共得到1 2 2 9个真菌OTU,归属于1 2门、3 5纲、7 8目、1 4 9科、3 2 1属和4 6 6种,其中以R S 8的OTU数目最多,为8 5 8个,R S 1 5次之,为7 0 5个,R S 3的最少,仅为6 1 6个(图1)。V e n n图分析发现3组样品的共有OTU为3 3 6个,占2 7.3 4%;R S 3、R S 8和R S 1 5的特有OTU分别为1 1 4、2 8 4和1 9 0个,分别占9.2 8%、2 3.1 1%和1 5.4 6%。从3个不同林龄花椒根际土中共注释到真菌3 2 1属,R S 3、R S 8和R S 1 5中分别注释到2 0 9属、2 6 2属和2 0 5属,共有属为1 4 2属,占5 3.7 9%;R S 3、R S 8和R S 1 5的 特 有 属 为1 9属、5 8属 和3 1属,分 别 占7.2 0%、2 1.9 7%和1 1.7 4%(图1)。由此表明,林龄对花椒根际土壤真菌的丰富度和多样性具有明显的影响,以8 a林龄花椒根际土壤真菌群落的物种丰富度和多样性最高。表3 花椒根际土壤微生物的A l p h a多样性指数T a b l e 3 A l p h a d i v e r s i t y i n d e x o f m i c r o o r g a n i s m s i n t h e r h i z o s p h e r e s o i l o f Z.b u n g e a n u m微生物样品C h a o 1指数A c e指数S h a n n o n指数S i m p s o n指数真菌R S 36 4 0.8 4 8 51 5.9 3 0 4 c6 3 2.8 5 9 12 6.1 4 0 1 c3.4 7 1 30.0 5 8 6 c0.1 3 7 20.0 0 9 1