氮素添加對(duì)樟樹和濕地松兩種林分土壤微生物群落多樣性的影響.pdf

1、氮素被認(rèn)為是陸地生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力的限制性養(yǎng)分元素，因此人類大量使用氮肥來增加土壤可利用性氮素的水平，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。但是氮素的過量使用也對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生了重要影響。因此了解氮素添加對(duì)森林土壤微生物的影響對(duì)于森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論和實(shí)踐意義。本論文選用湖南省森林植物園作為試驗(yàn)區(qū)，以樟樹和濕地松人工林為研究對(duì)象，設(shè)置3種氮素添加處理（對(duì)照:0g·m-2y-1、低氮:5g·m-2y-1、高氮:15g·m-2y-1

2、），采用BIOLOGAN、FF、GenⅢ和YT4種微生物平板研究手段，分析不同氮添加處理對(duì)樟樹和濕地松人工林土壤微生物代謝活性（AWCD值）、群落功能多樣性和不同碳源利用程度的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.氮素添加對(duì)土壤微生物代謝活性(AWCD值)的影響
　　 樟樹人工林樣地，短期（1個(gè)月）高濃度氮素添加處理促進(jìn)厭氧細(xì)菌和好氧細(xì)菌群落代謝活性，而氮素添加1年后，不同氮添加處理均抑制土壤細(xì)菌群落代謝活性;實(shí)驗(yàn)研究1年

3、前后，不同氮添加處理均對(duì)樟樹林紅壤真菌代謝活性產(chǎn)生抑制效應(yīng);而對(duì)土壤酵母菌群落的活性，除氮素添加中期（7個(gè)月）不同氮添加處理AWCD值高于對(duì)照處理外，初期和后期（1個(gè)月和13個(gè)月）均表現(xiàn)為氮素添加處理抑制土壤酵母菌代謝活性。
　　 濕地松人工林樣地，不同氮添加處理短期內(nèi)（1個(gè)月）均抑制土壤厭氧菌及真菌的活性而促進(jìn)濕地松土壤革蘭氏好氧細(xì)菌的代謝活性，且氮素添加濃度越高，AWCD值越高;高氮處理土壤樣品酵母菌活性代謝明顯高于對(duì)照(N

4、0)處理，而低氮(N1)處理略低于對(duì)照(N0)處理。不同氮添加處理中期（7個(gè)月）隨著氮素添加濃度的升高，厭氧菌代謝活性增強(qiáng)，達(dá)到一定濃度后，微生物代謝活性減弱，但均高于對(duì)照，而真菌高氮(N2)處理明顯低于對(duì)照(N0)處理，這表明土壤厭氧菌和真菌的代謝活性在過量氮沉降的作用下會(huì)逐漸降低;隨著氮素添加的進(jìn)行，好氧細(xì)菌和酵母菌平均活性逐漸下降，表明其代謝活性減弱。不同氮添加處理后期（1年）土壤微生物除真菌代謝活性在高氮(N2)處理時(shí)稍低于對(duì)照

5、(N0)處理外，不同氮素處理均促進(jìn)厭氧細(xì)菌、好氧細(xì)菌和酵母菌的代謝活性，且氮素添加濃度越高，代謝活性越大。
　　 對(duì)比兩種林分氮素添加前后土壤微生物群落代謝活性，可以看出，氮素添加1年后不同氮素添加處理均抑制樟樹林土壤微生物群落代謝活性，且氮素濃度越高，土壤微生物代謝活性越低，而濕地松林土壤微生物代謝活性隨氮素添加濃度的升高而增強(qiáng)，由此可知，氮素添加對(duì)不同森林類型的土壤微生物代謝影響不同。
　　 2.氮素添加對(duì)土壤微生物

6、多樣性的影響
　　 在樟樹人工林樣地，不同氮添加處理可以提高土壤微生物群落的豐富度和功能多樣性，而群落內(nèi)常見物種的優(yōu)勢(shì)度和微生物物種的均勻度表現(xiàn)不一致;同樣在濕地松人工林樣地，不同氮添加處理可以提高土壤微生物群落的豐富度，而對(duì)微生物群落的物種優(yōu)勢(shì)度和均勻度在短期內(nèi)的影響效應(yīng)不一致，氮添加1年后達(dá)到穩(wěn)定值，總體來看，均是在不同氮添加處理下，增加濕地松土壤微生物多樣性。
　　 3.氮素添加對(duì)土壤微生物不同類型碳源利用能力的影

7、響
　　 不同氮素添加處理下，造成樟樹和濕地松人工林土壤厭氧細(xì)菌群落活性和碳源相對(duì)利用率的不同的原因可能是氮素添加改變了厭氧細(xì)菌和革蘭氏好氧細(xì)菌對(duì)某些偏好碳源的利用發(fā)生了差異，尤其是對(duì)糖類碳源的利用產(chǎn)生變化;土壤真菌比較偏好、利用率較高的碳源類型為糖類、羧酸類和氨基酸類，而不同氮素添加處理對(duì)不同種類碳源利用效率上存在差異，導(dǎo)致土壤真菌群落代謝功能產(chǎn)生變化;兩種林分在不同氮添加處理下，土壤樣品酵母菌群落比較偏好利用糖類和聚合類碳源

8、，對(duì)氨基酸類和羧酸類碳源的利用相對(duì)偏低，而不同氮素添加處理是造成這種現(xiàn)象的主要原因。
　　 主成分結(jié)果表明，兩種林分不同的氮素添加處理土壤微生物的碳源利用能力出現(xiàn)顯著差異。糖類、羧酸類和氨基酸類物質(zhì)尤其是糖類物質(zhì)是該試驗(yàn)點(diǎn)土壤微生物主要利用的碳源，但不同的氮素添加處理土壤微生物所利用的碳源物質(zhì)各不相同，可作為區(qū)分各處理對(duì)微生物影響的依據(jù)。因此，長(zhǎng)期施用這類氮肥會(huì)使微生物可以利用的碳源趨于穩(wěn)定，促進(jìn)偏好氨基酸類、糖類和羧酸類物質(zhì)為