基于磷脂脂肪酸(PLFA)法的喀斯特石漠化生态系统土壤微生物群落多样性研究

摘要

土壤微生物群落结构和活性是土壤生物过程中重要的限制因子，且在很大程度地决定了生物地球化学循环、土壤肥力、土壤质量以及土壤有机碳的循环过程。为了研究不同土地利用方式对土壤微生物群落多样性结构的影响。以空间代时间的方法，在小区域内选择了具有明显关联性的林地、农用地和撂荒地作为研究对象，采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法探讨了土地利用方式转变对土壤微生物数量和群落结构的影响以及不同深度土层(0~20cm、20~60cm、60~100cm)、不同季节的的土壤微生物PLFA含量和群落结构的多样性。研究结果如下： (1)三个不同土地利用方式下的土壤共检测出26种PLFA，其中6月份中农用地检测到24种；9月份中林地、撂荒地及农用地均检测到22种；12月份中林地、撂荒地检测出21种，农用地检测到22种；6月份及9月份的PLFA种类比12月份的丰富，林地中的PLFA种类高于农用地、撂荒地。 (2)在3个不同土地利用方式中，土壤C16:0（棕榈酸甲酯）、C16:1 （棕榈油酸甲酯）、C18:0（硬脂酯酸甲酯 ）、C18:2n6c（亚油酸甲酯） PLFA的总量中显著高于其他PLFA，C14:1（肉豆蔻烯酸甲酯）只在林地中有，而农用地和撂荒地相对来说没有检测到。6月份中撂荒地中相对来说没有检测到C17:0（十七烷酸甲酯）、C22:0（山嵛酸甲酯）、C22:2（二十二碳二烯酸甲酯）、C24:1（二十四碳烯酸甲酯）；9月份中林地、农用地和撂荒地中均没检测到C15:1（十五碳烯酸甲 酯）、C17:1（十七碳烯酸甲酯）、C24:1（二十四碳烯酸甲酯）、C22:6n3（二十二碳六烯酸甲酯）；12月份林地、农用地和撂荒地中均没检测到C15:1、C17:1、C20:4n6（二十四碳烯酸甲酯）、C24:1、C22:6n3。 (3)0~20cm比20~60cm、60~100cm所检测出来的PLFA种类丰富，PLFA16:0含量在各深度中均为最大。6月份和12月份中，0~20cm的单一PLFA均高于20~60cm、60~100cm，而20~60cm、60~100cm大多数单一PLFA相差不大。9月份中，0~20cm的单一PLFA均高于20~60cm、60~100cm，20~60cm高于60~100cm。综合看各PLFA的含量，可以发现C16:0、C16:1、C18:0、C18:2n6c这四种PLFA在不同深度中含量均为最大。 (4)土地利用方式转变过程中，微生物群落结构仍然有一定的相似性；且随着土壤剖面的深度增加，而PLFA呈现减少的趋势。土壤PLFA总含量、单一PLFA都会随着季节性变化而发生微小的改变，且细菌含量逐渐减少，真菌含量逐渐增加的趋势。细菌、真菌PLFA含量在土壤微生物中占主导地位，是影响土壤生物群落的主要成分之一。在6月份、9月份和12月份的时候与pH、有机质、全氮、碳氮比基本都呈极显著正相关，只在六月份时与pH、有机质无相关性。