集约经营对毛竹林土壤反硝化细菌丰度的影响

摘要

为探究集约经营过程中反硝化细菌丰度的变化情况,采用实时荧光定量PCR(real-time PCR)方法,对集约经营0(CK)、10、15、20、25 a毛竹林表层(0～20 cm)和亚表层(20～40 cm)三种反硝化细菌nirK、nirS、nosZ丰度进行分析.结果表明:毛竹林土壤反硝化细菌基因丰度(1.45×106～3.03×108 copies·g-1干土)高于其他生态系统.随着集约经营时间的增加,两层土壤的三种功能基因丰度在集约经营10年时表现增加或不变的一致规律.除表层土壤nirS基因外,三种功能基因在集约经营过程的某一阶段(15或20 a)出现不同程度的下降;但集约经营持续25 a时,除表层土壤nosZ基因丰度仍低于对照外,其他基因丰度均恢复甚至超过对照水平,说明土壤反硝化细菌表现出对集约经营干扰的抵抗和恢复反应.表层nirS和nosZ土壤基因丰度显著高于亚表层土壤,但nirK基因丰度出现相反现象.土壤性质与基因丰度的相关性分析和冗余分析表明,集约经营措施对土壤反硝化细菌影响明显,主要通过土壤氮和有机碳变化综合影响反硝化细菌的活动和功能.毛竹林集约经营土壤的反硝化细菌功能基因丰度较高,积极参与氮循环过程,可加剧N2O温室气体的排放.