集约经营雷竹林土壤真菌群落生态特征及其响应机制

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31200473
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
23.0万
负责人：
李永春
依托单位：
浙江农林大学
学科分类：
C1606.森林土壤学
结题年份：
2015
批准年份：
2012
项目状态：
已结题
起止时间：
2013-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
秦华；王旭东；时浩杰；林琳；郭帅；李清良；
关键词：
多样性集约经营土壤真菌群落生态响应雷竹林

项目摘要

As important components of soil microbial biomass, soil fungi in forest play an crucial role in mediating ecological recycling, contributing significantly to plant nutrient and organic turnover processes. As the result, the internal mechanism of how forest gets changed by human disturbance is very important.from fungal community perspective. The research will conduct on fungal communities in Phyllostachys praecox stands with intensive management. Alterations in soil fungal community and diversity were assessed using phospholipid fatty acid analysis (PFLA), DNA- and RNA-based fingerprinting, real-time quantitative PCR, gene library, together with conventional separation and cultivation techniques. Based on investigation of the effects of itentensive management on soil fungal community and diversity, it is hopeful to elucidate early degradation biological mechanism of Phyllostachys praecox stands with intensive management by analysis the association between ecological characteristics of fungal community and soil quality evolution. The results of this study will provide an important theoretical basis for efficient and sustainable management of Phyllostachys praecox stand.

土壤真菌群落作为森林土壤生态系统中物质循环的重要驱动者及调节者，研究其在人为干扰条件下的演变特征，对于深入认识人为干扰对森林生态系统的影响及其内在机制具有十分重要的意义。本研究针对长期集约经营雷竹林土壤，拟采用磷脂脂肪酸分析、基于DNA和RNA的指纹图谱、实时荧光定量PCR ，结合基因克隆文库以及常规分离与培养等多种技术，从冬季地表覆盖和重施肥经营措施条件下雷竹林土壤真菌群落结构特征、种群数量、优势种群及其生态功能等方面，深入探究集约经营措施对雷竹林土壤真菌种群、多样性和丰度的影响，解析真菌群落生态特征与土壤质量演变之间的关联性，以明确集约经营雷竹林提前退化的生物学机理。本项目的实施和完成，有望阐明集约化利用下林地土壤退化过程中真菌群落演替特征的驱动因素和作用机理，并为发掘真菌在土传病害防治方面的自身潜力，及发挥在土壤质量演变过程中的表征作用，为竹林的高效可持续经营提供重要的理论依据。

结项摘要

土壤真菌群落作为人工林生态系统中主要的微生物组分和有机质降解者，研究其在人为干扰下的演变特征和影响因素，对于深入认识人为干扰对人工林生态系统的影响及其内在驱动机制具有十分重要的意义。本研究针对长期集约经营和不同施肥处理雷竹林土壤，采用基于分类(18S rDNA，ITS)和功能(cbhI)标记的指纹图谱(DGGE，T-RFLP)、实时荧光定量PCR，结合基因克隆文库以及常规分离培养和功能筛选等多种方法，深入探究冬季地表覆盖、施肥用量和方式对雷竹林土壤真菌群落结构特征、种群数量、优势种群以及生态功能等的影响，取得了如下研究结果。1) 集约经营措施对土壤真菌群落结构的影响非常显著，特别是雷竹林集约经营初期，而长期集约种植雷竹林土壤真菌群落结构与未集约经营的样地趋于一致；土壤真菌群落主要受土壤总氮含量，及pH、有机质以及速效钾含量的影响。2) 集约种植前烷基碳是影响真菌群落组分最主要的组分，而经过5年的集约种植后变成了烷氧碳；烷基碳、烷氧碳、芳香碳和羰基碳四者分别合计解释了表层和亚表层土壤中63.2%和54.2%的真菌组分总变异；腐生真菌或纤维素降解种类，主要包括被孢霉菌Mortierellales sp.、木霉菌Trichoderma sp.、Scheffersomyces sp.,等，随着种植年限的增加在真菌群体中占据了优势地位；雷竹林集约管理改变了有机碳组分和与之紧密相关的土壤真菌群落组分。3) 在0-20cm土层，不同施肥对土壤真菌多样性有显著影响，单施有机肥、混施有机无机肥料处理的土壤中真菌保持了较高水平的多样性，而单施化肥与集约经营处理显著降低了土壤真菌群落的多样性；但施肥并不影响亚表层(20-40cm)土壤真菌多样性；有机质、碱解氮和速效磷含量是影响真菌群落变异的主要因素。4) 在雷竹林土壤中分离筛选到卷枝毛霉Mucor circinelloides和木霉菌属Trichoderma sp.各1株，接种不超过500 mg•L-1浓度结晶紫染料液体发酵脱色均可获得较高的脱色率。本项目的实施从有机碳组分迁移和真菌群落演替的角度，阐明了集约化利用下林地土壤真菌群落演替特征的驱动因素和作用机理，为竹林的高效可持续经营提供了重要的理论依据。