杨树人工林土壤质量演变过程中微生物群落变化及其分子机理

高度集约经营管理导致杨树人工纯林土壤肥力退化，生产力下降，土壤微生物群落结构及其生态功能退化是土壤质量下降的关键过程和重要机制。本项目以农田、多代连栽杨树人工纯林、沙棘纯林和杨树沙棘混交林土壤微生物为研究对象，利用多种分子技术（荧光定量PCR、PCR-DGGE和克隆测序）研究不同杨树营林措施对土壤细菌、真菌、放线菌及四种氮素转化相关功能菌（氨氧化细菌和古菌、反硝化细菌和固氮细菌）群落数量、结构组成及多样性的影响，分析其变化与土壤质量演变的关系，初步阐明杨树人工林地力衰退/恢复过程的微生物分子机理。该项目对于科学评价土壤微生物在杨树人工林土壤质量方面的作用，深化人们对土壤微生物群落与土壤质量相互关系的认识具有重要意义，为实现杨树人工林土壤恢复和可持续经营提供科学依据和技术指导。

高度集约经营管理导致杨树人工纯林土壤肥力退化，生产力下降，土壤微生物群落结构及其生态功能退化是土壤质量下降的关键过程和重要机制。本项目以农田、多代连栽杨树人工纯林、沙棘纯林和杨树沙棘混交林土壤为研究对象，调查不同杨树营林措施对土壤养分含量、微生物活性以及细菌、真菌和四种氮素转化相关功能菌（氨氧化细菌和古菌、反硝化细菌和固氮细菌）群落数量、结构组成及多样性的影响，初步阐明杨树人工林地力衰退/恢复过程的微生物生态演替规律，为实现杨树人工林土壤恢复和可持续经营提供科学依据和技术指导。结果表明，退耕还林后，几乎所有土壤养分含量、微生物量碳、氮、脲酶和中性磷酸酶活性以及细菌和氨氧化细菌数量指标均呈现下降趋势，而随着林龄和代次的增加，这些指标并没有出现持续降低趋势。退耕还林后土壤微生物群落结构也发生明显变化，但是其丰富度和多样性指数变化规律与以上指标不一致。与杨树纯林相比，杨树沙棘混交林土壤养分含量、基础呼吸、微生物量碳、氮、酶活性以及微生物数量（氨氧化细菌除外）均明显提高，说明杨树沙棘混交模式能改善土壤肥力质量和微生物生态，有利于杨树生长。