红壤坡地利用方式对土壤细菌群落结构的影响

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1、第48卷第3期土壤学报Vol.48，No.32011年5月ACTAPEDOLOGICASINICAMay，2011*红壤坡地利用方式对土壤细菌群落结构的影响秦红灵袁红朝张慧朱亦君吴敏娜魏文学(中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室，长沙410125)摘要利用中国科学院桃源农业生态试验站坡地不同利用方式长期定位观测试验场农田、自然恢复和茶园土壤为研究对象，直接从土壤中抽提总DNA，应用T-RFLP和RT-PCR技术研究红壤坡地利用方式对土壤细菌群落结构的影响。结果表明，红壤坡地三种土地利用方式土壤细菌多样性指数农田＞茶园＞自然恢复(

2、p＜0.05)，但土壤细菌数量茶园＞自然恢复＞农田(p＜0.05)，茶园土壤细菌数量是农田的8.76倍。基于T-RFLP图谱的样品间相似性指数和主要限制性片段(T-RFs)定性分析均表明，农田与茶园和自然恢复土壤均存在显著的差异(p＜0.05)，而茶园和自然恢复土壤细菌群落比较相似。不同土地利用方式土壤有机质、有效磷和速效钾均对土壤细菌群落结构产生显著影响(p＜0.05)。综合考虑经济效益和保持红壤坡地的可持续利用，茶园将成为中国南方红壤丘陵坡地可持续利用的一种有效方式。关键词土地利用;土壤细菌;多样性;T-RFLP;RT-PCR中图分类号X171

3、.3文献标识码A［3］红壤坡地是我国长江中下游地区主要的土地微生物群落的最强有力的工具之一。RT-PCR技资源之一，目前主要利用方式是农作物轮作、植果、术实现了PCR从定性到定量的飞跃，通过在PCR［1］药、茶和经济林、草等。由于植被群落单一和农扩增过程中检测产物的荧光信号积累实时监测整事耕作，红壤丘陵坡地成为中国南方面积最大、垦个PCR进程，具有特异准确、防止污染、自动化程度［2］［4-5］殖指数最高、水土流失最为严重的区域。加强该高等特点，已广泛应用于各种基因的检测。区红壤坡地退化生态系统生物多样性保护和生态本文利用T-RFLP和RT-PCR技

4、术研究红壤坡功能恢复是该区面临的主要任务。目前对红壤地地土壤微生物，基于T-RFLP图谱，运用多样性指数区生态环境退化各项指标已有较多的论述与研究，和群落相似性分析比较了不同土地利用类型之间但针对该区生态系统生物多样性与生态系统功能的土壤微生物群落的多样性及其相似度，同时参考的恢复这一生态学研究热点的论述尚不多见，特别PAT数据库，推测了样品中可能存在的优势微生是针对土壤微生物群落多样性的研究还比较缺乏。物;同时利用RT-PCR分析不同土地利用类型土壤近年来，随着分子生物学的发展，基于16S微生物数量的差异，为全面认识红壤坡地土壤微生rRNA基因的

5、非培养技术为揭示自然环境中微生物物群落结构提供有用的信息，为坡地可持续利用生种类和遗传多样性开辟了一条全新的途径。T-态系统的构建与管理提供依据。RFLP技术是将RFLP技术和荧光标记技术相结合后发展的一种较先进的分子生态学方法，具有分辨1材料与方法率高、易于实现自动化等特点，还可以与网络在线服务(http://trflp.limnology.wisc.edu/index.jsp)1.1研究区概况PAT工具(TheT-RFLPPhylogeneticAssignment土壤样品采自中国科学院桃源农业生态试验Tool)相结合，充分利用互联网海量数据资

6、源共享的站坡地不同利用方式长期定位观测试验场。该试优势。由Liu等于1997年首次应用于微生物群落验场地处湖南省桃源县漳江镇宝洞峪村(111°26'E，多样性的研究以后，T-RFLP技术成为分析复杂环境28°55'N)，位于武陵山区向洞庭湖平原过渡的丘岗*国家自然科学基金项目(40801098)资助通讯作者，E-mail:wenxuewei@isa.ac.cn作者简介:秦红灵，助理研究员，博士。E-mail:huniu@isa.ac.cn收稿日期:2010－04－19;收到修改稿日期:2010－10－263期秦红灵等:红壤坡地利用方式对土壤细菌群

7、落结构的影响595－2－2－2地带。年均气温16.5℃，年降雨量1440mm，日照N150kghm、P25kghm和K75kghm，供试1520h，土壤类型为第四纪红土发育的红壤，植被肥料为尿素、过磷酸钙和加拿大红色钾肥。农田肥为武陵山植被区系。1995年秋在场内选择1处坡料分春季(5月10日左右)和秋季(10月10日左面(南偏东15°，坡长62m，坡度8°～11°，投影面积右)两次施用，茶园在冬季(11月20日左右)一次施21hm)作为坡地不同利用方式长期定位观测试验用。无人为干扰的自然恢复区从1995年试验开始，区。在定位区内，设置8种不同土地

8、利用方式(小至2003年已基本形成具有垂直结构的生态系统。区)，每种土地利用方式(小区)投影面积20m×草本层2003年前