长期集约经营对雷竹林土壤微生物群落结构及硝化细菌的影响

【摘要】：雷竹(Phyllostachys praecax),禾本科竹亚科刚竹属竹种,是近十几年来筛选出的优良笋用竹种。近二十年来,由于推广了以大量施肥和冬季覆盖增温为主要手段的集约经营技术,使雷竹提早出笋,提高了产量和经济价值,成为了当地农民致富的一种新兴产业。然而,长期的集约经营带来显著经济效益的同时,也对环境也造成了很大影响,如土壤酸化、微生物量下降、营养元素大量累积以及周边水体富营养化等等,最终导致雷竹林提前退化。本研究于临安市高虹镇选取集约经营条件下不同栽培年限的雷竹林(4、7、9、11、15 a),同时周边未改种雷竹的水稻田作为对照,通过PcR-DGGE手段研究土壤微生物群落结构以及土壤硝化细菌对长期集约经营措施的响应特征。研究结果表明,水稻田改种雷竹后,长期的大量施肥及冬季覆盖措施大大增加了土壤中养分元素(如有机质、氮、磷、钾等)的含量,土壤pH值出现明显下降,从最初的6.0(水稻田)降低到4.2(15 a)。通过DGGE分析表明,随着经营时间的延长,不同样点之间的土壤微生物遗传多样性存在较明显的差异,集约前期土壤的细菌群落结构较为相近,到后期则相似度明显降低,条带数目减少,说明长期集约经营对土壤细菌群落结构产生了重要影响。土壤硝化细菌数量及硝化势研究结果表明,大量施肥显著增加了土壤硝化细菌数量和土壤硝化势,但是对硝化细菌的活性没有显著影响,并且到了后期,随着集约经营时间的延长,土壤生物学性质发生减退,硝化细菌的数量和活性也受到了明显的影响。结果表明,目前的集约经营措施虽然可以短期内大幅提高雷竹产量,但是长期以往必将影响雷竹的生长和竹笋产量,并对周围环境造成了巨大的生态风险,不利于雷竹林的可持续发展。