2024年3月16日发(作者：)
第
37
卷第
3
期
2023
年
6
月
水土保持学报
JournalofSoilandWaterConservation
Vol.37No.3
,
Jun.2023
红壤侵蚀区不同植被类型土壤磷垂直分布特征及影响因素研究
()
福建农林大学林学院
,
福州
3
福建长汀红壤丘陵生态系统国家定位观测研究站
,
福建长汀
31.50002
;
2.66301
摘要
:
为探讨红壤侵蚀区不同植被类型下土壤磷素有效性
,
选取福建长汀红壤丘陵生态系统国家定位观测
、、
研究站的裸地
(
针叶林
(
针阔混交林
(
以及阔叶林
(
分别测定其铁氧化物
、
CK
)
CF
)
CB
)
BF
)
4
种植被类型
,
各级磷素形态
,
并采用高通量测序技术对解磷菌
(
进行测定
。
结果表明
:
随着植被类型的转变
,
中等
PSM
)
活性磷含量增加
,
低活性磷含量总体上减少
,
游离态氧化铁
(
含量逐渐减少
。
土壤中解磷菌的丰富度
Fe
d
)
()、)
异常球菌
—
栖热菌门
(
等
。
变形菌门和酸性磷酸酶的含量随植被
ActinobacteriaDeinococcus-Thermus
类型的转变总体呈现出增加趋势
,
变形菌门与
A
随着植被类型转变
,
稳定
CP
呈极显著正相关
。
综上所述
,
进而增加磷的有效性
;
解磷菌群落结构与多样性变化会受到土壤理化性质的影响
,
解磷微生物可通过分泌
酸性磷酸酶的方式水解有机化合物并降解固定在土壤的无机磷
,
进而提高磷的有效性
。
关键词
:
红壤侵蚀区
;
土壤剖面
;
磷素组分
;
铁氧化物
;
解磷菌
:/
..
DOI
10.138702023.03.027
j
()
中图分类号
:
S714
文献标识码
:
A
文章编号
:
103-0208-10
态磷逐渐向可利用态磷转化
,
土壤潜在磷源增加
;
游离态氧化铁含量的减少有利于有机磷的解吸和矿化
,
)、
和多样性随植被类型的转变增加
。
在门分类水平上
,
优势类群主要有变形菌门
(
放线菌门
Proteobacteria
2
梁晶晶
1
,
王淑真
1
,
丘伟娟
2
,
王丽平
2
,
包明琢
1
,
周垂帆
1
,
StudnVerticalDistributionCharacteristicsandInfluencinactorsofSoil
y
o
g
F
PhoshorusinDifferentVeetationTesinRedSoilErosionArea
pgyp
1122
,,
WANGLLIANGJininhuzhenQIUWeiuaniin
gjg
,
WANGS
jpg
,
112
,
BAOMinzhuoZHOUChuifan
g
,
,,,,
areainthis
p
aerfour
p
lantinovertesofbareland
(
CK
)
coniferousforest
(
CF
)
coniferousand
pg
c
yp
broad-leavedmixedforest
(
CB
)
andbroadleavedforest
(
BF
)
wereselectedfromtheNationalPositionin
g
,
ironoxidesand
p
hoshorus
(
P
)
weredeterminedandthePsolubilizinacteria
(
PSM
)
weredeterminedb
pg
b
y
,
Observatmsof
y
E
yggj
:
Abstract
Toinvestiatetheavailabilitfsoilhoshorusunderdifferentveetationtesinredsoilerosion
gy
o
ppgyp
)
NationalPositioninbservationandResearchStationoedSoilHillEcosstem
,
ChantinFuian
366301
g
O
f
R
ygg
,
j
(
1.
Colleeoorestr
FuianAricultureandForestrniversitFuzhou
350002
;
2.
Chantin
gf
F
y
,
jgy
U
y
,
gg
,
ultsshowedthatwiththechaneofveetationtethe
ggpqg
t
gyggyp
,,
contentofmoderatelctivePincreasedthecontentoflowactivePdecreasedandthecontentoffreeiron
y
a
,,
evelof
p
hlumclassificationthedominant
g
rousweremainlroteobacteria
ggypypy
P
,,
lusionwiththechaneofveetationtestableP
g
raduallransformsto
ggypy
t
,
awiththechaneofveetationtendtherewasaextremelinificant
p
ositivecorrelationbetween
ggypy
s
g
,
tentsofProteobacteriaandacidPincreased
oxide
(
Fedecreased
g
hnessanddiversitfPsolubilizinacteriaincreasedwiththe
yy
o
g
b
d
)
availableP
,
uctionoffreeironoxidecontentisbeneficialtothe
p
communittructureteanddiversitfPsolubilizinacteriaareaffectedbhe
p
hsicalandchemical
y
s
ypy
o
g
b
y
t
y
russolubilizinicrooranismscanhdrolzeoraniccomoundsandderade
pppg
m
gyygpg
收稿日期
:
2022-11-03
;)
国家林草局定位站运行经费项目
(
福建农林大学林学高峰学科建设项目
(
资助项目
:
K4315002A
)
72202200205
:(
—),,,。:
男在读硕士研究生主要从事生态修复研究
E
第一作者梁晶晶
1998-mail2098796747@
q
.com
q
:(
—),,,,。:
通信作者周垂帆
男副教授硕士研究生导师主要从事生态修复研究
1986E-mailzhouchuifan@
,
desortionesinthe
pgppy
o
g
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第
3
期红壤侵蚀区不同植被类型土壤磷垂直分布特征及影响因素研究
梁晶晶等
:
209
inoranicPfixedinsoilbecretincidP
,
thusimrovinheavailabilitfP.
gy
s
g
a
pg
t
y
o
:;
s
;
p
;;
p
Kewords
redsoilerosionareaoil
p
rofilehoshorusfractionsironoxidehoshatesolubilizin
ppg
y
microbes
严
森林资源不合理地开发和使用造成土壤退化
,
]
1
。
长汀红壤侵蚀区曾因
重限制森林生态系统发展
[
]]
1314
。
如蒋欣梅等
[
率
、
减少土壤磷元素流失的特性
[
15
]
和徐文凤等
[
研究发现
,
解磷菌肥的施用可提高植
是长汀水土流失区生态恢复和重建的先锋物
niana
)
种
。
由于其耐贫瘠且成活率高
,
马尾松林下土壤质量
和微生物群落结构与组成的变化可在一定程度上反
]
2
。
映亚热带森林群落的演替状况和恢复水平
[
其严重的水土流失备受关注
。
马尾松
(
Pinusmasso-
物对有效磷的利用
。
然而
,
当前研究偏重于土壤解磷
菌的解磷机理
,
尚缺乏土壤磷素形态与解磷菌的群落
结构和多样性的相关报道
。
究对象
,
分别测定其铁氧化物
、
各级磷素形态
,
并采用
高通量测序技术对解磷菌进行测定
,
旨在为植被类型
转化过程中磷素的有效利用提供参考
。
鉴于此
,
选取
4
种不同植被类型的林地土壤为研
作为植物生长发育的限制性营养元素之一
,
土壤
磷素水平与林木生长代谢过程密切相关
,
广泛参与核
生资源
,
土壤中磷素的循环过程缓慢
,
属于典型的沉
积性循环
,
其有效性受到众多因素影响
[]
4
[]
苷酸
、
ATP
等关键物质的合成过程
3
。
作为不可再
1
材料与方法
1.1
研究区概况
—
1
,
研究区位于福建省长汀县河田镇
(
116°00'16°39'E
—
2
,—
8
日
。
采样时间为
225°18'6°02'N
)
020
年
11
月
7
该地的土壤为红壤
,
主要是由粗晶花岗岩发育而成
。
该地区属亚热带季风气候
,
年均降水量为
1737mm
,
年均气温为
1
该地
8.1℃
。
由于自然环境和人为干扰
,
区地带性阔叶林植被遭到严重破坏
,
造成严重水土流
失现象
。
为缓解此现象
,
相关部门在该地区通过播种
造林方式逐渐开展以马尾松为主要造林树种的植被治
理恢复措施
,
并取得一定的成效
,
从而使该地区逐渐形
成以马尾松林为主的不同植被类型的人工林
。
分别选
取福建长汀红壤丘陵生态系统国家定位观测研究站的
裸地
、
针叶林
、
针阔混交林和阔叶林
(
未破坏
)
4
种植
1.2
样品采集
每个研究样地建立
3
个
20m×20m
的地块作
为重复
,
每个地块之间至少间隔
25~50m
。
采用空
间代时间法
,
每个阶段设置
3
个重复
,
每个重复按照
样过
2mm
筛以去除混杂的石块和树根
。
各点分别取
0
—
5
,
S
形取
5
点
,
5
—
10
,
10
—
20
,
20
—
50
cm
的
4
个层次的剖面土并混匀
。
将收集好的复合土
1.3
测定项目与方法
]
16+-
:、
土壤基本养分的测定
[
NHNO
4
-N
3
-N
采
5
]
属氧化物
、
土地利用方式和磷素形态
。
宋春等
[
研究
,
如土壤金
发现
,
土地利用方式的改变显著影响土壤的磷素有效
[]
性
;
Andrew
等
6
探究不同土壤类型的磷素形态与有
效磷含量的联系发现
,
土壤磷素有效性与磷素形态密
切相关
。
铁氧化物是土壤中最常见且含量丰富的胶
结物质
,
其活性较高且易受周围环境影响
[]
7
性红壤中丰富的铁氧化物对磷素强烈的吸附固定作
用
,
降低土壤有效磷含量
,
严重限制该地区的植被恢
与土壤铁氧化物含量呈显著正相关
,
土壤母质主要通
。
南方酸
]
8
]
9
。
肖华翠等
[
复过程
[
研究发现
,
土壤不同磷素形态
过影响铁氧化物的含量来调控土壤磷形态组成
。
但
目前对于不同形态磷素含量及其与
Fe
矿物关系随
着植被类型的转变的变化鲜有报道
。
磷酸酶是一种可以催化磷酸酯的水解酶
,
在土壤
中分布非常广泛
。
土壤中的磷酸酶主要以酸性磷酸
菌分泌而来
,
但不同的是
,
酸性磷酸酶还可来源于植
有机磷水解为可供植物利用的无机磷
。
根据序列相
酶
(
和碱性磷酸酶
(
为主
,
都可由土壤细
ACP
)
ALP
)
10
]
,
物根部
[
可将土壤
ALP
可催化酯磷酸键的水解
,
被类型
,
依次记为
CK
、
CF
、
CB
、
BF
。
似性和底物特异性
,
ALP
编码基因分为
3
个不同的
。
与
p
家族
(
hoA
、
hoD
和
p
hoX
)
hoA
和
p
hoX
基
pp
因相比
,
hoD
因其出现频率高的特性已逐渐成为研
p
]
11
。
究土壤有机磷转化的关键指示物
[
土壤微生物在磷素循环过程中发挥着重要的作
用
,
包括无机磷溶解
、
磷矿化
、
磷饥饿响应调控以及磷
吸收和转运
。
土壤解磷菌在转化难溶性磷为可溶性
2-
和可供植物利用的磷酸盐
(
等
)
过程中发挥
HPO
4
]
12
。
解磷微生物指通过自身代谢产物和
着重要作用
[
,,
德国
)
测定
;
tarvarioH
采用
p
H
计测定
。
游离氧
p
化铁
(
测定采用连二亚硫酸钠还原法
;
非晶质氧
Fe
d
)
17
]
。
磷酸酶
化铁
(
测定用草酸铵
-
草酸提取法
[
Fe
o
)
18
]
;
测定采用对硝基苯磷酸盐法
[
磷素形态测定采用
[
19
]
活性磷包括水溶态磷
(
和
HedleH
2
O-P
)
y
分级法
,
),
碳酸氢钠态磷
(
中等活性磷是氢氧化
NaHCO
3
-P
TFe
采用电感耦合等离子体发射光谱仪
(
eomtima
p
美国
)
测定
;
8000
,
TC
、
TN
采用元素分析仪
(
elemen-
用连续流动分析仪
(
荷兰
)
测定
;
skalarsan++
,
TP
、
其他生物协同作用
,
将土壤中的难溶态磷转化为可溶
态磷的微生物类群
,
其具有提高土壤有效磷的利用
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210
水土保持学报
第
37
卷
1.4
数据处理
通过
S
磷酸酶
PSS190
软件对组间土壤基本养分
、
.
含量
、
各种磷素形态含量以及
Alha
多样性指数等分别
p
进行单因素方差分析
,
数据差异显著性分析采用
Duncan
://
布检验
。
使用
Tutools
平台
(
utu.
p
_
用于叠加热图的
M
并利用
com
)
antelr
相关性图的绘制
,
Oriin2018
软件对门水平下优势解磷菌类群与土壤磷
g
素形态建立线性矩阵回归分析
。
法
,
以
p
<0
采用
O
.05
表示处理间差异显著
,
riin2018
g
软件对试验数据进行绘图
。
数据处理部分经过正态分
。
解磷菌使用高通量测序技和残渣态磷
(
P
)
Res-P
)
]
20
。
术进行测定
[
,
钠态磷
(
稳定态磷包括盐酸态磷
(
NaOH-P
)
HCl-
2
结果与分析
2.1
不同植被类型土壤基本养分的变化
+
、
由图
1
可知
,
在同一土层深度下
,
土壤
NH
4
-N
并都在
TC
、
TN
含量随着植被类型转变呈上升趋势
,
土壤
TBF
阶段达到最大
,
P
含量随植被类型转变总
体呈先增后减趋势
,
土壤游离态氧化铁
(
随植被
Fe
d
)
类型转变总体先减后增再减
;
土壤无定型态氧化铁
(
随植被类型转变总体呈先减后增趋势
。
Fe
o
)
在同一植被类型下
,
土壤中
NH
4
+
-N
、
TC
、
TN
的含量随着土层深度的增加呈下降趋势
;
土壤
TP
含
量随土层深度的增加总体呈减少趋势
,
土壤无定型态
氧化铁
(
随土层深度增加总体呈减少趋势
。
Fe
o
)
图
1
土壤基本养分的变化
2.2
不同植被类型土壤磷素形态变化
由图
2
可知
,
在同一植被类型下
,
各形态磷素之
间含量较高的是
Res-P
、
NaOH-Pi
和
NaOH-
。
RPoes-P
含量随植被类型的转变总体呈降低趋
势
;
NaOH-Pi
含量随植被类型的转变总体呈增加趋
植被类型转变总体呈增加趋势
。
2.3
不同植被类型活性磷组分变化
由图
3
可知
,
4
种植被类型总体表现出低活性磷
>
中等活性磷
>
活性磷
。
在植被类型转变过程中
,
活性
磷含量总体上呈减少趋势
;
中等活性磷含量总体上呈
增加趋势
;
低活性磷含量总体上呈减少趋势
。
势
,
随土层深度增加呈减少趋势
;
NaOH-Po
含量随
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第
3
期红壤侵蚀区不同植被类型土壤磷垂直分布特征及影响因素研究
梁晶晶等
:
211
;
不同小写字母表示同一样地不同土层深度之间的显著性差异
(
不同大写字母表示同一土层深度不同样地之间的显著性差异
注
:
05
)
p
<0.
()。
下同
。
05
p
<0.
图
2
不同植被类型土壤磷素形态变化
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212
水土保持学报
第
37
卷
0
—
5cm
土层
ALP
活性为
BF>CB>CF>CK
,
);
BF
较其他
3
种植被类型差异显著
(
05
5
—
10
,
p
<0.
10
—
20
,
20
—
50cm
土层
ALP
活性趋势变化均为先
降低后升高
。
5
—
10
,
20
—
50cm
土层
BF
均较其他
3
);—
2
种植被类型
ALP
活性差异显著
(
.05
100cm
p
<0
土层
4
种植被类型
ALP
活性之间差异不显著
(
p
>
。
同一植被类型
ACP
活性之间差异显著
(
05
)
p
<0.
下
,
ACP
活性随土层深度增加总体上呈降低趋势
。
土层
,
CK
与其他
3
种植被类型
ACP
活性差异显著
(;
05
)
10
—
20
,
20
—
50cm
土层
,
4
种植被类型
p
<0.
图
3
不同植被类型活性磷组分占比
2.4
不同植被类型土壤磷酸酶含量的变化
)
由图
4
可知
,
相同土层
,
土壤酸性磷酸酶
(
活
ACP
)。
同一植被类型下
,
除
B0.05F
随土层深度的增加
其他
3
种
ALP
活性表现为先降低后升高的趋势外
,
植被类型均表现为先降低后升高再降低趋势
。
无论
是相同土层不同植被类型还是同一植被类型不同土
层
,
ACP
活性远高于
ALP
。
表明该地区土壤磷酸酶
主要是酸性磷酸酶
。
—
5c
性总体上同为
BF>CB>CF>CK
。
0m
土层
,
4
种
);—
1
植被类型
ACP
活性之间差异不显著
(
00.5
50cm
p
>
图
4
土壤酸性磷酸酶和碱性磷酸酶含量
2.5
不同植被类型土壤解磷菌多样性分析
由表
1
可知
,
Chao1
指数和
Observed
指数主要表
征微生物群落的丰富度
,
香农指数和辛普森指数主要表
—
5
,—
1
征微生物群落的多样性
。
在
0
土
50cm
土层中
,
在
C
即
C
显著
B
阶段丰富度达到最大
,
B>BF>CF>CK
,
—
2
,—
5
高于
C
土壤解磷菌丰富度
K
;
100200cm
土层中
,
随植被类型的转变呈递增趋势
;
在
C
解磷菌丰富
K
阶段
,
解磷菌丰富度随土层深度增加呈降低趋势
;
在
BF
阶
段
,
解磷菌丰富度随土层深度增加呈先减后增再减趋
壤解磷菌丰富度都随植被类型的转变呈先增后减趋势
,
)、)、
门
(
放线菌门
(
异常球
ProteobacteriaActinobacteria
)、)。
在
C
广古菌门
(
tomcetesEurarchaeotaK
和
CF
阶
yy
段
,
变形菌门的丰度随土层深度增加呈下降趋势
;
在
CB
和
B
变形菌门丰度随土层深度增加呈先上升
F
阶段
,
)、
菌
—
栖热菌门
(
浮霉菌门
(
Deinococcus-ThermusPlanc-
后下降趋势
。
在
0
—
5c
变形菌门
(
m
土层中
,
Pro-
)
丰度随植被类型转变表现出先上升后下
teobacteria
丰度随植被类型转变表现出上升趋势
。
度随土层深度增加呈先减后增趋势
;
在
CF
和
CB
阶段
,
势
。
在
0
—
5
,
土壤解磷菌多样性随
5
—
10cm
土层中
,
植被类型的转变呈先增后减趋势
,
即
CB>CF>BF>
势
;
在
C
土壤解磷菌多样性随土层深度
F
和
CB
阶段
,
样性随土层深度增加呈增加趋势
。
)
降趋势
;
变形菌门
(
5
—
10cm
土层中
,
Proteobacteria
_
2.7
解磷菌与不同形态磷之间的
Mantelr
分析
_
r
分析对
2
个矩阵相关关由图
6
可知
,
Mantel
_
r
的相关性系数越大
,
系进行检验
。
Mantel
p
值越
小
,
则说明环境因子对微生物群落的影响越大
。
不仅
-
、
扰
。
对土壤样品中
NH
4
+
-N
、
NOH
、
TFe
p
3
-N
、
、
TC
、
TN
、
TP
、
FeFeACP
、
ALP
、
H
2
O-PiH
2
O-
d
、
o
、
在
CCK
,
B
阶段多样性达到峰值
;
10
—
20
,
20
—
50cm
土层中
,
土壤解磷菌多样性随植被类型转变呈递增趋
增加呈先增后减趋势
;
而在
B
土壤解磷菌多
F
阶段
,
2.6
不同植被类型土壤解磷菌相对丰度变化分析
由图
5
可知
,
在门分类水平上
,
优势类群为变形菌
如此
,
它的偏分析可以排除环境因子之间自相关的干
、、、、
PoNaHCOiNaHCOoNaOH-Pi
3
-P
3
-P
、、、
NaOH-PoHCl-PiHCl-PoRes-P
与
PSM
进
、、
NaHCOiNaHCOoHCl-Po
具有极显著
3
-P
3
-P
_、
行
Mantelr
分析可知
,
PSM
与
p
H
、
ACP
、
H
2
O-Po
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第
3
期红壤侵蚀区不同植被类型土壤磷垂直分布特征及影响因素研究
梁晶晶等
:
213
);
Fe
.01
TC
与
TN
、
ALP
呈极显
d
呈极显著正相关
(
p
<0
);
著正相关
(
.001
TP
与
NaOH-Pi
呈极显著正相
p
<0
恢复阶段
CK
土层深度
/
cm
0
—
5
5
—
10
20
—
50
10
—
20
0
—
5
5
—
10
10
—
20
20
—
50
0
—
5
5
—
10
10
—
20
20
—
50
0
—
5
5
—
10
620.17±14.71Ca
215.32±1.81Cb
62.17±1.92Cc
Chao1
指数
(。
NH
4
+
-N
与
T
、
05
)
C
、
TN
、
NaOH-Pi
p
<0.
;
NaOH-Po
呈现极显著正相关
(
.001
)
TFe
与
p
<0
,
正相关性
(
<0.01
)
PSM
对
p
H
、
H
2
O-Po
的影响
p
最大
;
PSM
与
NH
4
+
-N
和
HCl-Pi
呈显著正相关
);、、、
关
(
.01
FeeACPHiNaOH-Pi
d
与
F
o
、
2
O-P
p
<0
、
与
ANaOH-PoHCl-Po
呈负相关
,
LP
呈极显著负相
;、
Po
呈极显著正相关
(
01
)
ALP
与
NaOH-Pi
p
<0.
)。
NaOH-Po
呈极显著正相关
(
001
p
<0.
香农指数
6.05±0.63Aa
4.43±0.07Bb
6.41±0.21Ba
辛普森指数
0.94±0.03Aa
0.92±0Ba
0.98±0.01Aa
0.98±0.01Aa
0.97±0.01Aa
0.96±0.02Aa
0.98±0Aa
0.98±0.01Aa
0.98±0.01Aa
0.95±0.02Aa
0.95±0.01Ac
0.98±0Aab
0.99±0Aa
0.97±0.01Ab
);、、
关
(
.01
FeLPNaOH-PiNaOH-Po
呈显
o
与
A
p
<0
);、、
著正相关
(
0.05
ACP
与
ALPNaOH-PiNaOH-
p
<
表
1
土壤解磷菌
alha
多样性指数
p
528.67±36.99Ba
203.00±2.08Cb
49.00±1.00Cc
Observed
指数
CF
1359.50±94.06Ba
1170.13±161.98Ba
1841.73±85.33Aa
645.89±70.11Bb
953.30±58.40Aa
900.33±95.77Ba
510.67±47.19Bb
7.26±0.32Aa
7.45±0.25Aa
6.73±0.48Aa
7.33±0.15Aa
7.61±0.32Aa
7.49±0.16Aa
6.43±0.61Ba
6.28±0.30Ac
CB
1823.22±165.97Aa
721.04±164.81Bb
1096.63±44.66Aa
1171.00±88.79Aa
1519.34±299.20ABa1031.67±150.39Aa
1668.73±156.58ABa
2013.08±329.08Aa
1615.66±115.11Aa
591.67±111.19Bb
972.97±79.98Aa
BF
1578.90±113.78ABa1050.67±85.76ABa
1207.30±125.76Aa
1164.30±147.99Aa
7.00±0.27Abc
7.53±0.23Aab
8.11±0.11Aa
;
表中数值为平均值
±
标准误
;
不同小写字母表示同一样地不同土层深度之间的显著性差异
(
不同大写字母表示同一土层深度
注
:
05
)
p
<0.
)。
下同
。
不同样地之间的显著性差异
(
05
p
<0.
的磷形态
。
活性磷能被作物吸收的最有效磷源
,
包括
。
H
2
O-P
指可直接被植
H
2
O-P
和
NaHCO
3
-P
CO
3
-P
是被土壤吸附在表面的磷和可溶性的有机
21
]
。
本研究中
,
磷
[
土壤活性磷含量随植被类型转变
2-
物吸收利用的
,
以
H
为主的正磷酸盐
;
PONaH-
4
22
]
总体呈下降趋势
,
与杨琳
[
研究结果相似
。
一方面
,
可能是植被类型转变对磷的需求不断增加
,
将活性磷
组分迅速吸收
;
另一方面
,
活性磷向有效性低的形式
]
23
,
转化
[
导致其含量下降
。
中活性磷包括
NaOH-Pi
,。
N
和
N
即
NaOH-PoaOH-PaOH-P
是土壤的潜
在磷源
,
需经过长期的矿化作用才能被植物吸收利
用
。
当植物缺磷时
,
NaOH-P
可通过对土壤磷素进
图
5
门分类水平上土壤解磷菌的相对丰度变化
行活化来保障植物和微生物磷素的供应
。
本研究中
,
2.8
不同磷素形态与解磷菌丰度的线性回归分析
由图
7
可知
,
为探究植被类型转变过程中土壤磷
素形态转化与解磷菌群落相对丰度的关系
,
对门水平
下的解磷菌类群分别与土壤各个磷素形态进行线性
)
回归分析
。
变形菌门
(
与
AProteobacteriaCP
具有
)。
极显著负相关性
(
01
p
<0.
,
极显著正相关性
(
与
N
001
)
aHCOi
具有
3
-P
p
<0.
[
4
]
研究结果一致
。
Jacueline
等
2
q
与
NaOH-P
含量随植被类型转变表现为增加趋势
,
植被类型转变伴随枯枝落叶层厚度增加
,
矿化程
度加深
,
并在降水的淋溶作用下
,
导致土壤表层留存大
,
量可溶性有机磷
。
低活性磷包含
H
此
Cl-P
和
Res-P
部分磷素在土壤中稳定存在
,
所以也称为闭蓄态磷
。
低
活性磷含量随植被类型转变总体呈下降趋势
,
与其他
]
25
阶段相比
,
在
C
与翟政等
[
研究结果
B
阶段含量最高
,
3
讨论
Hedle
y
分级可准确区分能被植物直接吸收利用
相似
。
一方面
,
是
HCl-P
包含的无机磷和有机磷分别
是缓效态无机磷和性质比较稳定的有机磷
,
其在短时间
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214
水土保持学报
第
37
卷
内基本无变化
;
另一方面
,
随着植被类型转变
,
植被产生
的枯枝落叶逐渐在土壤表层积累
,
在解磷微生物的作用
下逐渐被分解
,
使得被土壤固定的磷素解吸出来
,
进而
土
Res-P
与土壤有效磷二者之间存在密切的关系
,
壤可通过难溶性磷的活化提高磷有效性
。
]]
2627
。
也有研究
[
提高土壤中可利用磷素的含量
[
发现
,
矩形框表示使用
p
蓝色
、
红色分别为负相关
、
正相关
,
颜色
注
:
*
、
**
分别表示
p
<0.05
,
01
;
earson
建立的不同环境因素之间的相关性
,
p
<0.
__
r
值越大表示环境因子对解磷菌越深表示相关性更显著
;
antelr
值共同反映环境因子对解磷菌群落的影响
,
Mantel
p
值和
M
p
值越小
、
,
_
的影响越大
,
不同范围的
p
值以不同颜色的线条表示
(
虚线表示呈负相关
,
反之相反
)
而
Mantelr
值以线条的粗细表示
。
_
图
6
叠加热图的
Mantelr
分析
土壤
p
氧化铁是一种易受环境影响的氧化物
,
H
等都可以在一定程度上影响其活化与老化
,
进而对铁
氧化铁含量随着植被类型转变呈减少趋势
,
与曾晓敏
变
,
有机质含量增加
,
对土壤游离态氧化铁产生抑制
[
1
]
30
]
作用
;
王留芳等
[
研究也充分验证此结果
;
Fan
等
3
]
28
。
本研究中
,
氧化物的化学活性造成影响
[
游离态
]
29
等
[
研究结果一致
。
原因可能是随植被类型的转
解磷微生物主要通过分泌有机酸和磷酸酶
2
种机制
32
]
。
苹果酸
、
影响土壤磷组分的含量和转化
[
乙酸
、
柠
檬酸等有机酸的分泌降低土壤
p
H
而影响磷的吸
附作用
,
同时
,
还能与土壤中的铁
、
钙等金属离子结
合
,
促进磷酸盐的溶解
。
除此之外
,
解磷微生物还可
分泌核酸酶
、
植酸酶
、
磷酸酶等水解酶促进有机磷
不同植被类型中土壤解磷菌丰富
5
—
10cm
土层中
,
土层中
,
则表现为
B
多样性指数与
F>CB>CF>CK
,
的水解
,
从而影响有机磷的转化
。
本研究中
,
0
—
5
,
度表现为
C
而
1B>BF>CF>CK
;
0
—
20
,
20
—
50cm
研究发现
,
游离态氧化铁含量的减少有利于有机磷的
解吸和矿化
,
进而增加磷的有效性
。
解磷微生物在土壤磷循环中的重要性不容忽视
。
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第
3
期红壤侵蚀区不同植被类型土壤磷垂直分布特征及影响因素研究
梁晶晶等
:
215
33
]
之类似
。
朱颖等
[
研究发现
,
土壤解磷菌群落丰度
与土壤
TC
、
TN
、
AP
、
TP
存在显著相关关系
。
同时
,
34
]
春雪等
[
研究发现
,
总磷与解磷细菌总丰度呈正
来维持土壤磷的有效性
。
本研究中
,
变形菌门
、
浮霉
菌门等细菌是马尾松林土壤解磷细菌的主要优势
37
]
菌群
,
与高尚坤等
[
研究结果一致
。
变形菌门既是
]
38
]
39
,,
一种富营养菌
[
又是革兰氏阴性细菌
[
且与土
]
40
壤中的有机质存在一定的相关关系
。
孟会生等
[
研
相关关系
,
进一步说明
,
解磷菌群落结构与多样性
变化受到土壤理化性质的影响
。
不仅如此
,
李黄
]
35
维
[
研究发现
,
土壤解磷微生物群落还受磷酸酶活究表明
,
在低磷环境下
,
变形菌门通过增强磷酸酶
活性释放土壤中的潜在磷源
,
从而缓解低磷胁迫
,
与
本研究结果相似
,
其原因是解磷微生物可以通过分
泌酸性磷酸酶的方式来水解有机化合物和降解固定
41
]
。
在土壤的无机磷
[
]
36
)。
范跃新
[
在研究氮沉降对中亚热带米槠天
0.05
性
、
NaOH-Po
和
NaHCOo
含量的影响
(
3
-P
p
<
然林土壤磷组分的影响及其调控机理中发现
,
土壤
微生物通过增加磷酸酶的分泌促进土壤有机磷分解
图
7
门水平下变形菌门与土壤磷素形态之间的线性回归分析
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216
水土保持学报
第
37
卷
4
结论
随着植被类型转变
,
稳定态磷逐渐向可利用态磷转
化
,
土壤潜在磷源增加
;
游离态氧化铁含量减少有利于
有机磷的解吸和矿化
,
进而增加磷的有效性
;
解磷菌群
落结构与多样性变化受到土壤理化性质的影响
,
解磷微
生物可通过分泌酸性磷酸酶的方式水解有机化合物并
降解固定在土壤的无机磷
,
进而提高磷的有效性
。
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