关键词:
沙蒿
腾格里沙漠
根际土壤微生物
非根际土壤微生物
摘要:
沙蒿(Artemisia desertorum)是腾格里沙漠的优势沙生植物,具有显著的抗旱、耐盐碱和固沙能力。[目的]通过探究腾格里沙漠东南缘宁夏沙坡头自然保护区内沙蒿根际与非根际土壤微生物群落多样性,并分析优势菌属与植物之间的潜在关系,为荒漠生态治理提供理论依据。[方法]以固沙42年的沙蒿根际和非根际土壤为研究对象,并以20 cm深且无植物覆盖的流沙为对照,运用高通量测序技术分析其真菌和细菌群落特征,并对其土壤理化性质进行分析。[结果]根际和非根际土壤的全氮(total nitrogen, TN)、碱解氮(alkali-hydrolyzable nitrogen, AN)、速效钾(available potassium, AK)均显著高于流沙区域(P<0.05)。根际土壤的速效磷(available phosphorus, AP)、速效钾(AK)、有机质(organic matter, OM)和电导率(electrical conductivity, EC)显著高于非根际土壤(P<0.05);尽管根际土壤的全氮(TN)、全磷(total phosphorus, TP)、碱解氮(AN)和pH (potential of hydrogen)值略高于非根际土壤,但差异不显著。根际土壤的细菌多样性和丰度低于非根际土壤,而真菌多样性和丰度较高。根际与非根际土壤的特有微生物操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)均多于流沙,其中根际土壤的真菌OTUs多于非根际土壤,细菌OTUs则较少。共有优势真菌门包括子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、Unclassified fungal phyla和罗兹菌门(Rozellomycota),主要优势真菌属为假丝酵母菌属(Candida)、异茎点霉菌属(Paraphoma)、链格孢霉菌属(Alternaria)、未分类菌属Unclassified fungal genera和青霉菌属(Penicillium);优势细菌门包括放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、绿屈挠菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria),主要优势细菌属为节杆菌属(Arthrobacter)、类诺卡氏菌属(Nocardioides)、链霉菌属(Streptomyces)、农霉菌属(Agromyces)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)。线性判别分析效应大小(linear discriminant analysis effect size, LEfSe)分析显示,根际土壤中212个细菌类群和25个真菌类群显著区别于非根际土壤,关键类群分别为子囊菌门和变形菌门。冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明,有机质(OM)是土壤微生物群落结构的主要影响因子,与担子菌门、酸杆菌门、绿屈挠菌门和Unclassified fungal phyla呈正相关,与子囊菌门、罗兹菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门呈负相关。[结论]在腾格里沙漠东南边缘,种植沙蒿显著提升了根际土壤养分水平及真菌群落的多样性与丰度,从而增强了土壤生态系统的稳定性。本研究为区域生态修复提供了理论支持,并为沙蒿生态恢复效果的优化与可持续管理提供了科学依据。