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茶園土壤真菌群落組成及影響因素研究

2021-12-13 10:35:44萬(wàn)人源馬會(huì)杰楊麗冉周大鵬和明珠楊廣容
關(guān)鍵詞:森林土壤茶山茶樹(shù)

萬(wàn)人源,馬會(huì)杰,蔣 賓,楊麗冉,周大鵬,和明珠,楊廣容

(1云南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)院,昆明 650201;2恩施州農(nóng)業(yè)科學(xué)院,湖北恩施 445000;3宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川宜賓 644003)

0 引言

土壤是茶樹(shù)賴(lài)以生存的基質(zhì),茶園土壤養(yǎng)分狀況是影響茶葉產(chǎn)量品質(zhì)的重要因素[1-2]。茶樹(shù)在長(zhǎng)期適應(yīng)熱帶和亞熱帶高溫、高濕氣候條件和土壤強(qiáng)淋溶生態(tài)環(huán)境的過(guò)程中,形成了其如喜溫喜濕、喜酸嫌鈣、喜銨厭硝、聚鋁富錳等特性,茶園土壤特殊的生態(tài)環(huán)境造就了其獨(dú)特的微生物群落結(jié)構(gòu)[3-4]。微生物群落的組成結(jié)構(gòu)、活性及多樣性很大程度上決定了土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素循環(huán)和土壤的肥力,是反映土壤質(zhì)量及評(píng)價(jià)土壤生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的重要生物學(xué)指標(biāo)[5-7]。

大量研究表明,茶園土壤微生物真菌類(lèi)群有:鞭毛菌亞門(mén)、接合菌亞門(mén)、子囊菌亞門(mén)、擔(dān)子菌亞門(mén)、半知菌亞門(mén),其中茶園有益微生物有固氮微生物、菌根真菌、茶樹(shù)病原拮抗真菌等,并且,茶園土壤真菌群落的結(jié)構(gòu)與數(shù)量隨著植被種類(lèi)、土壤肥力與pH、季節(jié)與降水、茶樹(shù)品種、植茶年限、耕作、施肥管理等因子的改變而發(fā)生相應(yīng)的變化[3,8-11]。茶樹(shù)是富含多酚的植物,研究表明:富含低分子酚類(lèi)化合物的凋落物會(huì)增加所有微生物的生物量,尤其是真菌[12-13];目前已從茶園土壤中分離出很多的真菌優(yōu)勢(shì)菌種,如:如青霉菌、木霉菌、曲霉菌、白僵菌、綠僵菌、鐮刀菌等,其中很少有茶樹(shù)根部的病原菌,它們中的一部分昆蟲(chóng)病原真菌類(lèi)群,是茶園病蟲(chóng)害生物防治的重要種群[14-16]。因此,研究茶園土壤真菌及細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)對(duì)茶園生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

為提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì),中國(guó)茶葉栽培化肥和農(nóng)藥施用不斷增長(zhǎng),茶葉的種植面臨許多挑戰(zhàn),如茶園土壤酸化、肥力退化及茶園生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性下降及病蟲(chóng)害滋長(zhǎng)爆發(fā)等,嚴(yán)重威脅茶葉生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展[17-18]。提高茶葉種植的效率和可持續(xù)性已成為中國(guó)乃至世界茶葉生產(chǎn)的必然趨勢(shì)。目前關(guān)于云南不同類(lèi)型茶園土壤真菌及土壤環(huán)境質(zhì)量,尤其古茶園的研究報(bào)道比較少。本研究通過(guò)真菌擴(kuò)增子測(cè)序技術(shù),檢測(cè)瀾滄江下游南糯山、景邁山和布朗山3座古茶山的森林、現(xiàn)代茶園和古茶園土壤的真菌群落組成,并結(jié)合土壤養(yǎng)分狀況測(cè)定,分析土壤真菌群落與環(huán)境因子間關(guān)系,以期為揭示不同類(lèi)型茶園土壤真菌群落結(jié)構(gòu)及其與茶園土壤環(huán)境質(zhì)量關(guān)系提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土壤采樣與處理

1.1.1 取樣位點(diǎn)概況 土壤采樣點(diǎn)分別位于云南省西雙版納州勐??h代表性3座古茶山:景邁山(大平掌)、布朗山(賀開(kāi)村)和南糯山(半坡竹林小組),各古茶山均以森林土壤為對(duì)照,現(xiàn)代茶園和古茶園土壤為研究對(duì)象,共9個(gè)樣本,分別為:森林土壤(S1、S2、S3)、現(xiàn)代茶園土壤(X1、X2、X3)和古茶園土壤(G1、G2、G3)。各茶園均為生態(tài)茶園,除景邁山和布朗山現(xiàn)代茶園每年進(jìn)行土壤翻耕外,其他茶園均處于免耕狀況,茶園栽培管理均為不施肥、不施農(nóng)藥的有機(jī)茶園或生態(tài)茶園,茶園的生態(tài)環(huán)境概況見(jiàn)表1。

1.1.2 采樣方法與處理 土壤樣品采集時(shí)間為2018年5月中旬,具體采集及處理方法與楊廣容等[19]土樣采集與處理相同。一部分土樣(約20 g)裝入無(wú)菌袋并及時(shí)貯樣于液氮灌中保存,在-86℃低溫保存,供分子生物學(xué)研究。另一部分剩余土壤(約500 g)置于室內(nèi)自然風(fēng)干,碾磨并過(guò)2 mm或0.15 mm篩用于土壤pH、堿解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀測(cè)定。

1.2 土壤化學(xué)性質(zhì)及養(yǎng)分含量測(cè)定與統(tǒng)計(jì)分析

土壤pH采用1:2.5土水(質(zhì)量比)用玻璃復(fù)合電極法測(cè)定;陽(yáng)離子交換量(cation exchange apacity,CEC)用乙酸銨交換提取—蒸餾法;有機(jī)質(zhì)(soil organic matter,SOM)用重鉻酸鉀容量法—外加熱法;全氮(total nitrogen,TN)用濃硫酸—雙氧水消煮—?jiǎng)P氏定氮法;全磷(total phosphorous,TP)用硫酸—雙氧水消煮—鉬銻抗比色法;全鉀(total potassium,TK)用濃硫酸—雙氧水消煮—火焰光度法;有效氮磷鉀:堿解氮(alkalihydrolyzable nitrogen,AHN)用1 mol/L NaOH堿解擴(kuò)散法;速效磷(available potassium,AP)即Olsen-P用0.5 mol/L NaHCO3溶液浸提—鉬藍(lán)比色法;速效鉀(available potassium,AP)用乙酸銨浸提—火焰光度法[20]。

土壤化學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)處理用SPSS 21.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,采用單因素方差分析(oneway-ANOVA)和多重比較(LSD)法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)和多重比較分析(α=0.05和0.01),本研究土壤采樣位點(diǎn)基本概況及養(yǎng)分狀況見(jiàn)表1(表中數(shù)據(jù)均為mean±SD)。

表1 土壤采樣位點(diǎn)基本情況及養(yǎng)分狀況

1.3 土壤真菌宏基因組測(cè)序及研究方法

1.3.1 土壤樣品DNA提取 土壤DNA提取采用SDSGITC-PEG法[21],并作適當(dāng)改進(jìn)。稱(chēng)取0.5 g土樣于2 mL離心管中,所加試劑均按照比例減少20倍,加入氯仿-異戊醇后離心速度為15000 g,10 min。

1.3.2 18S rDNA基因擴(kuò)增與測(cè)序 18S rDNA基因擴(kuò)增:用18S rDNA基因引物ITS3-KYO2F和ITS4R進(jìn)行PCR擴(kuò)增,引物及序列見(jiàn)表2。

表2 研究中使用的引物

測(cè)序:對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物切膠回收,用QuantiFluorTM熒光計(jì)進(jìn)行定量。選擇符合測(cè)序要求的樣品18Sr DNA送基迪奧生物科技有限公司(廣州)在IlluminaHiseq2500的PE250模式機(jī)上進(jìn)行真菌擴(kuò)增子測(cè)序,并根據(jù)官方說(shuō)明構(gòu)建測(cè)序文庫(kù)。

1.3.3 土壤真菌18S rDNA基因組多樣性的高級(jí)生物學(xué)信息分析 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與Tags拼接:參照楊廣容等人的方法[19]進(jìn)行。

Tags豐度統(tǒng)計(jì):利用Mothur(v.1.34.0)軟件包對(duì)tag序列進(jìn)行去冗余處理,從中挑選出unique tag序列,并對(duì)unique tag進(jìn)行豐度分布統(tǒng)計(jì);最后使用基于Naive Bayesian方法分類(lèi)器rdp classifier工具對(duì)tag進(jìn)行物種注釋[22]。根據(jù)序列長(zhǎng)度變化,選擇Confidence Threshold為0.5適當(dāng)參數(shù)進(jìn)行物種分類(lèi)與豐度分析。為更好地獲得樣品中物種多樣性信息,利用Mothur(v.1.34.0)軟件包計(jì)算0.03距離下(97%的相似度)物種分類(lèi)單元(OTU,Operating Taxonomic Unit)數(shù)量及其豐度。

OTU注釋及聚類(lèi):采用眾數(shù)原則,先統(tǒng)計(jì)該OTU中所有tags的物種注釋信息,如果66%的tags都支持同一個(gè)物種分類(lèi)單元,那么該物種分類(lèi)就作為該OTU的物種分類(lèi)信息,否則則在遞歸到上一級(jí)分類(lèi)單元進(jìn)行統(tǒng)計(jì),直到滿(mǎn)足要求。結(jié)合OTU的物種注釋信息以及OTU在不同樣品中的表達(dá)信息,獲得所有樣品的OTU的表達(dá)譜。通過(guò)繪制樣品在0.03距離下的OTU稀釋曲線(rarefaction curve)來(lái)評(píng)價(jià)測(cè)序量是否足以覆蓋所有類(lèi)群,并間接反映樣品中物種的豐富程度及聚類(lèi)情況。當(dāng)曲線趨于平緩或者達(dá)到平臺(tái)期時(shí)也就可以認(rèn)為測(cè)序量趨于飽和。結(jié)合OTU物種注釋信息及OTU在不同樣品中的表達(dá)譜,統(tǒng)計(jì)界、門(mén)、綱、目、科、屬和種各個(gè)分類(lèi)水平上各樣品的表達(dá)情況,獲得物種分類(lèi)表達(dá)譜、Alpha多樣性指數(shù)和覆蓋度,并選取豐度較高的部分物種分類(lèi)單元(OTU),應(yīng)用R軟件統(tǒng)計(jì)繪制最佳分類(lèi)水平上的物種分布堆疊圖及聚類(lèi)分析。

土壤真菌群落組成多樣性與環(huán)境因子間的冗余分析(RDA,Redundancy Aanalysis):用Canoco5.0進(jìn)行主成分PCA分析,及其真菌群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子相關(guān)性冗余分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤類(lèi)型真菌群落豐度及多樣性分析

3座茶山9個(gè)樣品土壤真菌18S rDNA測(cè)序序列經(jīng)數(shù)據(jù)過(guò)濾,獲得高質(zhì)量的、有效的read數(shù):森林土壤依次為:93083(S1)>51070(S2)>6334(S3);現(xiàn)代茶園土壤為:71249(X1)>69308(X3)>56485(X2);古茶園土壤則為:68570(G1)>65514(G3)>61709(G2)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)不同類(lèi)型土壤樣品真菌群落在各個(gè)分類(lèi)水平上的tag序列數(shù)及物種分類(lèi)單元OTU(從上往下)為:界(100%)>門(mén)(97.74%)>綱(57.77%)>目(56.48%)>科(55.60%)>屬(48.14%)>種(35.64%),在此情況下選擇“屬”作為9個(gè)樣品的最佳分類(lèi)水平。圖1為樣品在0.03距離下的OTU稀釋曲線(a)及樣品間bray距離層級(jí)聚類(lèi)圖(b)。從圖1(a)可知,景邁山森林(S1)、現(xiàn)代茶園(X1)和古茶園(G1)土壤真菌數(shù)目均高于布朗山和南糯山的森林(S2和S3)、現(xiàn)代茶園(X2和X3)和古茶園(G2和G3)土壤真菌數(shù),并且S1>X1>G1,而布朗山與之相反S2<X2<G2,南糯山森林(S3)土壤OTUs指數(shù)明顯低于其他土壤。圖1(b)則表明,3座茶山非茶園土壤(S1、S2和S3)真菌群落的物種結(jié)構(gòu)比較相似而聚為一類(lèi);同一茶山的景邁山現(xiàn)代茶園(X1)與古茶園(G1)、南糯山現(xiàn)代茶園(X3)與古茶園(G3)土壤的真菌種群結(jié)構(gòu)相近,首次聚類(lèi)為一類(lèi),而布朗山的現(xiàn)代茶園(X2)與古茶園(G2)真菌群落組成差別較大,但通過(guò)二次、三次聚類(lèi)與其他兩座茶山的茶園土壤聚為一大類(lèi)??傮w表明,森林土壤與茶園土壤真群落菌組成差異性最大,其次是不同茶山之間。

表3為不同類(lèi)型土壤真菌群落Alpha多樣性分析結(jié)果,表明:所建立真菌文庫(kù)的覆蓋率達(dá)95.39%~99.19%,說(shuō)明研究所建立的文庫(kù)可比較真實(shí)有效地反映樣本環(huán)境真菌的多樣性。研究9個(gè)土壤樣本真菌群落的Alpha多樣性統(tǒng)計(jì)表明,chao1和ACE指數(shù)變化趨勢(shì)與OTU指數(shù)相一致;森林土壤中真菌Shannon指數(shù)為:南糯山(S3,4.07)>布朗山(S2,3.99)>景邁山(S1,3.92),與之相一致,不同茶山的茶園土壤的Shannon指數(shù)呈現(xiàn):古茶園為南糯山(G3,4.11)>布朗山(G2,3.90)>景邁山(G1,2.35)。與圖1相結(jié)合表明:除景邁山外,茶園土壤真菌群落豐度和多樣性水平普遍高于森林土壤。

表3 不同土壤樣本真菌Alpha多樣性統(tǒng)計(jì)

圖1 各土壤真菌的OTU稀釋曲線圖及OTU的bray距離聚類(lèi)分析圖

2.2 不同分類(lèi)水平上土壤樣本真菌群落組成分析

根據(jù)OTU物種注釋信息,9個(gè)樣本土壤真菌群落組成歸屬于為5個(gè)門(mén)、117屬、806種以及未知序列(UnClassified)。表4為不同類(lèi)型土壤真菌5個(gè)門(mén)分布概括,分別是子囊菌門(mén)(Ascomycota)、擔(dān)子菌門(mén)(Basidiomycota)、接 合 菌 門(mén) (Zygomycota)、壺 菌 門(mén)(Chytridiomycota)和球囊菌門(mén)(Glomeromycota),它們占土壤真菌種類(lèi)的97.17%~99.67%,其中,子囊菌門(mén)和擔(dān)子菌門(mén)是優(yōu)勢(shì)菌門(mén),在9個(gè)土壤中豐度占比分別高達(dá)42.60%~74.10%和20.58%~49.15%,其次是接合菌門(mén)為1.57%~14.92%。

表4 不同土壤樣本門(mén)類(lèi)水平reads數(shù)目及所占比例

圖2為本研究最佳分類(lèi)水平上的物種分布堆疊圖及聚類(lèi)關(guān)系分析。由于涉及真菌群落的種類(lèi)很多,圖2僅對(duì)物種至少在一個(gè)樣本中包含tags數(shù)量達(dá)到總tags數(shù)量的1%作為閾值的29個(gè)屬(其中兩個(gè)為未知真菌屬Unclassified)進(jìn)行作圖。在屬最佳分類(lèi)水平上,3座茶山森林土壤(S1,S2和S3)的真菌群落組成聚為一類(lèi),說(shuō)明它們的物種類(lèi)型比較接近,與之相一致,現(xiàn)代茶園土壤X1和X3與古茶園土壤G2和G3能夠通過(guò)首次、二次聚類(lèi)為一類(lèi),說(shuō)明景邁山和布朗山的4個(gè)茶園土壤真菌群落組成較為相似。而X2和G2雖然與其他4個(gè)茶園土壤最后聚為一來(lái),表明布朗上的茶園土壤與南糯山和景邁山的茶園土壤差異較大。

圖2 屬最佳分類(lèi)水平上的真菌物種分布堆疊圖及聚類(lèi)分析

對(duì)所有土壤樣品測(cè)得的OTUs所對(duì)應(yīng)的生物分類(lèi)學(xué)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析表明,隱球菌屬(Cryptococcus)、Archaeorhizomyces和被孢霉屬(Mortierella)在森林和

茶園土壤中分布均比較廣泛;而曲霉菌屬(Aspergillus)、革菌屬(Tomentella)和Membranomyces與紅菇菌屬(Russula)分別在南糯山森林土壤S3與布朗山森林土壤S2分布優(yōu)勢(shì)明顯;茶園土壤優(yōu)勢(shì)真菌類(lèi)群多樣性比森林土壤有所提高,外瓶霉屬(Exophiala)、毛殼菌屬(Chaetomium)、鐮刀菌屬(Fusarium)和青霉屬(Penicillium)均演變?yōu)閮?yōu)勢(shì)菌屬。

2.3 不同類(lèi)型土壤真菌群落多樣性與土壤環(huán)境因子的冗余分析(RDA)

為進(jìn)一步闡明不同類(lèi)型土壤pH值和碳氮磷鉀養(yǎng)分對(duì)真菌群落分布的影響,先通過(guò)Canoco5.0軟件進(jìn)行去趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析,分析結(jié)果表明適合做冗余分析(RDA)。從表1中選取6個(gè)存在顯著相關(guān)關(guān)系的土壤環(huán)境指標(biāo)與土壤真菌多樣性指標(biāo)作RDA如圖3所示。X1、S2、G2、X3和G3茶園土壤樣本比較靠近第一排序軸,即這5個(gè)土壤樣本真菌群落多樣性比較接近。其次,C:N與代表土壤真菌數(shù)量的(ACE和Chao1)2個(gè)指數(shù)均呈顯著性正相關(guān),說(shuō)明土壤碳氮比水平提高,有利于森林和茶園土壤真菌數(shù)量增加;與之相反,土壤SOM、AHN和Olsen-P與ACE和Chao1呈顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系,即土壤有機(jī)質(zhì)和有效氮磷水平提高不利于增強(qiáng)其真菌數(shù)量和群落豐度增強(qiáng)。雖然,6個(gè)土壤環(huán)境因子pH、SOM、C:N、AHN、Olsen-P和AP與土壤真菌群落豐度和多樣性之間有一定的相互關(guān)系,但與pH、C:N和Olsen-P的相關(guān)性明顯高于SOM、AHN和AP。

圖3 不同類(lèi)型土壤真菌群落結(jié)構(gòu)多樣性與土壤環(huán)境因子間的冗余分析

2.4 不同類(lèi)型土壤真菌群落組成與土壤環(huán)境因子間的冗余分析

選擇屬最佳分類(lèi)水平真菌群落豐度占比大于2%的菌屬作為RDA物種輸入變量,利用Canoco5.0軟件對(duì)真菌群落特征和經(jīng)過(guò)變異膨脹因子篩選后的6個(gè)土壤環(huán)境因子進(jìn)行RDA分析如圖4。首先,第一、二排序軸解釋量分別達(dá)到35.21%和19.52%,說(shuō)明6個(gè)土壤環(huán)境因子pH、SOM、C:N、AHN、Olsen-P和AP是顯著影響樣本土壤真菌群落分布的環(huán)境因子。其次,3座茶山森林土壤由于地理分布區(qū)域距離較遠(yuǎn),土壤母質(zhì)及植被等差異較大,各森林土壤的主要優(yōu)勢(shì)真菌類(lèi)群差異較大。最后,3座茶山的6個(gè)茶園土壤樣本的象限分布看,6個(gè)茶園土壤優(yōu)勢(shì)真菌的群落結(jié)構(gòu)比較接近,其中,X2、G1和G2的真菌類(lèi)群結(jié)構(gòu)分別與S3和S2相近,X1、G3和X3的優(yōu)勢(shì)真菌類(lèi)群有綠僵菌屬(Metarhizium)、 Archaeorhizomyces、鐮 刀 菌 屬(Fusarium)、隱 球 菌 屬 (Cryptococcus)、被 孢 霉 屬(Mortierella)和外瓶霉屬(Exophiala)和未能鑒定的(Unclassified)屬群,并且這些真菌屬的分布豐度與茶園土壤SOM、AHN、AP、Olsen-P和pH呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。

圖4 不同類(lèi)型土壤真菌群落組成與環(huán)境因子間的冗余分析

3 結(jié)論

茶園土壤真菌群落結(jié)構(gòu)在門(mén)分類(lèi)水平與森林土壤相似,以子囊菌、擔(dān)子菌、接合菌、壺菌和球囊菌5個(gè)門(mén)為 主 ,并 且 Cryptococcus、Archaeorhizomyces和Mortierella 3個(gè)屬分布較為廣泛。影響茶園土壤真菌群落多樣性和豐度的主要因素比較復(fù)雜,從宏觀的生態(tài)環(huán)境范圍看茶山土壤母質(zhì)及植被狀況是重要影響因素,其次是植茶年限的長(zhǎng)短,隨著茶樹(shù)種植茶園土壤真菌 類(lèi) 群 有 向 Cryptococcus、Archaeorhizomyces、Fusarium、Exophiala、Mortierella和Metarhizium 等屬群演替的趨勢(shì);在微觀的土壤理化特性和養(yǎng)分狀況上看,土壤pH、C:N及碳氮磷鉀肥力水平與茶園土壤真菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性關(guān)系較為密切。

4 討論

茶園土壤真菌群落結(jié)構(gòu)受多方面影響,除茶樹(shù)葉片凋落物本身特性外,還與茶樹(shù)根系分泌物數(shù)量、土壤有機(jī)質(zhì)含量和pH等有關(guān)[23-24]。本研究的土壤樣本在pH 4.30~4.86之間,屬于適宜茶樹(shù)生長(zhǎng)范圍,研究結(jié)果表明,大多數(shù)茶園土壤的真菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性與pH、SOM、有效氮磷鉀(AHN、Olsen-P和AP)和C:N呈顯著相關(guān)關(guān)系,其中,SOM、有效氮磷含量與真菌數(shù)量和多樣性呈負(fù)相關(guān)(圖3),而大部分優(yōu)勢(shì)真菌屬豐度與土壤C:N也是負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖4)。本研究中森林土壤與茶園真群落菌組成差異性最大,其次是不同茶山之間,再次為同一茶山不同植茶年齡的茶園之間(圖1)。本研究中導(dǎo)致森林和茶園土壤真菌群落結(jié)構(gòu)與優(yōu)勢(shì)菌群豐度間的差異的主要原因可能是:一是不同茶山土壤母質(zhì)及植被差異較大,二是供試土壤在pH 4.50左右,當(dāng)土壤pH<5.0時(shí),對(duì)耐酸性較強(qiáng)的真菌的生長(zhǎng)繁殖影響不大,三是本試驗(yàn)的土壤肥力水平較高,可供腐生真菌生長(zhǎng)所需基質(zhì)(纖維素等)相對(duì)較多。

關(guān)于森林和茶園土壤真菌群落結(jié)構(gòu),本研究從不同類(lèi)型土壤中鑒定到真菌群落基本分屬于:子囊菌、擔(dān)子菌、接合菌、壺菌和球囊菌5個(gè)門(mén),其中前3個(gè)門(mén)為優(yōu)勢(shì)菌門(mén)(表4),各茶山現(xiàn)代茶園和古茶園土壤的優(yōu)勢(shì)真菌屬的數(shù)目和豐度均比森林土壤高(圖2和圖4),3個(gè)森林土壤優(yōu)勢(shì)真菌群落數(shù)目與種類(lèi)差異較大,并以毛殼屬、隱球菌屬、毛孢子菌屬、青霉屬、木霉屬、曲霉菌屬等在不同森林土壤中分布比較廣泛。而茶園土壤的優(yōu)勢(shì)真菌類(lèi)群則以Archaeorhizomyces、隱球菌屬、外瓶霉屬、綠僵菌屬、鐮刀菌屬、毛殼菌屬、被孢霉屬等類(lèi)群為主;此外,青霉屬、木霉屬和曲霉菌屬在布朗山茶園土壤(X2和G2)中分布也比較豐富,說(shuō)明不同茶山的茶園土壤優(yōu)勢(shì)真菌群落的差異明顯。本研究與季凌飛、袁賽艷和胡雲(yún)飛[9-11]等前人的研究結(jié)果比較相似:在不同施肥、茶樹(shù)修剪枝葉還田及季節(jié)條件下,茶園真菌群落結(jié)構(gòu)主要由子囊菌門(mén)、擔(dān)子菌門(mén)、接合菌門(mén)、壺菌門(mén)和球囊菌門(mén)構(gòu)成,茶園及農(nóng)田長(zhǎng)期施肥可能會(huì)促使土壤中的真菌群落多樣性降低,群落結(jié)構(gòu)主要朝子囊菌、擔(dān)子菌和接合菌3個(gè)方向演替,并且,不同植被覆蓋可能會(huì)導(dǎo)致土壤真菌群落組成的差異,在土壤pH的主控效應(yīng)可能存在于不同植被覆蓋體系間,而在同一作物土壤中,土壤有機(jī)碳、碳氮比以及速效氮磷鉀可能強(qiáng)烈的影響微生物群落結(jié)構(gòu),這與本研究的RDA分析結(jié)果相一致(圖3和4):茶園土壤真菌群落的分布豐度與土壤SOM、AHN、Olsen-P、AP和pH呈顯著相關(guān)關(guān)系。

本研究表明,森林與茶園土壤優(yōu)勢(shì)真菌群落結(jié)構(gòu)與多樣性差異除受地理分布、植被類(lèi)型、土壤養(yǎng)分、施肥與修剪等影響外,還與茶樹(shù)栽培及年限密切相關(guān)。張玥等[23]研究也表明:隨著植茶年限的增加,茶樹(shù)根際土壤肥力增加和真菌群落數(shù)量增加,有利于茶樹(shù)生長(zhǎng)代謝的真菌種群增多。前人研究已發(fā)現(xiàn),木霉(Trichoderma spp.)、青霉菌(Penicillium spp.)、曲霉菌(Aspergillusspp.)、嗜 熱 側(cè) 孢 霉 (Scytalidium thermophilum)、鐮 刀 菌 (Fusarium spp.)、球 囊 霉 屬(Glomus)、球孢白僵菌(Beauveria bassiana)、綠僵菌(Metarhizium anisopliae)等真菌在茶園土壤中廣泛分布,它們對(duì)茶樹(shù)凋落物、修剪物、根系分泌物中的木質(zhì)素和多酚等有較強(qiáng)的降解作用,可提高土壤肥力和活性,并作為茶園生防真菌對(duì)茶園土壤清潔、茶樹(shù)小綠葉蟬、茶卷葉蛾等昆蟲(chóng)和螨類(lèi)及根腐病等方面都可能發(fā)揮重要作用[5,13-16,24-25]。所以,茶園土壤特征性?xún)?yōu)勢(shì)真菌群落可作為茶園土壤健康的重要標(biāo)志,在開(kāi)展茶園間套作遮蔭樹(shù)和其他作物增加茶園土壤微生物群落數(shù)量和多樣性,促進(jìn)茶園土壤養(yǎng)分循環(huán)與健康[26-27],合理利用茶樹(shù)修剪物及茶廠廢棄物還田和增施有機(jī)肥提高茶園土壤有機(jī)質(zhì)及微生物數(shù)量和改良土壤理化性質(zhì),增強(qiáng)土壤微生物的代謝活性[23,28],已逐步成為國(guó)內(nèi)外茶園土壤微生物研究與肥力可持續(xù)性和茶樹(shù)病蟲(chóng)害防治的重要領(lǐng)域[29-30]。

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