不同气候条件对旱地红壤微生物群落代谢特征的长期影响①-土壤.pdf

土 壤 (Soils), 2011, 43 (1): 60~66 ① 不同气候条件对旱地红壤微生物群落代谢特征的长期影响 1,2 1* 1 1 李 云 ， 孙 波 ， 李忠佩 ， 车玉萍 （1 中国科学院南京土壤研究所，南京 210008 ； 2 中国科学院研究生院，北京 100049 ） 摘 要： 利用 1988 年设置的暖温带和中亚热带两种气候条件下的土壤置换试验，采用 BIOLOG 方法，研究了气候条件对 红壤中微生物群落功能的影响。结果表明，长期处于不同的气候条件改变了红壤的 pH 和养分状况，从而影响红壤微生物群落的 代谢特征。与中亚热带气候条件相比，暖温带气候条件下，红壤的 pH 和全磷含量显著升高，速效钾含量显著下降；红壤微生物 群落活性（以AWCD 值表示）也显著降低。主成分分析表明，不同气候条件下红壤微生物群落代谢特征显著不同，与暖温带气 候相比，中亚热带气候条件下，红壤微生物群落对氨基酸、胺类和酚类化合物等含氮化合物的利用显著增加。相关分析表明， 影响不同气候条件下红壤微生物代谢特征的主要因素有：温度和降雨量气候因子，土壤 pH 、速效钾和全氮含量等土壤因子。 关键词： 红壤；微生物群落；中亚热带；暖温带；BIOLOG ；土壤置换试验 中图分类号： S154.36 土壤中存在丰富的微生物资源，据文献记载，1 g 变化及其影响因素，这些研究通过对比采样取得了一 农田土壤中含有几百万细菌、数十万真菌孢子和数万 些有意义的结果，但是关于气候条件对土壤微生物特 个原生动物和藻类[1] 。土壤微生物能够敏感地反映气 性的研究还仅仅停留在试验室模拟阶段，主要模拟温 候以及土壤微生态环境的变化，因此土壤微生物种群 度和水分条件对土壤微生物特性的影响[11] ，缺乏对气 能较早地指示土壤有机质的变化[2] ；土壤环境（温度、 候长期影响的田间定位试验研究，而利用相同土壤设 湿度和养分含量）的变化被认为影响与土壤肥力和生 置在不同气候带下的长期置换试验可以比较气候条件 - - 态系统活动[3 4]相关的微生物群落结构和功能[5 6] ；土壤 对土壤微生物代谢的长期影响。 中的微生物种群很大程度上决定着土壤中营养物质的 红壤是我国南方一种主要的土壤类型。本文利用 循环、分解和能量流动，通过调节土壤环境的变化可 1988 年在中亚热带和暖温带设置的土壤置换试验，结 以改变土壤微生物的种群组成和多样性，进而影响土 合 BIOLOG 方法，研究：①不同气候条件对红壤化学 壤生态系统的功能。 性质的长期影响；②不同气候条件对红壤微生物活性 土壤微生物对 BIOLOG 微平板中单一碳源利用 和代谢特性的长期影响；③不同气候条件对红壤中微 能力的差异反映了土壤中微生物群落代谢功能的不 生物利用碳源种类的长期影响。 同。前人利用BIOLOG 方法在土壤的微生物代谢特征 1 材料与方法 方面做了较多的研究工作，Papatheodorou 等[7]研究了 地中海气候条件下土壤温度和湿度的变化对土壤微生 1.1 土壤及试验设计 物群落代谢的影响。结果发现，由于季节波动引起土 1988年在