巖石-土壤-四川牡丹元素遷移體系中的微生物效應
發(fā)布時間:2022-01-27 00:07
[目的]研究四川牡丹巖土環(huán)境背景以及微生物在元素遷移過程中的作用,為了解營養(yǎng)元素的表生地球化學行為規(guī)律及微生物在元素遷移體系中的作用提供理論依據(jù)。[方法]利用ICP-OES測定四川牡丹生境母巖、土壤以及種子的大量(P,S,K,Ca,Na,Mg,Al)、微量(Fe,Mn,Cu)營養(yǎng)元素含量,同時利用Illumina高通量測序技術(shù)測定根際土壤中細菌、真菌的組成和結(jié)構(gòu)。[結(jié)果](1)四川牡丹生長土壤以弱堿富鈣為主要特征,元素組成基本保留了母巖特征;(2)元素從母巖到土壤中的遷移富集系數(shù)排序為:Ca>Na>S>P>Mg>K>Al>Fe>Mn>Cu,植物吸收系數(shù)排序為:P>S>K>Cu>Mg>Ca>Na>Mn>Fe>Al;(3)堿土金屬淋溶率和鋁鐵率對土壤細菌的多樣性(Alpha)影響顯著,但對真菌的影響不顯著;(4)P,Mn的遷移主要受母巖控制,而Ca,Mg,Fe,S等元素的遷移富集受到了微生物的影響。[結(jié)論]細菌和真菌在元素遷移體系中的作用相似,主要參與Fe,S,Mg,Ca的相關(guān)反應過...
【文章來源】:水土保持通報. 2020,40(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
巖石、土壤、植物種子的元素組成特征
堿土金屬淋溶率與細菌的擬桿菌門(Bacteroidetes)、Epsilonbacteraeota呈高度正相關(guān),與硝化螺旋菌門(Nitrospirae)呈負相關(guān),這三類細菌多具有與硝化相關(guān)的代謝途徑(見表5)。鋁鐵率與真菌的座囊菌綱(Dothideomycetes)相關(guān)性顯著,鋁化系數(shù)與盤菌綱(Pezizomycetes)和傘菌綱(Agaricomycetes)相關(guān)性顯著。上述菌類均是根際土壤中的優(yōu)勢菌種[16]。表5 土壤風化淋溶率與微生物相關(guān)性 項 目 細菌門 真菌綱 Bacteroidetes Epsilonbacteraeota Nitrospirae Leotiomycetes Dothideomycetes Pezizomycetes Agaricomycetes 堿金屬淋溶率 0.374 0.194 -0.481 0.780 0.475 -0.766 -0.627 堿土金屬淋溶率 0.921* 0.980* -0.888* 0.691 -0.833 0.203 0.394 鋁鐵率 -0.781 -0.878 0.552 -0.368 0.963* -0.423 -0.486 鋁化系數(shù) 0.039 0.147 -0.072 0.584 -0.244 0.881* 0.911* 注:*表示在0.05水平顯著相關(guān)。
四川牡丹生長土壤以弱堿積鈣為主要特征。母巖鈣含量低,不足以形成高鈣土壤。其分布區(qū)少雨干燥的氣候特點(年干燥度約1.6~2.5)或為土壤鈣化提供條件[13]。除Ca在土壤中發(fā)生大量積聚外,K,Na,Mg相對于Al均發(fā)生輕微的富集。一方面,四川牡丹生長區(qū)受焚風效應影響,在高水分蒸發(fā)狀態(tài)下,鹽分可隨著土壤毛細管道上移并在表土層積聚,這一現(xiàn)象易發(fā)生在干旱、半干旱及半濕潤區(qū)[24]。另一方面,土壤中的鹽基組分可能存在外源輸入。四川牡丹生長區(qū)屬于青藏高原東南緣,構(gòu)造抬升導致山體破碎,河谷谷坡陡峭,水土流失嚴重,初期風化產(chǎn)物在重力及流水作用下堆積于谷坡凹陷或坡度減緩處發(fā)育成壤是植被發(fā)展的基礎[25],谷坡上部土體及巖體經(jīng)風化淋失的元素同樣易在此匯集沉淀[26],最終可在植被、氣候等作用下形成鹽基組分的富集。相比于一般的植物吸收順序,Cu較之Ca,Mg,Na位置較靠前,但4者含量均在正常范圍內(nèi)。圖3 微生物與元素網(wǎng)絡關(guān)系圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]四川牡丹根際微生物及種子內(nèi)生菌組成[J]. 馮瑋娜,彭培好. 東北林業(yè)大學學報. 2020(01)
[2]四川牡丹種實性狀與環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 周曉慧,王娟,劉賢安,彭培好,馬振峰,郭海燕. 東北林業(yè)大學學報. 2018(09)
[3]干旱河谷植物生態(tài)適應與植被恢復[J]. 王會儒,陳國鵬,王飛,曹秀文,郭星. 西北林學院學報. 2015(05)
[4]土壤微生物鐵循環(huán)及其環(huán)境意義[J]. 胡敏,李芳柏. 土壤學報. 2014(04)
[5]土壤-微生物-植物系統(tǒng)中礦物風化與元素循環(huán)[J]. 朱永官,段桂蘭,陳保冬,彭新華,陳正,孫國新. 中國科學:地球科學. 2014(06)
[6]土壤生態(tài)系統(tǒng)微生物多樣性-穩(wěn)定性關(guān)系的思考[J]. 賀紀正,李晶,鄭袁明. 生物多樣性. 2013(04)
[7]典型生境重要地球元素循環(huán)的微生物驅(qū)動機制——第77期“雙清論壇”綜述[J]. 楊;,東秀珠,黃力,連賓,溫明章. 中國科學基金. 2013(03)
[8]新疆特殊生境巖石內(nèi)生細菌末端限制性片段長度多態(tài)性技術(shù)分析[J]. 牟文婷,張濤,孫建,曾軍,徐贏華,吳尊鳳,胡雯,婁愷. 微生物學報. 2012(03)
[9]嶗山山頂風化坑化學風化過程的巖石化學與礦物學證據(jù)[J]. 王為,周尚哲,李炳元,林志海,劉志鵬,黃日輝,賴宜訊,陳科景. 第四紀研究. 2012 (01)
[10]東天山地區(qū)土壤中堿性障與元素分布的關(guān)系[J]. 楊帆,劉華忠,張華,孔牧,鄧艷龍,周海濤. 物探與化探. 2011(04)
碩士論文
[1]基于微地形下的紫色砂巖和泥巖土壤剖面分異特性研究[D]. 吳涌泉.西南大學 2010
本文編號:3611375
【文章來源】:水土保持通報. 2020,40(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
巖石、土壤、植物種子的元素組成特征
堿土金屬淋溶率與細菌的擬桿菌門(Bacteroidetes)、Epsilonbacteraeota呈高度正相關(guān),與硝化螺旋菌門(Nitrospirae)呈負相關(guān),這三類細菌多具有與硝化相關(guān)的代謝途徑(見表5)。鋁鐵率與真菌的座囊菌綱(Dothideomycetes)相關(guān)性顯著,鋁化系數(shù)與盤菌綱(Pezizomycetes)和傘菌綱(Agaricomycetes)相關(guān)性顯著。上述菌類均是根際土壤中的優(yōu)勢菌種[16]。表5 土壤風化淋溶率與微生物相關(guān)性 項 目 細菌門 真菌綱 Bacteroidetes Epsilonbacteraeota Nitrospirae Leotiomycetes Dothideomycetes Pezizomycetes Agaricomycetes 堿金屬淋溶率 0.374 0.194 -0.481 0.780 0.475 -0.766 -0.627 堿土金屬淋溶率 0.921* 0.980* -0.888* 0.691 -0.833 0.203 0.394 鋁鐵率 -0.781 -0.878 0.552 -0.368 0.963* -0.423 -0.486 鋁化系數(shù) 0.039 0.147 -0.072 0.584 -0.244 0.881* 0.911* 注:*表示在0.05水平顯著相關(guān)。
四川牡丹生長土壤以弱堿積鈣為主要特征。母巖鈣含量低,不足以形成高鈣土壤。其分布區(qū)少雨干燥的氣候特點(年干燥度約1.6~2.5)或為土壤鈣化提供條件[13]。除Ca在土壤中發(fā)生大量積聚外,K,Na,Mg相對于Al均發(fā)生輕微的富集。一方面,四川牡丹生長區(qū)受焚風效應影響,在高水分蒸發(fā)狀態(tài)下,鹽分可隨著土壤毛細管道上移并在表土層積聚,這一現(xiàn)象易發(fā)生在干旱、半干旱及半濕潤區(qū)[24]。另一方面,土壤中的鹽基組分可能存在外源輸入。四川牡丹生長區(qū)屬于青藏高原東南緣,構(gòu)造抬升導致山體破碎,河谷谷坡陡峭,水土流失嚴重,初期風化產(chǎn)物在重力及流水作用下堆積于谷坡凹陷或坡度減緩處發(fā)育成壤是植被發(fā)展的基礎[25],谷坡上部土體及巖體經(jīng)風化淋失的元素同樣易在此匯集沉淀[26],最終可在植被、氣候等作用下形成鹽基組分的富集。相比于一般的植物吸收順序,Cu較之Ca,Mg,Na位置較靠前,但4者含量均在正常范圍內(nèi)。圖3 微生物與元素網(wǎng)絡關(guān)系圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]四川牡丹根際微生物及種子內(nèi)生菌組成[J]. 馮瑋娜,彭培好. 東北林業(yè)大學學報. 2020(01)
[2]四川牡丹種實性狀與環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 周曉慧,王娟,劉賢安,彭培好,馬振峰,郭海燕. 東北林業(yè)大學學報. 2018(09)
[3]干旱河谷植物生態(tài)適應與植被恢復[J]. 王會儒,陳國鵬,王飛,曹秀文,郭星. 西北林學院學報. 2015(05)
[4]土壤微生物鐵循環(huán)及其環(huán)境意義[J]. 胡敏,李芳柏. 土壤學報. 2014(04)
[5]土壤-微生物-植物系統(tǒng)中礦物風化與元素循環(huán)[J]. 朱永官,段桂蘭,陳保冬,彭新華,陳正,孫國新. 中國科學:地球科學. 2014(06)
[6]土壤生態(tài)系統(tǒng)微生物多樣性-穩(wěn)定性關(guān)系的思考[J]. 賀紀正,李晶,鄭袁明. 生物多樣性. 2013(04)
[7]典型生境重要地球元素循環(huán)的微生物驅(qū)動機制——第77期“雙清論壇”綜述[J]. 楊;,東秀珠,黃力,連賓,溫明章. 中國科學基金. 2013(03)
[8]新疆特殊生境巖石內(nèi)生細菌末端限制性片段長度多態(tài)性技術(shù)分析[J]. 牟文婷,張濤,孫建,曾軍,徐贏華,吳尊鳳,胡雯,婁愷. 微生物學報. 2012(03)
[9]嶗山山頂風化坑化學風化過程的巖石化學與礦物學證據(jù)[J]. 王為,周尚哲,李炳元,林志海,劉志鵬,黃日輝,賴宜訊,陳科景. 第四紀研究. 2012 (01)
[10]東天山地區(qū)土壤中堿性障與元素分布的關(guān)系[J]. 楊帆,劉華忠,張華,孔牧,鄧艷龍,周海濤. 物探與化探. 2011(04)
碩士論文
[1]基于微地形下的紫色砂巖和泥巖土壤剖面分異特性研究[D]. 吳涌泉.西南大學 2010
本文編號:3611375
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