干旱对毛竹林根际土微生物碳利用效率的影响

　　

摘要： 明确干旱对土壤微生物组成及其碳利用效率(CUE)的影响,有助于揭示干旱对毛竹土壤微生物结构和功能的影响机制。本研究用顶棚法模拟干旱,以2019—2023年间生的毛竹为研究对象,分别测定对照和干旱处理下毛竹根际土壤化学性质、酶活性及微生物群落结构和多样性,并计算根际土壤微生物CUE。结果表明: 与对照相比,干旱处理下2年生毛竹根际土壤pH值、总氮、有效氮、有效磷和阳离子交换量分别显著降低4.8%、33.5%、38.2%、33.0%和24.6%;2年生和4年生毛竹有机碳分别显著降低38.6%和28.4%,而3年生毛竹易氧化有机碳显著增加21.6%。根际土壤酶活性对干旱的响应呈现竹龄分异: 1～4年生毛竹β-葡糖苷酶活性显著降低54.0%～78.1%;1年生毛竹亮氨酸氨基肽酶活性提高40.7%;酸性磷酸酶活性在1年生和3年生毛竹中分别显著降低24.2%和35.6%,而2年生毛竹显著增加44.2%。干旱导致各竹龄根系土壤微生物生物量碳均显著降低,以1年生毛竹降幅最大,达46.3%;1～4年生毛竹土壤微生物生物量氮降低5.8%～33.7%,且1～3年生毛竹降低显著。干旱处理显著降低1年生毛竹根际土壤细菌Shannon和Simpson指数(降幅11.3%和38.7%)及真菌Chao1和Ace指数(降幅23.0%和22.5%),但对其他竹龄土壤微生物α多样性无显著影响。门水平上,所有龄组土壤中细菌变形菌门丰度均降低,放线菌门丰度均升高;真菌中子囊菌门丰度普遍增加。干旱下各竹龄毛竹根际土壤微生物CUE均较对照增加,增幅4.9%～23.1%,其中1年生毛竹最高。结构方程模型表明,土壤微生物CUE主要受土壤养分含量、氮循环相关酶活性及微生物群落组成变化的直接影响,并受到土壤pH值的间接调控。综上,干旱通过改变土壤化学性质和酶活性显著影响微生物群落组成,并提高土壤微生物CUE,该效应随竹龄增加而减弱。