關(guān)鍵詞:白木香;根際土壤;真菌多樣性;理化性質(zhì);相關(guān)性
中圖分類號:S31 文獻標(biāo)志碼:A
根際土壤微生物與植物生長關(guān)系極為密切,其數(shù)量和種類對植物養(yǎng)分循環(huán)非常重要。一方面,土壤微生物能夠促進植物生長,影響植物根系發(fā)育,抑制和減輕植物病蟲害的發(fā)生;另一方面,土壤微生物也是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要生物驅(qū)動力之一[1],在促進土壤生態(tài)平衡發(fā)展中發(fā)揮重要作用[2]。諸多研究發(fā)現(xiàn),土壤特性、植被類型和土壤微生物有顯著相關(guān)性[3-4],而真菌是土壤微生物的主要成員,是土壤中的分解者,能夠分解土壤中的有機物,提供植物所需要的養(yǎng)分,降解土壤中的植物殘體[5]。部分土壤真菌還可以提高植物的抗逆性,維持植物的正常生長,改善土壤的結(jié)構(gòu)[6]。
白木香[Aquilaria sinensis (Lour.) Spreng.]為熱帶及亞熱帶常綠喬木,是我國珍稀藥用植物也是我國唯一沉香基源植物[7]。白木香是海南省珍貴的鄉(xiāng)土樹種之一,該植物喜光,適宜較濕潤的環(huán)境[8-11]。沉香是白木香受傷后形成的含有樹脂的木材,其形成的過程非常復(fù)雜。國內(nèi)外對沉香樹的結(jié)香做了很多研究,認為沉香的形成是樹干受到傷害被真菌侵染,真菌的代謝產(chǎn)物使木材薄壁細胞的淀粉粒發(fā)生生物化學(xué)變化,形成脂類,不斷沉積而形成沉香[12-13]。王東光等[14]檢測20種真菌對白木香樹體揮發(fā)油成分的影響結(jié)果發(fā)現(xiàn),龍眼焦腐病菌(Lasiodiplodia theobromae)、斑點青霉(Penicillium melengrinum)、青霉病病原菌(P. italicum)、黑綠木霉(Trichoderma atrowiride)、擬康木霉(T. koningiopsis)、腐皮鐮孢(Fusarium solani)、葡萄座腔菌(Botryosphaerianhodina)共7 種真菌菌液處理的白木香樹乙醇浸出物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過10%,其他13 種真菌效果不明顯。韓曉敏等[15]采用氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS)對可可毛色二孢菌PDA 發(fā)酵液進行檢測,發(fā)酵液中檢測到茉莉酸類化合物(JAS)并能誘導(dǎo)白木香愈傷產(chǎn)生沉香倍半萜。有國外研究者對沉香樹的結(jié)香部位進行分離,發(fā)現(xiàn)分離到的真菌種類較多,包括色二孢菌(Diplodia spp.)、曲霉(Aspergillusspp.)、磚紅鐮孢(Fusarium laseritum)、可球二孢菌(Botryodiplodia theobromae)等,并認為它們與沉香的形成有顯著的關(guān)系[16-20]。在國內(nèi),也有學(xué)者[21]分離出黃綠墨耳菌(Melanotus flavolivens)。鄒欣濤等[22]對白木香結(jié)香前后內(nèi)生真菌的多樣性研究發(fā)現(xiàn),在白木香結(jié)香過程中,結(jié)香后內(nèi)生真菌種群顯著增加,但優(yōu)勢種群不明顯,并推測,白木香結(jié)香與宿主具共生關(guān)系的內(nèi)生菌也隨之發(fā)生動態(tài)變化。張苗苗[23]研究發(fā)現(xiàn)白木香結(jié)香過程中內(nèi)生真菌可能有復(fù)雜的規(guī)律性,而不是簡單的線性關(guān)系,其結(jié)香部位的菌群非常豐富且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此在生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)中,真菌群落的變化是一個關(guān)鍵性指標(biāo)。LIU 等[24]基于全球土壤調(diào)查的研究表明,關(guān)鍵真菌群的多樣性增加了全球范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,以及植物生產(chǎn)力對極端干旱事件的抵抗力和恢復(fù)力。CHEN 等[25]對土壤真菌和細菌的多樣性進行分析,結(jié)果表明土壤真菌在調(diào)控植物群落結(jié)構(gòu)和功能中具有重要的作用。
目前,國內(nèi)外對沉香樹內(nèi)生真菌多樣性及微生物多樣性的研究報道較多,而關(guān)于沉香樹根際土壤真菌研究極少。CHAIYASEN 等[26]對泰國種植地沉香根部及土壤中分布了叢枝菌根(Arbuscular mycorrhiza fungi,AM)真菌群,對其研究后發(fā)現(xiàn)該真菌群同時也出現(xiàn)在了珍貴樹種柚木(Tectona grandis L.f.)中。孫靜怡[27]對廣州蟲漏沉香進行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同生境蟲漏沉香土壤中的真菌分布有顯著差異,跟沉香中倍半萜類化合物與優(yōu)勢菌種中的青霉屬(Penicillium spp.)菌呈極顯著正相關(guān),色酮類含量與真菌Alpha(α)指數(shù)均呈顯著正相關(guān),提示土壤真菌物種越豐富,可能越有利于蟲漏沉香中色酮類成分的形成。NIMNOI 等[28]對沉香樹根際放線菌群落研究表明,放線菌群落與采樣點相對應(yīng),表明土壤特征和當(dāng)?shù)貧夂驐l件是決定沉香樹根際放線菌群落的主要因素。通過上述對土壤微生物真菌群落的研究表明,不同的地理環(huán)境對沉香樹的結(jié)香質(zhì)量具有一定的影響,但目前關(guān)于不同種植地白木香結(jié)香前后根際土壤真菌群落多樣性和理化性質(zhì),及其相關(guān)性的研究尚無系統(tǒng)全面的論述。
因此,發(fā)掘不同產(chǎn)地白木香生長與根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和土壤理化性狀的差異及相關(guān)關(guān)系,促進其良好生長,并比較結(jié)香前后的差異非常必要。本研究以海南3 個不同種植區(qū)的白木香結(jié)香前后根際土壤為研究對象,采用高通量測序技術(shù)對不同種植區(qū)白木香根際土壤真菌群落結(jié)構(gòu)進行分析,并比較不同種植地白木香結(jié)香前后根際微生物的差異;測定根際土壤理化指標(biāo)(pH、有機質(zhì)、全氮、全磷、有效氮、有效磷、速效鉀),并比較不同種植區(qū)之間的差異;將不同種植區(qū)的白木香根際土壤微生物與土壤理化指標(biāo)進行相關(guān)性分析,并對比結(jié)香前后的差異。本研究將為白木香根際微生物互作、土壤理化性狀、結(jié)香、水肥管理等研究提供科學(xué)數(shù)據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 試驗區(qū)概況 3個白木香試驗樣地分別位于海南省??谖纳酱?、臨高東光農(nóng)場、樂東抱倫農(nóng)場,均采用微創(chuàng)結(jié)香技術(shù)造香,采樣點具體概況如表1所示。
1.1.2 根際土壤樣品采集 采用“S”路線采樣方法,在3 個種植區(qū)內(nèi)隨機選取18 棵白木香樹,即每個種植區(qū)隨機選取9 棵已結(jié)香和9 棵未結(jié)香的樹,均采集10~20 cm 范圍內(nèi)耕作層土壤,將各種植區(qū)結(jié)香的和未結(jié)香土壤樣品分別充分混勻。每3 株土壤樣品混合為1 份,每個處理3 個重復(fù),每個重復(fù)隨機采集3 個點,共采集18 份白木香根際土壤,過2 mm 篩后陰干備用,用作土壤理化性質(zhì)的分析。另外一部分土壤,輕輕抖落附著在根系上的土壤裝入在無菌袋中,采樣記錄后立即放入低溫保溫冰盒,于–80℃低溫冰箱保存,用于土壤真菌群落高通量測序分析。
1.2 方法
1.2.1 土壤理化性質(zhì)測定 土壤養(yǎng)分含量測定方法參照《土壤農(nóng)化分析》[29],其中,采用pH 計(DELTA 320)測定pH;采用重鉻酸鉀容量法測定有機質(zhì);采用凱氏定氮法測定全氮;堿解擴散法測定堿解氮;采用高氯酸-硫酸法測定土壤全磷;采用碳酸氫鈉-浸提-鉬銻抗比色法測定有效磷;采用原子吸收分光光度計測定速效鉀。
1.2.2 土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的高通量測序 采用十六烷基三甲基溴化銨法(CTAB 法)對各地區(qū)白木香根際土壤微生物組樣本進行總DNA 提取,并通過瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA 提取質(zhì)量,同時采用紫外分光光度計對DNA 進行定量分析[30]。PCR 反應(yīng)體系:12.5 μL Phusion Hot start flex 2XMaster Mix,正反引物2.5 μL,基因組總DNA 50 ng,加入ddH2O 至反應(yīng)體系為25 μL[31]。PCR 擴增引物為擴增真菌ITS1 區(qū)的特異性引物(ITS86F:5′-GTGAATCATCGAATCTTT-GAA-3′)和(ITS4R:5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′)。PCR 反應(yīng)條件:98 ℃ 40 s,98 ℃ 10 s,54 ℃ 30 s,35 個循環(huán);72 ℃ 10 min。接著進行35 個循環(huán),54 ℃退火30 s,循環(huán)結(jié)束后72 ℃最終延伸10 min,每個樣本重復(fù)3 次,PCR 擴增產(chǎn)物通過2%瓊脂糖凝膠電泳進行檢測,采用AMPure XT beads 回收試劑盒。對純化后的PCR 產(chǎn)物使用Agilent Bioanalyzer2100(Agilent, CA, USA)和Illumina(KapaBiosciences, Woburn, MA, USA)的文庫定量試劑盒進行評估,合格的文庫濃度應(yīng)在2 nmol/L 以上。將合格的樣品上機測序,根據(jù)所需測序量按相應(yīng)比例混合,并經(jīng)NaOH 變性為單鏈進行上機測序;使用NovaSeq 6000 測序儀進行2×150 bp 的雙端測序,使用的試劑為NovaSeq 6000 SP Reagent Kit(500 cycles)。
1.3 數(shù)據(jù)處理
使用Cutadapt v1.9 軟件對測序得到的RawReads 進行過濾;使用fqtrim 軟件進行引物序列的識別與去除,得到不包含引物序列的高質(zhì)量Reads;通過Vsearch v2.3.4 軟件重疊對每個樣品高質(zhì)量的Reads 進行拼接,得到的拼接序列即CleanReads;基于得到的ASV(feature)特征序列和豐度表格進行alpha 多樣性分析和beta 多樣性分析。采用Excel、DPS 軟件進行數(shù)據(jù)分析和SPSS 20.0軟件進行多重比較和相關(guān)性分析,利用Canoco 5軟件冗余分析研究土壤理化指標(biāo),并對真菌群落進行相關(guān)性分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同種植區(qū)白木香結(jié)香前后根際土壤真菌群落結(jié)構(gòu)組成分析
2.1.1 不同種植區(qū)白木香結(jié)香前后根際土壤真菌OTU 比較通過對18 個土壤樣品進行高通量測序獲得序列經(jīng)過數(shù)據(jù)的優(yōu)化、拼接、過濾和質(zhì)控后,共獲得優(yōu)質(zhì)ITS 序列3 697 288 條,平均每個樣品205 404 條,平均長度約為255 bp。從圖1可知,Rishness 稀釋趨于平緩,表明數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確反映樣本真菌群落結(jié)構(gòu)的組成。
2.1.2 不同種植區(qū)白木香結(jié)香前后根際土壤真菌OTU 聚類分析 從圖2 可知,3 個種植區(qū)結(jié)香和未結(jié)香共有54 個OTU。樂東結(jié)香和未結(jié)香、文山結(jié)香和未結(jié)香、臨高結(jié)香和未結(jié)香特有的OTU分別為588、866、198、190、168、392。從高至低依次為:LDWJXgt;LDJXgt;LGWJXgt;WSJXgt;WSWJXgt;LGJX。
2.1.3 不同種植區(qū)白木香結(jié)香前后根際土壤真菌群落豐度和多樣性差異 通過對3 個種植區(qū)白木香結(jié)香前后根際土真菌群落的豐富度和多樣性進行分析,得到物種豐度指數(shù)(Chaol index)、辛普森指數(shù)(Simpson index)、香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)(Shannnon-wiener index)、譜系多樣性指數(shù)(PD_ whole_tree index),共4 個指數(shù)見表2,其中Chao1 指數(shù)常用來估計物種總數(shù);辛普森指數(shù)和香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)用于衡量物種多樣性,指數(shù)值越大,說明樣品的物種豐度和多樣性越高。譜系多樣性指數(shù)則基于OTU 序列進化樹的系統(tǒng)發(fā)育特征,評估多樣性程度,即譜系多樣性。Chao1指數(shù)和譜系多樣性指數(shù)從高到低順序為:LDWJXgt;LDJXgt;LGWJXgt;WSJXgt;WSWJXgt;LGJX。3個種植區(qū)中,辛普森指數(shù)和香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)從高到低順序為:LDWJXgt;LDJXgt;LGJXgt;LGWJXgt;WSWJXgt;WSJX。以上結(jié)果均表明,樂東樣地結(jié)香前和結(jié)香后的真菌群落多樣性最大,文山樣地白木香根際土壤真菌群落最小。
2.1.4 不同種植區(qū)白木香結(jié)香前后門和綱水平群落結(jié)構(gòu)分析 通過對不同種植區(qū)白木香結(jié)香前后土壤真菌群落門和綱水平分析發(fā)現(xiàn),其群落組成和優(yōu)勢分類單位相對豐度存在差異(圖3)。同一種植區(qū)白木香結(jié)香前后優(yōu)勢種群差異不顯著,但是優(yōu)勢種群豐度存在差異。在門水平上,3 個不同種植區(qū)的主要優(yōu)勢門為子囊菌亞門(Ascomycota45.93%,49.02%)和擔(dān)子菌亞門(BasiBasidiomycota4.07%,0.98%)。在綱水平上(圖4),海口文山優(yōu)勢綱依次為座囊菌綱(Dothideomycetes9.22%,9.05%)、糞殼菌綱(Sordariomycetes4.57%,5.01%)、子囊菌綱(Ascomycetes 1.87%,1.61%)、酵母綱(Saccharomycetes 0.49%,0.64%)、傘菌綱(Agaricomycetes 0.22%,0.11%)、p__Basidiomycota,c_unclassfied(0.17%,0.10%)等。臨高優(yōu)勢綱依次為糞殼菌綱(Sordariomycetes7.24%,9.57%)、子囊菌綱(Ascomycetes 5.75%,3.28%)、座囊菌綱(Dothideomycetes 3.25%,3.50%)、p__Basidiomycota,c_unclassfied(0.24%,0.13%)、散囊菌綱(Eurotiomycetes 0.09%,0.14%)、酵母綱(Saccharomycetes 0.04%,0.02%)等。樂東優(yōu)勢綱依次為子囊菌綱(Ascomycetes 6.54%,8.18%)、座囊菌綱(Dothideomycetes 3.84%,5.87%)、糞殼菌綱(Sordariomycetes 2.66%,1.96%)、傘菌綱( Agaricomycetes 2.00% , 0.28% ) 、p__Basidiomycota,c_unclassfied(1.36%,0.24%)、散囊菌綱(Eurotiomycetes 0.19%,0.06%)等。
2.1.5 不同種植區(qū)白木香結(jié)香前后根際土壤優(yōu)勢真菌屬組成不同種植區(qū)白木香結(jié)香前后土壤真菌群落組成在屬水平上,其群落組成和優(yōu)勢分類單位的相對豐度存在差異(圖5),相同種植區(qū)優(yōu)勢群落的相對豐度存在差異。海南文山優(yōu)勢屬依次為子囊菌屬(p__Ascomycota 9.22%,9.05%)、漆斑菌屬(Myrothecium 4.57%,5.01%)、座囊菌屬( c__Dothideomycetes 1.87% , 1.61% ) 、f__Didymellaceae (0.49% , 0.64% ) 、枝孢屬(Cladosporium 0.22%,0.11%)、小不整球殼屬(Plectosphaerella 0.17%,0.10%)。臨高優(yōu)勢屬依次為漆斑菌屬(Myrothecium 7.24%,9.57%)、座囊菌屬(c__Dothideomycetes 3.25%,3.50%)、子囊菌屬(p__Ascomycota 5.75%,3.28%)、小不整球殼屬(Plectosphaerella 0.24%,0.13%)、球腔菌屬(f__ Mycosphaerellaceae 0.12%,0.14%)、f__Didymellaceae(0.04%,0.02%)等。樂東優(yōu)勢屬依次為座囊菌屬(c__Dothideomycetes 6.54%,8.18%) 、子囊菌屬( p__Ascomycota 3.84%,5.87%)、漆斑菌屬(Myrothecium 2.66%,1.96%)、枝孢屬(Cladosporium 2.00%,0.28%)、小不整球殼屬(Plectosphaerella 1.36%,0.24%)等。
2.1.6 不同種植區(qū)真菌的bata 多樣性分析圖 6為PCoA 分析結(jié)果,其中PCoA1 和PCoA2 分別為41.44%和34.67%。同一種植區(qū)白木香結(jié)香前后真菌群差異性不大,但不同種植區(qū)間菌群具有顯著性差異;樣地間存在顯著差異,WSJX 和WSWJX,LDJX 和LDWJX,LGJX 和LGWJX 之間距離最近,距離越近說明物種組成結(jié)構(gòu)越接近,表明同一種植區(qū)菌群相似性特別高,菌群組成差異小。3 個不同種植區(qū)的真菌群落形成了各自獨立的區(qū)域,菌群結(jié)構(gòu)存在可區(qū)分的差異。
2.2 不同種植區(qū)白木香結(jié)香前后根際土壤理化性質(zhì)
對3 個不同種植區(qū)的白木香結(jié)香前后根際土壤研究發(fā)現(xiàn)(表3),3 個采樣點的土壤大量元素含量存在差異。不同種植區(qū)之間,臨高種植區(qū)全氮、有效氮、有效磷、有機質(zhì)的含量顯著高于樂東和文山;文山種植區(qū)全磷、速效鉀含量最高。樂東種植pH 高于文山和臨高。同一種植區(qū)內(nèi),樂東樣地結(jié)香速效鉀含量高于未結(jié)香,文山樣地結(jié)香有機質(zhì)、有效氮含量高于未結(jié)香,樂東未結(jié)香中的有效磷含量高于結(jié)香,同一區(qū)域的同一元素含量變化趨勢相似。3 個樣地土壤均為酸性,土壤pH 的范圍為4.12~5.48,由高到低依次為LDJXgt;LDWJXgt;LGJXgt; WSJXgt;LGWJXgt; gt;WSWJX。
2.3 不同種植區(qū)白木香土壤理化性質(zhì)與真菌相關(guān)性分析
2.3.1 不同種植區(qū)白木香根際土壤真菌豐度、多樣性與土壤理化性質(zhì)相關(guān)性分析 由表4 可知,pH 與香農(nóng)-威納指數(shù)、辛普森指數(shù)、物種豐度指數(shù)、譜系多樣性呈顯著或極顯著正相關(guān);全磷與香農(nóng)- 威納指數(shù)和辛普森指數(shù)呈顯著負相關(guān)(Plt;0.05)與物種豐度指數(shù)呈極顯著負相關(guān)(Plt;0.01);有效磷與譜系多樣性呈顯著負相關(guān)(Plt;0.05)。表明pH、全磷等土壤理化指標(biāo)對白木香根際土壤主要真菌種群豐度和多樣性的影響比較顯著。
2.3.2 不同種植區(qū)白木香根際土壤優(yōu)勢真菌屬與土壤理化性質(zhì)相關(guān)性分析 對3 個種植區(qū)白木香根際土壤理化性質(zhì)與根際真菌的主要菌門屬進行相關(guān)性分析(表5)表明,pH、有機質(zhì)、堿解氮、全氮、全磷、有效磷含量對根際土壤中主要真菌屬有影響。pH 與子囊菌屬呈顯著正相關(guān);有機質(zhì)與座囊菌屬呈顯著負相關(guān),與小不整球殼屬、肉座菌屬呈正相關(guān);全氮與座囊菌屬呈負相關(guān),與小不整球殼屬、f__Didymellaceae、糞殼菌屬、肉座菌屬呈正相關(guān);堿解氮與座囊菌屬、球腔菌屬呈負相關(guān),與f__Didymellaceae、糞殼菌屬呈正相關(guān); 全磷與枝孢屬、球腔菌屬呈正相關(guān), 與f__Didymellaceae 呈負相關(guān);有效磷與座囊菌屬呈負相關(guān),與糞殼菌屬呈正相關(guān)。
3 討論
3.1 白木香不同種植區(qū)根際土壤理化性質(zhì)差異
通過比較白木香不同種植區(qū)之間的土壤理化性質(zhì)研究發(fā)現(xiàn),不同種植區(qū)之間存在顯著差異,而結(jié)香前后并無明顯差異。白木香喜歡偏酸性的土壤,3 個種植地pH 均在4.21~5.58,含量從高至低依次為:樂東gt;文山gt;臨高。其中有機質(zhì)的含量從高至低依次為:臨高gt;樂東gt;文山。臨高種植區(qū)全氮、有效氮、有效磷、有機質(zhì)的含量顯著高于樂東和文山;文山種植區(qū)全磷、速效鉀含量最高,顯著高于樂東和臨高樣地。樂東種植區(qū)pH、速效鉀高于文山和臨高。王龍仁等[32]探討了人工結(jié)香初期營養(yǎng)代謝變化規(guī)律,分析了結(jié)香前后白木香葉片和土壤中大量元素氮、磷、鉀和微量元素含量變化,結(jié)果表明,環(huán)境因子與結(jié)香關(guān)系密切,其中土壤因子交換性鈣、交換性鎂與沉香特征性成分呈不同程度負相關(guān)。馬惠芬等[33]對白木香結(jié)香質(zhì)量與環(huán)境因子的關(guān)系進行了研究,結(jié)果表明結(jié)香質(zhì)量相關(guān)性較高的因子為pH、交換性鈣和鎂。本次研究表明不同種植地的環(huán)境因子對白木香根際土壤理化性質(zhì)影響較大。
3.2 白木香不同種植區(qū)根際土壤真菌群落多樣性差異
本研究中,白木香根際土壤樣品真菌物種組成豐富,不同種植區(qū)白木香根際土壤真菌群落組成、分類單元的相對豐度及優(yōu)勢分類單元受環(huán)境條件的影響均存在不同程度差異。在門水平上,擔(dān)子菌門(Basidiomycota)和子囊菌門(Ascomyota)為優(yōu)勢真菌菌群,其中子囊菌門占比為94.95%,擔(dān)子菌門為5.05%。潘爭艷等[34]對遼寧省14 種藥用植物根際土壤真菌研究也發(fā)現(xiàn),子囊菌門在藥用植物根際真菌中的種類和豐度較高,說明子囊菌門真菌適應(yīng)性廣泛,在不同的生境條件下均有分布。也有研究者發(fā)現(xiàn)子囊菌門能夠產(chǎn)生大量的分生孢子,無性繁殖能力強,增長迅速,所以在數(shù)量上占有明顯的優(yōu)勢,其次子囊菌門群落主要由腐生菌構(gòu)成,而腐生菌可以為土壤中的植物提供養(yǎng)分,是土壤養(yǎng)分循環(huán)過程中的重要真菌[35]。擔(dān)子菌門可與植物共生形成菌根[36],可增強植株抗性。在屬水平上,3 個種植區(qū)優(yōu)勢屬和豐度之間存在差異,文山優(yōu)勢屬為子囊菌屬(p__Ascomycota) , 臨高優(yōu)勢屬為漆斑菌屬( Myrothecium),樂東優(yōu)勢屬為座囊菌屬(c__Dothideomycetes)。
3.3 白木香不同種植區(qū)根際土壤理化性質(zhì)與微生物相關(guān)性
本研究結(jié)果表明pH、有機質(zhì)、堿解氮、全氮、全磷、有效磷含量對根際土壤中大多數(shù)主要真菌屬有影響。其中,全磷與根際土壤豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)均呈顯著負相關(guān),這可能是由于磷是微生物細胞結(jié)構(gòu)的重要組成元素,從而導(dǎo)致微生物表現(xiàn)出對磷養(yǎng)分的依賴。CLEVELAND 等[37]在熱帶雨林里也發(fā)現(xiàn)土壤磷含量是影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的主要因子。但?MILAUER[38]認為土壤磷與真菌群落結(jié)構(gòu)或多樣性并無顯著相關(guān)性是相互矛盾的,可能與試驗地土壤條件和管理等因素有關(guān),具體因素有待進一步探究。土壤pH 也是影響真菌群落結(jié)構(gòu)組成的重要環(huán)境因子,對土壤真菌的生長繁殖具有顯著影響[39];pH 能夠影響土壤中化合物形態(tài),進而影響土壤微生物對養(yǎng)分的吸收利用,最終影響土壤真菌群落[40]。本研究的6組土樣的pH 在4.0~5.5 之間,呈酸性,pH 與小不整球殼屬呈負相關(guān),與紅耳屬呈正相關(guān)。因此,作為植物與土壤的溝通橋梁,真菌群落結(jié)構(gòu)必然會受到植物和土壤環(huán)境因子的直接或間接的影響。其中C/N 是影響真菌群落的重要因素。有機質(zhì)與座囊菌屬呈顯著負相關(guān),與小不整球殼屬、肉座菌屬呈正相關(guān);全氮與座囊菌屬呈負相關(guān),與小不整球殼屬、f__Didymellaceae、糞殼菌屬、肉座菌屬呈正相關(guān);堿解氮與座囊菌屬和球腔菌屬呈負相關(guān),與f__Didymellaceae、糞殼菌屬呈正相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),臨高樣地的有機質(zhì)和氮元素更豐富,從調(diào)查也發(fā)現(xiàn),臨高樣地白木香的生長狀況比其他2 個種植地更好,表明C/N 比值可能是影響白木香生長的一個關(guān)鍵因素。SRIVASTAVA等[41]研究也發(fā)現(xiàn)土壤C/N 比值是影響真菌生長的主要因素,因為真菌的有機底物利用率較高,因此C/N 比值高的土壤更有利于真菌的生長。因此,真菌群落結(jié)構(gòu)作為連接植物和土壤的橋梁,必然受到植物和土壤環(huán)境因子的直接或間接影響。
3.4 白木香相同種植地土壤根際土壤理化性質(zhì)與真菌、微生物差異的影響因素
通過對同一產(chǎn)地白木香結(jié)香前后研究發(fā)現(xiàn),同一區(qū)域的土壤元素含量和真菌群落的變化趨勢相似,表現(xiàn)出同增或同減的趨勢,但在屬水平上,結(jié)香后樣品在屬水平上分類單位的相對豐度均小于未結(jié)香,推測在結(jié)香過程中樹木受到了一定的創(chuàng)傷和激素的影響,降低了其土壤真菌的多樣性與豐富度;有研究表明,植物受到傷害后病原菌大量積累,有益菌群數(shù)量逐漸降低,最終導(dǎo)致群落整體水平降低[42]。宋杰等[43]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同生境條件下,相同品種結(jié)香部位真菌群落結(jié)構(gòu)存在顯著差異,而相同生境條件下,同種白木香結(jié)香部位非常相似,表明不同環(huán)境因子會對真菌群落造成一定的影響。王冉等[44]對我國野生土沉香的4 個分布區(qū)(海南屯昌、廣東陸河、廣東東莞、海南臨高)的土壤特性及營養(yǎng)進行分析,結(jié)果表明,不同種植區(qū)的同一土層土壤理化性質(zhì)有顯著差異(Plt;0.05),而相同種植區(qū)之間土壤差異不大。