山东林业科技 2021 年第 1 期 总 252 期 SHANDONG FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY 2021.No.l
文章编号：1002-2724(2021)01-0027-04
黄河三角洲盐地碱蓬-
梁楠，刘嘉元，丰'，田 静，李德生!
(天津理工大学环境科学与安全工程学院，天津
300384)
摘要：土壤细菌在维持生态平衡中具有重要作用0本文以黄河三角洲湿地保护区盐地碱蓬、芦苇混生落不同植物根际和 非根际土壤为研究对象，分析微生物种类及其多样性的变化、土壤粒径组成及两者之间的关系，结果表明：(1)不同植物根际和 非根际的土壤以粉粒(Silt &和砂粒(Sand )为主，占90%以上；(2) 土壤细菌门水平
15门类中变 菌 (Proteobacteria &是主
要优势菌，在不同植物根际和非根际土壤中占40%以上；(3)芦苇的土壤细菌根际 ， 其非根际土壤细菌的
Chad 指数、ACE 指数和Shannon 指数均显著小于盐地碱蓬；(4)土壤微生物多样性Shannon 指数与粉粒(Silt &之间呈显著正相
关，粉粒占 越高土壤细菌落越丰富，均
°
关键词：黄河三角洲；混生落；土壤细菌；土壤粒径中图分类号：X172
文献标识码：4
Soil Particle Size Distribution and Bacterial Diversity of Suaeda Salsa-Phragmites Australis Community of
the Yellow River Deltafirmicutes
LIANG Nan ,LIU Jiayuan ,FENG Yue ,TIAN Jing ,LI Desheng *
*： 2020-12-18
作者简介：梁楠(1994-)，硕士研究生，从事湿地生态学研究,E-mail :liangnan0516@ 163
*通讯作者：李德生(1964-)，男，博士，教授，从事环境生态学研究,E-mail :***************
(School of Environmental Science and Safety Engineering ,Tianjin University of Technology ,Tianjin 300384)
Abstract ： Soil bacteria play an important role in maintaining ecological balance. In this paper, we analyze the changes in bacterial diversity, the composition of soil particle size and the relationship between them in rhizophere and non rhizophere soils in a mixed community of Suaeda salsa and Phragmites australis of the Yellow River Delta. The result shows that: (1) Rhizophere and non rhizophere soils of different plants are dominated by silt and sand, which account for more than 90% of the soil. (2) Among the top 15 categories of soil bacteria phylum, Proteobacteria is the main dominant bacterial group, accounting for more than 40% of the rhizosphere and non-rhizosphere soils of different plants. (3) The rhizosphere
effect of soil bacteria in Phragmites aus trails is more significant, but the Chaol index, ACE index and Shannon index of soil samples from different plant communities in the non - rhizosphere are significantly lower than those of Suaeda salsa. (4) There is a significant positive correlation between the Shannon index of soil bacterial diversity and silt. The higher the relative volume percentages of silt was, the richer the bacterial community and the higher the degree of uniformity.
Keywords ： Yellow River delta ；mixed community ； soil bacteria ； soil particle size
土壤微生物是土壤结构活跃成分之一，微生 物代谢活动分泌的有机酸、团粒等利于土壤颗粒 形成，改善土壤质量，从而使颗粒演变成能够生长
植物的土壤叭土壤微生物结构特征是土壤质地状 态和生态系统稳定性主要的评价因子巴土壤微生 物多样性对环境的作用主要通过不同生物落代
谢功能的差异性实现叫作为分解者，微生物以重
要的物质循环和能量动作用在生态系统中，在 维持生态系统的完整性和稳定性上具有 重要 的作用叫
湿地生态系统超50%的土壤不同 程度盐渍化[5]，植被类型单一，以盐地碱蓬、芦苇 等盐生植物为 物。
盐生植物 的土壤微
生物落结构和功能 因 度 , 盐生植物
能够 微生物的活性, 利于 微生物落结
构问。土壤微生物落结构及种类检测的
的是高通量
[7-9]
,Liu 等以Illumina-MiSeq 为 ，对 和潮上带生
境盐地
和 土壤 的 多样性、
结构、功能 动因子
，结 ,
根系分泌物能是环境变化下土壤 的主要
动，而植物生长代谢和/ 落物 同一
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山东林业科技2021年第1期
生境中起主要作用问。刘芳等利用16S rDNA克隆文库等技术的研究表明土壤上层和下层的土壤理化性质差异显著，导致细菌落的多样性随深度增加而下降!11$。Canfora等对半干旱地中海地区极端高盐度土壤微生物落结构和生物多样性的研究发现，细菌落随盐度梯度的增加而呈下降趋势〔12$。
土壤粒径分布(PSD)可以表示土壤质地情况，它是颗粒团聚体成为土壤过程的重要示问。研究表明，土壤颗粒组成不同会造成土壤微生物特征和的！13416$。黄河三角洲湿地是由黄河泥沙淤积而成的新生湿地，其土壤粒径成1的生物地化，湿地物土壤粒径成，而土壤细菌多样性而。研究过对「三洲物土壤粒径成和细菌多样性的研究，物
生湿地土壤结构生物地化中的作用和机制。
1材料与方法
1.1研究地点概况
研究区为洲海湿
地自然保护区(118°33'E-119°20'E,37°35'N-38°12' N)[17]，以暖温带大陆性为主，全年
11.7-12.6$，整年无霜期约为211夏季是降雨高潮期，降水量530-630mm,70%的降中7-8!18$。土壤质地类型主要以滨海盐土为主!19$。
1.2样品釆集
土壤样20187，洲湿地的盐地和生落3样，样50cm x50cm的样方，样深度为0-20cm，采用抖落法㈣采集植物土壤，非
土壤陈悦!21$等的。采集后的土壤挑拣出石头、和土壤动物遗骸等杂物分为两，一份用无菌自封袋包装后存于干冰桶，低温保存回
实验室于-80$冰箱中存放备用，用Illumina-MiSeq测序技术行生物信息测定；另用无菌
自封袋储存，实验室自然风干，过2mm筛，通过激光粒度仪测定土壤粒径，土壤分级采用美国制分级标准(见表1)。
表1美国土壤粒径分级标准$22%
Table1American soil particle size classification standard 粒级名称粒径/mm
粘粒Clay<0.002
粉粒Silt0.002~0.05
砂粒Sand0.05~2
1.3统计分析方法
利用Excel2013对数据进行整理求得重复试验的值，采用SPSS22.0对数据进行方差分析，采用Pearson对数据之间的行分析，使用Excel完成制图。
2结果与分析
2.1混生植物落不同植物土壤粒径组成特征
洲盐地和生落的
和非根际土壤粒径分布的相对体积百分比见表2。盐地碱蓬和芦苇混生落的土壤颗粒主要是粉粒(Silt)、砂粒(Sand)，颗粒占比最大的体积位于20 !m~200!m之间，且盐地碱蓬根际和非根际土壤的颗粒占比最的体积高。对盐地和
根际和土壤的颗粒占比体积进行差分析，两两比较(LSD)结果显示(表2)：盐地碱蓬和芦苇的根际和土壤Silt和Sand颗粒占比体积之间存显著差异，土壤的Silt颗粒占比体积显著高土壤，而土壤的Sand颗粒占比体积显著高于根际土壤，对于Clay颗粒占比体积，芦土壤显著高，盐地的土壤反而高于非根际。说明盐地和芦苇的根际土壤平均比非根际土壤颗粒更细。颗粒越细的土壤质地越紧密，有机质越不容易流失，从而促进养分的累积。
表2土壤粒径分布特征
Table2Particle size distribution characteristics in soils 土壤颗粒
盐地
蓬根际
盐地
蓬非根际
芦苇根际
芦苇
非根际
显著性©Clay0.4828ac0.4301abc0.3117b0.5195a0.012
Silt57.9100b44.0867c76.4778a33.9291d0.000
Sand41.5977c55.4833b23.2058d65.5611a0.000注：同行数据不同小写字母表示在相同土壤颗粒下不同土壤样本之间存在显著差异(!<0.05)
・28・
山东林业科技梁楠等：黄河三角洲盐地碱蓬-芦苇落土壤粒径组成与细菌多样性2021年第1期
2.2混生植物落不同植物土壤微生物多样性特征
黄河三角洲湿地保护区混生植物落不同植物根际和非根际土壤微生物细菌门的水平上排名前15的门如图1，分别属于Chlamydiae（衣原体门）、SBR1093$Nitrospirae（硝化螺旋菌门）$Firmicutes（
厚 壁菌门）$Deinococcus-Thermus（异常球菌-栖热菌门）、Parcubacteria、Cyanobacteria（蓝藻菌门Proteobacteria（变形菌门）、Planctomycetes（浮霉菌门）、Actinobacteria（放线菌门）、Chloroflexi（绿弯菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）、Gemmatimonadetes（芽单胞菌门%$Acidobacteria（酸杆菌门%、Saccharibacteria&
ej other
■Chlamydiad
HSBR1093
sb Nitrospirae
■Firmicutes
s Deinococcus-Thermus
cd Saccharibacteria
ej Parcubacteria
□Cyanobacteria
□Planctomycetes
0Acidobacteria
b Gemmatimonadetes
□Bacteroidetes
■Chloroflexi
□Actinobacteria
□Proteobacteria
图1不同植物土壤样品中微生物细菌门组成
Figure1Composition of microbial bacteria in different
plant soil samples
将测定的4种土壤中占比大于10%的细菌门作为不同样本的优势落&盐地碱蓬根际土壤有变形菌门（52.22%%，放线菌门（11.2%%，绿弯菌门（11.06%）；盐地碱蓬非根际土壤有变形菌门（44.04%%，放线菌门（14.36%%，绿弯菌门（10.35%%；芦苇根际土壤有变形菌门（45.37%%，绿弯菌门（14.68%）；芦苇非根际土壤有变形菌门（43.71%%，拟杆菌门（18.03%）。变形菌门优势菌种类。
用Alpha Diversity（物种多样性分析%分析不同植物生土壤微生物细菌物种和,
接体现出测定样品中的微生物落、丰度和多样等。黄河三角洲湿地保区不同植物下土壤微生物的样分（3%:ACE：盐地碱蓬非根际>盐地碱蓬根际〉芦苇根际〉芦苇非根际'Shannon：芦苇根际〉盐地碱蓬非根际〉盐地碱蓬根际〉芦苇非根际;Chao1指数：盐地碱蓬非根际〉盐地碱蓬根际〉芦苇根际〉芦苇非根际&盐地碱蓬非根际土壤细菌物种丰，微生物样分，芦苇非根际土壤的细菌样性和丰度于盐地碱蓬根际、非根际和芦苇根际土壤，盐地碱蓬根际、非根际和芦苇根际土壤的细菌多样和丰度异&
表3不同植物土壤细菌的多样性指数
Table3Bacteria diversity index of different plant soil 样Chao1ACE Shannon
盐地碱蓬根际2952.913082.83a9.91a
盐地碱蓬非根际3150.413184.73“10.13a 芦苇根际2774.08“2759.08a10.37a
芦苇非根际1863.71b1854.39b8.94b 注：同列数据不同小写字母表示不同植物土壤微生物多样性和丰富度存在差异显著（P<0.05）
2.3混生植物落不同植物土壤粒径与微生物多样性的关系
土壤 土壤微生物样Pearson 相关分析（4）。土壤微生物样Chao1指数、ACE和Shannon（r= 0.993、0.838、0.825）；土壤粉粒（Silt%、砂粒（Sand%与Shannon分别、；土壤（Silt%、（Sand%（Clay%分别、正;（Sand%（Silt%（r=-0.999）。土壤（Clay%，粉粒（Silt%含
土壤的水，土壤，土壤微生物，微生物大，微生物样。（Sand%于大，有，土壤分不土壤中的
落物和，土壤微生物的和
样㈣。
表4土壤粒径与土壤微生物多样性的相关分析
Table4Correlation analysis of soil particle size and
soil microbial diversity
注：**.0.01水平极显著相关；*.0.05水平显著相关
Chao1ACE Shannon Clay Silt Sand Chao110.993RR0.838
**-0.0220.304-0.305 ACE10.825
**-0.0180.285-0.286 Shannon1-0.3790.651
*-0.651
* Clay1-0.589
*0.585
* Silt1-0.999
** Sand1
・29
!
山东林业科技2021年第1期
3结论
黄河三角洲湿地土壤以粉粒和砂粒为主，且变形菌门是主要优势菌。芦苇的土壤细菌根际效应更显著，但其非根际土壤中细菌的多样性指数显著小于盐地碱蓬，这与土壤粒径组成密切相关，粉粒占比越高，土壤细菌落越丰富，且均匀程度也越高。该结论为黄河三角洲滨海湿地生态恢复及盐碱地生物改良提供了理论依据和数据支持。
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