曾 欣， 劉樹元， 李朝輝， 趙守龍， 林夢(mèng)露， 李曉珊， 劉文莉

(臺(tái)州學(xué)院建筑工程學(xué)院，浙江臺(tái)州 318000)

十種濕生植物根際真菌群落參數(shù)和土壤肥力的比較

曾 欣， 劉樹元， 李朝輝， 趙守龍， 林夢(mèng)露， 李曉珊， 劉文莉*

(臺(tái)州學(xué)院建筑工程學(xué)院，浙江臺(tái)州 318000)

【目的】利用人工濕地是目前我國進(jìn)行點(diǎn)源污水處理的一項(xiàng)重要技術(shù)，人工濕地的濕生植物及其根際微生物對(duì)污水處理有重要影響。目前人們普遍關(guān)注的是濕生植物根際細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)和功能，而對(duì)根際真菌群落結(jié)構(gòu)的信息較少。本文主要研究10種濕生植物根際的土壤肥力、真菌數(shù)量、生物量和真菌的碳代謝，目的在于篩選出根際土壤真菌生物量和活性均較大的植物種類，為今后人工濕地的建設(shè)提供參考依據(jù)。【方法】采用“向后拋石法”隨機(jī)選取采樣點(diǎn)，收集10種濕生植物根際土壤。采用常規(guī)方法測(cè)定土壤有機(jī)碳、全氮和全磷含量；真菌數(shù)量采用稀釋平板法，真菌生物量(麥角固醇含量)采用高效液相色譜法(HPLC)測(cè)定；真菌碳代謝指紋采用 FF板進(jìn)行分析?！窘Y(jié)果】銀邊石菖蒲、花葉香蒲和黃菖蒲根際土壤分別有較高的有機(jī)碳、全氮和全磷含量(P<0.05)。黃菖蒲根際土壤真菌數(shù)量和生物量最大(P<0.05)。相關(guān)分析表明，土壤全磷與真菌數(shù)量和生物量有極顯著的正相關(guān)關(guān)系 (P<0.05)，是制約土壤真菌分布的重要因素。碳代謝指紋分析表明，水生美人蕉土壤真菌對(duì)95種碳源的平均利用活性以及對(duì)6種碳源群的利用強(qiáng)度均大于其它植物，土壤全氮顯著地影響了真菌群落對(duì)碳水化合物的利用(P<0.05)?！窘Y(jié)論】10種濕生植物根際土壤肥力和真菌群落有顯著性差異，因而土壤肥力和真菌群落可以作為篩選人工濕地植物的重要依據(jù)，但這一結(jié)論還有待從分子生物學(xué)的角度進(jìn)一步驗(yàn)證。

濕地植物； 根際土壤； 真菌生物量； 碳代謝指紋

濕地是地球生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的重要組成部分，植物在濕地系統(tǒng)中起著重要作用[1-2], 濕地植物不僅可以直接去除污染物，更重要的是植物會(huì)影響濕地的氧氣、土壤肥力及微生物的群落結(jié)構(gòu)和活性，進(jìn)而影響濕地系統(tǒng)對(duì)污染物的去除效果。

根據(jù)根區(qū)理論，植物的根系常形成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并通過通氣組織向根系周圍的基質(zhì)輸送氧氣，從而在根區(qū)形成一種脈沖式缺氧-好氧環(huán)境，影響好氧或厭氧微生物的分布[3]。同時(shí)植物在其生長過程中不斷地分泌多糖和有機(jī)酸等有機(jī)物進(jìn)入根際土壤，這一方面改變了土壤的碳、氮組分和含量，另一方面為根區(qū)微生物的生長繁殖提供了營養(yǎng)和能源物質(zhì)，促進(jìn)了根際微生物的代謝活動(dòng)[4]。而微生物活動(dòng)反過來又能加快土壤中有機(jī)磷、有機(jī)氮的分解及其它礦質(zhì)元素的轉(zhuǎn)化。

然而，不同的植物由于其生長速率、光合速率、根系類型、根系分泌物的化學(xué)組成等方面均有所差異，因此不同植物其根際土壤肥力、微生物群落結(jié)構(gòu)與功能也不盡相同[5]。目前人們普遍關(guān)注的是不同濕生植物根際細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)和功能[6-7]，然而近來的研究表明，濕生植物根區(qū)中真菌數(shù)量雖然不如細(xì)菌多，但其生物量較大，在物質(zhì)循環(huán)和污染物去除中同樣發(fā)揮著重要的作用[8-9]。遺憾的是，目前關(guān)于濕生植物根區(qū)真菌群落結(jié)構(gòu)及土壤肥力的信息卻十分有限。

基于此，本研究在杭州天景植物園濕生植物栽培園地分別收集了10種濕生植物根際土壤，對(duì)不同植物根際土壤的肥力、真菌數(shù)量、生物量進(jìn)行了比較分析，并利用 BIOLOG公司生產(chǎn)的FF板對(duì)10種濕地植物根際真菌的碳源利用能力進(jìn)行了測(cè)定，目的在于揭示10種濕地植物根際真菌數(shù)量、生物量、碳源代謝活性和土壤肥力的差異及其相互關(guān)系，為今后人工濕地的建設(shè)提供植物選擇方面的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

濕地植物采集地位于西湖區(qū)三墩鎮(zhèn)境內(nèi)的杭州天景水生植物園(30°15′ N，120°16′ E)，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫16.5℃，年均降水量1435 mm。土壤由人工調(diào)配而成，屬于砂壤(砂 ∶土=3 ∶1)。水源為流動(dòng)河水。所有植物均培育于塑料大棚內(nèi)，棚溫為25℃左右。

1.2 樣品采集

在植物園內(nèi)選擇10種常用的濕地植物(表1)，于2013年4月中旬采集根際土壤樣品。采樣方法為： 在每種植物的大棚中首先用“向后拋石法”確定3個(gè)采樣點(diǎn)，然后將植物用鐵鍬挖出，并將附著于根系上的土用力抖落到事先鋪好的塑料布上。將土分為兩部分，分裝于2個(gè)塑料封口袋內(nèi)，立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，一袋土樣風(fēng)干，用于土壤肥力指標(biāo)的測(cè)定；一袋儲(chǔ)存于4℃ 的保鮮柜內(nèi)，用于真菌數(shù)量、生物量以及碳代謝指紋的分析。

1.3 分析項(xiàng)目和方法

1.3.1 土壤肥力因素分析 土壤含水率采用烘干稱重法，全氮采用凱氏定氮法，全磷用堿熔—鉬銻抗比色法，有機(jī)碳采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定[10]。

表1 10 種濕生植物的分類歸屬

1.3.2 微生物參數(shù)分析 1)真菌數(shù)量采用稀釋平板法進(jìn)行分析[11]。稱5 g新鮮根際土壤樣品，加入到含45 mL 無菌水的三角瓶中，搖床振蕩15 min，進(jìn)行連續(xù)10倍稀釋，稀釋至10-3。移取50 μL的土壤懸液(10-3)，均勻涂抹至已冷卻的馬丁氏固體培養(yǎng)基表面，培養(yǎng)皿倒置，于28℃恒溫箱中培養(yǎng)3 d后對(duì)真菌菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)，并換算成每克干土中的真菌數(shù)量。 2)真菌生物量的測(cè)定采用麥角固醇-高效液相色譜法(HPLC)[12]。首先將3 g鮮土放入100 mL的茄形瓶中。加入KOH、甲醇和乙醇，70℃水浴冷凝回流30 min，冷卻、正己烷萃取、濃縮，溶劑替換，高效液相色譜儀(Agilent 1200, USA)測(cè)定麥角固醇含量。HPLC的測(cè)定條件為：反向C18柱，95%甲醇為流動(dòng)相，流速1 mL/min，紫外檢測(cè)器檢測(cè)波長為282 nm。

1.3.3 真菌群落功能多樣性的測(cè)定 采用美國BIOLOG的FF板(Filament fungal plates)[13]：在 BIOLOG-FF板上的每個(gè)孔內(nèi)加入100 μL 土壤懸浮液(含適量硫酸鏈霉素)，將所有FF板放在干凈的塑料盒里(底部放有浸濕的紙巾，以防FF板中的水分蒸發(fā))，置于25℃黑暗條件下培養(yǎng)。在 490 nm波長下，每隔一定時(shí)間(20、24、30、36、48、72、96、120、144、168、192、216、240 h)用酶標(biāo)儀(Multiskan spectrum, Thermo, USA)測(cè)定FF板中各孔的吸光度值，并用每個(gè)樣品孔的吸光度值減去對(duì)照孔的吸光度值。

采用平均每孔顏色變化率(AWCD)分析真菌對(duì)不同底物的利用能力。AWCD值=[∑(Ci-R)]/95式中：Ci指第i個(gè)樣品孔在490 nm下測(cè)定的吸光度值(OD)； R為對(duì)照孔的吸光度值。Ci-R < 0, 計(jì)算中記為零[13]。

根據(jù)Zak[5]等建議的標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)F板中95種碳源劃分為6大類碳源群： 即碳水化合物(CH)、羧酸(CA)、胺/酰胺(AM)、氨基酸(AA)、聚合物(PL)以及雜合物(MS)。由于培養(yǎng)192 h后FF板中的AWCD值不再發(fā)生顯著變化，所以每個(gè)碳源群的利用強(qiáng)度計(jì)算作培養(yǎng)192 h時(shí)群內(nèi)所有碳源的平均吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

不同植物種類根際土壤肥力和真菌參數(shù)的差異顯著性用單因素方差分析檢驗(yàn)，不同植物種類間的真菌群落代謝指紋比較采用主成分分析(Principal component analysis，PCA)方法，以檢驗(yàn)真菌群落的整體差異。所有統(tǒng)計(jì)均用 SPSS 軟件(版本為11.5)完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濕生植物根際土壤肥力

不同植物根際的土壤肥力各指標(biāo)如表2所示。從表中可以看出，根際土壤中的總有機(jī)(Total organic carbon)含量水生美人蕉(23.1 g/kg)、黃菖蒲(23.2 g/kg)、香蒲(28.3 g/kg)、再力花(26.5 g/kg)、天景傘草(28.5 g/kg)、銀邊石菖蒲(30.1 g/kg)和路易斯安那鳶尾(22.8 g/kg)顯著高于其它3種植物(P< 0.05)。全氮(Total N)含量以花葉香蒲根際土最高為3.38 g/kg，其它9種植物相對(duì)較低(P< 0.05)。全磷(Total P)含量在10種植物根際土壤之間也有顯著差異，其中黃菖蒲(Ip)根際土壤中全磷含量最高，為0.65 g/kg，其次是百花海壽花(Pc)，含量為0.60 g/kg，與其它植物的差異顯著(P< 0.05)。

表2 不同濕地植物根際土壤肥力比較

注(Note): 同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同植物種類間差異達(dá)5%顯著水平 Different small letters in the same column indicate significant difference(P< 0.05) among different macrophytes.

2.2 不同濕地植物根際土壤真菌數(shù)量和真菌生物量

不同植物根際土壤真菌數(shù)量和真菌生物量見圖 1。單因素方差分析表明，不同植物間的土壤真菌數(shù)量及其生物量差異顯著(P< 0.05)。其中黃菖蒲根際土壤中的真菌數(shù)量和真菌生物量最大，為 1.909×103cfus/g和1.53 erg μg/g。其次是銀邊石菖蒲土壤，為0.67×103cfus/g和0.85 erg μg/g，路易斯安那鳶尾的真菌數(shù)量和生物量最小，為0.38×103cfus/g和0.32 erg μg/g(P< 0.05)。

圖1 10種濕地植物根際土壤真菌數(shù)量和生物量Fig.1 Fungal number and biomass in 10 macrophytes rhizosphere soils[注(Note)： erg — 麥角固醇 Ergosterol. 柱上不同小寫字母表示不同植物種類間差異達(dá)5% 顯著水平 The bars with different lettersrepresent significant difference(P<0.05) among different macrophytes.]

2.3 不同植物根際土壤真菌對(duì)碳源的利用情況

采用BIOLOG FF 板進(jìn)一步分析了 10 種植物根際土壤真菌的功能多樣性，在分析過程中，首先計(jì)算了土壤真菌對(duì)FF板中的95種碳源的平均利用活性(AWCD)，并繪制了AWCD隨著培養(yǎng)時(shí)間的變化趨勢(shì)圖(圖 2)。結(jié)果表明，10 種植物根際土壤真菌的潛伏期(即AWCD不隨時(shí)間進(jìn)展而改變)長短有顯著差別，其中花葉香蒲的根際土壤真菌幾乎沒有潛伏期，水生美人蕉和百花海壽花土壤真菌的潛伏期為24 h，天景傘草、香蒲、黃菖蒲、銀邊石菖蒲和常綠萱草土壤真菌的潛伏期為48 h，路易斯安娜鳶尾和再力花土壤真菌對(duì) 95 種碳源的AWCD在整個(gè)培養(yǎng)期間一直處于潛伏期狀態(tài)，沒有表現(xiàn)出利用活性(P> 0.05)。另外，從培養(yǎng)192 h的植物根際土壤真菌群落的AWCD值來看，水生美人蕉(Cg)>天景傘草(Ci)>黃菖蒲(Ip)>花葉香蒲(Tl)>常綠萱草(Ha)>百花海壽花(Pc)>香蒲(To)>銀邊石菖蒲(Ag)>路易斯安娜鳶尾(Ih)>再力花(Td)。

從表 3可以看出，10 種植物根際土壤真菌對(duì) BIOLOG-FF板6種碳源群的利用程度為，對(duì)碳水化合物(CH)、羧酸(CA)和聚合物(PL)的利用沒有表現(xiàn)出顯著差異(P> 0.05)，而對(duì)胺類(AM)、氨基酸(AA)和雜合物(MS)的利用卻有顯著差異(P<0.05)。其中水生美人蕉、常綠萱草和香蒲根際土壤真菌對(duì)胺/酰胺類(AM)的利用強(qiáng)度最大， 平均吸光度分別為0.42、 0.26和0.23；其次是百花海壽花、黃菖蒲和天景傘草，平均吸光度分別為0.17、0.16和0.13，其余植物根際土壤真菌對(duì)胺/酰胺類的利用強(qiáng)度相對(duì)較小。水生美人蕉、香蒲、常綠萱草根際土壤真菌對(duì)氨基酸類(AA)的利用強(qiáng)度最大，平均吸光度分別為 1.54、1.13、1.10；黃菖蒲、花葉香蒲、天景傘草居中，平均吸光度為0.76、0.64、0.56；其余植物根際土壤真菌對(duì)氨基酸類的利用相對(duì)較小。根際土壤真菌對(duì)雜合物(MS)的利用強(qiáng)度以花葉香蒲(平均吸光度為0.91)和天景傘草(1.08)最大，水生美人蕉(0.69)、常綠萱草(0.55)、黃菖蒲(0.48)和銀邊石菖蒲(0.35)次之，其余植物根際土壤真菌對(duì)雜合物的利用強(qiáng)度相對(duì)較小。

圖2 10 種濕地植物根際土壤AWCD值隨培養(yǎng)時(shí)間的變化Fig.2 AWCD dynamics with the incubation time in 10 macrophyte rhizosphere soils

植物Plants碳源群Carbongroups碳水化合物Carbonhydrate羧酸Carboxylicacid聚合物Polymer胺/酰胺Amides/amines氨基酸Aminoacid雜合物Miscellaneous香蒲To2.92±3.4a0.51±0.52a0.62±0.32a0.23±0.36a1.13±1.2a0.02±0.02b再力花Td0.39±0.21a0.36±0.36a0.25±0.16a0.05±0.01b0.10±0.14c0.05±0.07b黃菖蒲Ip4.06±2.07a1.24±0.06a0.69±0.35a0.16±0.02b0.76±0.44b0.48±0.20ab天景傘草Ci4.66±5.89a1.31±1.39a0.90±0.49a0.13±0.11b0.57±0.55b1.08±0.92a花葉香蒲Tl4.19±3.60a1.26±0.65a0.47±0.59a0.09±0.07b0.64±0.88b0.91±0.87a常綠萱草Ha1.87±0.33a1.20±1.23a0.29±0.14a0.26±0.05a1.10±0.14a0.55±0.76ab百花海壽花Pc3.77±3.84a0.82±1.00a0.57±0.76a0.17±0.04ab0.08±0.10c0.20±0.17ab銀邊石菖蒲Ag1.83±0.61a0.82±0.48a0.61±0.46a0.09±0.05b0.18±0.19c0.35±0.12ab水生美人蕉Cg4.94±1.09a1.72±1.44a0.59±0.56a0.42±0.22a1.54±0.31a0.69±0.81ab路易斯安娜鳶尾Ih0.72±0.27a0.32±0.07a0.35±0.34a0.06±0.02b0.03±0.04c0.03±0.03b

注(Note): 同列數(shù)據(jù)后不同字母表示植物間差異達(dá)5%顯著水平 Values followed by different letters in a column are significant among plants at the 5% level.

除了檢驗(yàn)植物根際土壤真菌對(duì)FF板 95 種碳源的平均利用強(qiáng)度以及 6 類碳源群的平均利用強(qiáng)度以外，本研究利用 6 類碳源群的平均利用強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行了主成分分析，目的在于評(píng)估真菌碳源利用活性能否區(qū)分 10 種植物種類。由圖 3可見，主成分PC1和PC2的方差貢獻(xiàn)率分別為55.97% 和 18.68%。沿著PC1軸正方向，真菌碳源利用活性將10種植物分成3組，即黃菖蒲(Ip)和常綠萱草(Ha)各自獨(dú)立成一組，其余 8 種植物聚合成另一組。主成分載荷矩陣數(shù)據(jù)表明，土壤真菌對(duì)氨基酸(載荷系數(shù)為0.768)、雜合物(載荷系數(shù)為 0.710)和胺/酰胺(載荷系數(shù)為0.689)的利用強(qiáng)度度制約著 10 種植物沿著PC1軸正方向分布。由于PC2的方差貢獻(xiàn)率相對(duì)較小，所以 10 種植物沿著PC2 軸的分布不做分析。

圖3 10種植物根際土壤真菌碳源群利用數(shù)據(jù)的主成分分析Fig.3 Principal components analysis of carbon group utilization data in 10 macrophyte rhizosphere soils

2.4 土壤真菌群落參數(shù)與土壤肥力因素的關(guān)系

Pearson相關(guān)分析表明(表4)，根際土壤真菌數(shù)量和生物量分別與土壤全磷含量呈極顯著正相關(guān)，與土壤有機(jī)碳和全氮含量相關(guān)不顯著(P>0.05)。在6類碳源群中，僅有碳水化合物的利用強(qiáng)度與土壤全氮呈顯著正相關(guān)，其它碳源利用強(qiáng)度沒有受到土壤肥力因素的顯著影響(P>0.05)。

表4 土壤真菌群落參數(shù)與土壤肥力因素的相關(guān)分析

注(Note): *—P<0.05.

3 討論與結(jié)論

濕地植物通過根系分泌等影響濕地土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的含量和分布。已有研究證實(shí)，濕地植物種類顯著影響濕地土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量的變化[14-15]。植物根系不僅可分泌糖、有機(jī)酸、氨基酸等初生代謝產(chǎn)物，還可分泌酚、胺等次生代謝產(chǎn)物，從而改變和影響土壤的理化性質(zhì)[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，黃菖蒲根際土壤全磷含量最高，花葉香蒲全氮含量最高，香蒲、天景傘草、再力花、水生美人蕉、黃菖蒲、銀邊石菖蒲根際土壤中總有機(jī)碳含量較高，這些植物通氣組織發(fā)達(dá)，代謝旺盛，引起根際土壤肥力不同的原因，可能與植物根系分泌物的不同和根系富集作用有關(guān)。已有研究表明，黃菖蒲和狹葉香蒲分別對(duì)磷和氮具有較高的吸收和持留能力，且植物的生物歸還作用導(dǎo)致土壤全磷和全氮的累積[17]。本研究結(jié)果支持了這一說法。

植物種類影響微生物的數(shù)量，植物根系對(duì)土壤微生物的影響主要是輸氧和分泌物作用[3-4]。植物將光合作用產(chǎn)生的氧氣輸送至根區(qū)，為土壤微生物提供氧氣；另外植物根系分泌酶、抗生素和蛋白質(zhì)等有機(jī)物而改變了土壤微生物的分布和生長繁殖狀況[18]。江福英等[19]研究了美人蕉、香蒲、垂穗莎草、玉帶草等 4 種濕生植物根際微生物的分布特征，發(fā)現(xiàn)根際土壤中真菌數(shù)量最多的植物是美人蕉，與其它植物有顯著差異。他們認(rèn)為根際泌氧作用形成的富氧-缺氧的微環(huán)境是造成濕地植物根際真菌數(shù)量差異的重要原因。本研究中真菌數(shù)量和生物量在 10 種植物根際土壤中存在較大差異，這一方面可能與植物的輸氧能力有關(guān)，另一方面也可能由于不同植物根系分泌物的種類和數(shù)量不同影響真菌的繁殖和生長[20]。同時(shí)，土壤全磷也是造成這種差異的重要原因，本研究中的相關(guān)分析表明，土壤全磷分別與真菌數(shù)量和真菌生物量呈極顯著的正相關(guān)。

植物會(huì)影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)而表現(xiàn)出不同的碳代謝能力[19]。研究不同植物根際真菌對(duì)不同碳源利用能力的差異，目的在于從根際土壤真菌碳代謝的角度認(rèn)識(shí)植物根區(qū)之間的差異。AWCD是衡量絲狀真菌群落對(duì) FF 板中 95 種碳源平均代謝能力的指標(biāo)[13]。在本研究中不同植物根際土壤真菌的潛伏期長短有顯著差異，其中花葉香蒲的根際土壤真菌幾乎沒有潛伏期，水生美人蕉和百花海壽花土壤真菌的潛伏期為 24 h，說明這些植物根際土壤真菌對(duì)碳源輸入的應(yīng)激活性(對(duì)營養(yǎng)輸入的反應(yīng))較大，對(duì) 95 種碳源的平均代謝能力強(qiáng)于其它植物。

Grayston等[21]認(rèn)為，不同植物根際土壤微生物群落對(duì)各碳源具有不同的利用能力，是因?yàn)檫@些碳源在不同根系土壤中的有效性不一樣，后者能影響微生物群落中利用此類碳源的微生物的生長。從本研究中 10 種植物根際土壤真菌對(duì) BIOLOG-FF 板 6 種碳源群的利用程度來看，10 種植物根際土壤真菌對(duì)氨基酸(AA)、雜合物(MS)和胺/酰胺(AM)的利用有顯著差異，其中水生美人蕉對(duì)胺/酰胺類(AM)和氨基酸類(AA)類物質(zhì)的利用強(qiáng)度最大，而天景傘草根際土壤真菌則對(duì)雜合物(MS)的利用強(qiáng)度最大。主成分分析進(jìn)一步證明了上述這些化合物的利用可顯著地區(qū)分10種植物，因?yàn)榘被?AA)、雜合物(MS)和胺/酰胺(AM)在PC1 軸正方向均有較大的載荷。

本研究表明，不同濕生植物根際的土壤肥力、真菌數(shù)量和生物量、真菌群落代謝活性等存在顯著差異。黃菖蒲根際總磷含量最高，且真菌數(shù)量和生物量也最大，呈顯著正相關(guān)。水生美人蕉根際土壤真菌對(duì) 95 種碳源的平均利用活性以及對(duì)碳源群的利用強(qiáng)度均比其它植物大。因而可以認(rèn)為植物根際真菌群落參數(shù)可以作為篩選用于人工濕地植物的重要依據(jù)。

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Comparison of fungal community parameters and soil fertility of ten macrophyte rhizospheres

ZENG Xin, LIU Shu-yuan, LI Zhao-hui, ZHAO Shou-long, LIN Meng-lu, LI Xiao-shan, LIU Wen-li*

(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,TaizhouUniversity,Taizhou,Zhejiang318000,China)

【Objectives】 Constructed wetlands(CWs) are often used for treating wastewater from point sources. Macrophytes and their rhizosphere microbes are the most important components in CW systems. Researches have mainly focused on the structure and functions of bacterial communities in CWs, but less on information of fungal communities. This study investigated soil fertility, fungal number, biomass and the carbon metabolic profiles in rhizosphere soils of 10 aquatic plants. The objectives are to select the plant species with greater fungal biomass and higher activity and to provide evidences for better wetland development. 【Methods】 The sampling sites were selected randomly by throwing a piece of stone backwards, and soil samples were collected from macrophyte rhizosphere. Soil organic carbon, total nitrogen and phosphorus contents were determined by using potassium dichromate titration method, Kjeldahl digesting method and Mo-Sb-ascorbic acid spectrophotometric method, respectively; soil fungal number was measured using plate counting method; fungal biomass(i.e. ergosterol content) was measured using high performance liquid chromatography(HPLC) method, and the carbon metabolic profiles of soil fungal communities were analyzed using FF microplates. 【Results】Acorusgramineus,TyphalatifoliaandIrispseudacorrhizosphere soils had higher organic carbon, total nitrogen and total phosphorus content than other plant species respectively (P< 0.05).Irispseudacorrhizosphere soil had greater fungal number and biomass(P< 0.05). Correlation analysis showed that the total phosphorus was significantly and positively correlated with the fungi number and biomass(r=0.59 and 0.47 respectively,P<0.05), thus it is an important factor that affects soil fungal distribution. The carbon metabolic fingerprint analysis indicated that the capability of soil fungi community to utilize 95 carbon sources and 6 carbon groups inCannageneralisrhizosphere soil was higher than those in other plant rhizosphere soils. Soil total nitrogen content significantly influenced the capacity of fungal communities to utilize the carbohydrate group(r=0.38,P<0.05). 【Conclusions】 There was a significant difference in soil fertility and fungi community parameters among the 10 macrophyte rhizosphere soils, so soil fertility and fungi community parameters can be used as the bases for screening macrophytes for construction. However, the fungal species, community structure and diversity need to be further studied from molecular technologies perspective in the future.

macrophytes; rhizosphere soil; fungal biomass; carbon metabolic profiles

2014-04-19 接受日期： 2014-10-24 網(wǎng)絡(luò)出版日期: 2015-05-06

國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201310350014)；國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51279121和31170305)資助。

曾欣(1989—)，男，重慶人，大學(xué)本科生，主要從事污水控制研究。E-mail: 294344489@qq.com * 通信作者 E-mail: liuwenlidy@aliyun.com

S154.3； S158.3

A

1008-505X(2015)03-0815-08