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本文由殷繼忠編譯，董小橙、江舜堯編輯。 原創(chuàng)微文，歡迎轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)載。 大氣中氮（N）沉積增加了森林土壤中碳（C）的儲量。大多數(shù)研究認(rèn)為，土壤中C的變化主要受真菌群落影響。然而，最近的研究發(fā)現(xiàn)，植物和土壤中微生物存在著動態(tài)聯(lián)系，因此植物將C傳遞到根際微生物以增加酶的產(chǎn)量和增強N的調(diào)整。在高N條件下，樹木可能會降低地下C的分配，導(dǎo)致植物-微生物相互作用降解土壤有機質(zhì)。本篇論文研究目的是為了確定植物，真菌和細(xì)菌對氮肥施用的反應(yīng)及對胞外酶活性的影響。  原名：Interactions among plants, bacteria, and fungi reduce extracellular enzyme activities under long-term N fertilization 譯名：長期施肥條件下植物，細(xì)菌和真菌之間相互作用降低胞外酶活性 期刊：Global Change Biology IF：8.502 發(fā)表時間：2018年 通信作者：Joseph E. Carrara 通信作者單位：西弗吉尼亞大學(xué)  選取長期施加氮肥土壤，測定根際、大塊土壤和土壤有機層真菌及細(xì)菌群落組成，進一步確定根-微生物的相互關(guān)系和胞外酶活性。作者將土壤酶活性、真菌和細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成和地下C分配聯(lián)系起來，并通過這些參數(shù)建立簡單的微生物酶分解模型，分析氮肥對土壤碳儲量的長期影響。 雖然真菌已被證明是施用氮肥增加有機質(zhì)（SOM）的重要影響因素，但僅關(guān)注真菌可能會掩蓋生態(tài)系統(tǒng)其他組分與酶活性間的相互作用。 1. 細(xì)根指標(biāo) 施加氮肥的細(xì)根生物量和礦質(zhì)土壤層的菌根共生程度均顯著降低（表1）。施加氮肥的礦質(zhì)土壤的細(xì)根生物量比對照樣本要降低24.7％。這種細(xì)根生物量的減少伴隨著細(xì)根表面積，體積和根叉數(shù)量的減少。此外，施肥減少了55.9％的根部AM定殖。作者使用細(xì)根生物量和AM定殖作為植物C吸收的標(biāo)志。試驗結(jié)果表明，土壤取樣時實驗組細(xì)根生物量始終低于對照。OH（organic horizon，OH）樣本中根生物量顯著低于礦質(zhì)土壤樣本（表1）。 表1 不同土壤條件下細(xì)根和菌根指標(biāo) 2. 胞外酶活性 在所有三種土壤中，N升高條件下幾乎所有樣本的水解酶活性都較低。在OH土壤部分中，N肥料流域的β-葡萄糖苷酶（BG）活性顯著降低（圖1a）。施用氮肥可顯著降低礦質(zhì)土壤根際的酸性磷酸酶（AP）活性（圖1b）。同樣，顯著降低了礦物質(zhì)土壤的根和土壤部分N-乙酰葡糖胺（NAG）（圖1c）。礦質(zhì)土壤根際BG活性沒有顯著差異，OH部分的AP和NAG并未因處理不同而產(chǎn)生差異。施肥樣本的苯酚氧化酶活性顯著低于其他樣本（圖1d）。過氧化物酶活性在塊狀土壤，根際和OH土壤部分中均出現(xiàn)降低（圖1e）。在施加氮肥條件下，蛋白水解酶活性一直較低（圖1f）。 圖1 N肥降低水解酶和氧化酶活性 3. 微生物群落組成 所有土壤樣本的細(xì)菌群落組成均有不同，使得OH、根際和塊狀土壤在施肥地域中表現(xiàn)出特有的群落結(jié)構(gòu)（圖2a，c，e）。OH樣本和土壤中的真菌群落結(jié)構(gòu)存在顯著差異（圖2b，d）。通過NMDS分析所有土樣細(xì)菌和酶活性呈正相關(guān)，但真菌和酶并沒有顯著相關(guān)性。在土樣中，AM定殖情況與NMDS軸之間沒有顯著的線性關(guān)系（圖3d）。 圖2 N肥對不同土樣中細(xì)菌和真菌的影響 圖3 菌群與酶活性相關(guān)性分析（a，b）AM定殖率情況（c，d） 4. 氮的礦化和硝化作用 在氮循環(huán)中發(fā)現(xiàn)，施氮處理的礦化和凈硝化作用高于對照組40％和51％，存在顯著差異。不論是塊狀土壤還是根際土壤，氮的轉(zhuǎn)化率均無顯著差異（圖4a，b）。 圖4 N肥對各土樣硝化作用和礦化作用的影響 5. 模擬植物-微生物聯(lián)系對土壤分解的潛在影響 當(dāng)模型運行到穩(wěn)定狀態(tài)時，作者發(fā)現(xiàn)在施氮土樣的根系生物量減少了約16％，土壤C增加3%（表2）。盡管每克根系的滲出速率相同，但由于根系生物量較低，實驗組總體滲出速率低于對照組（表2）。當(dāng)施肥地域每克根減少25％的滲出率時，微生物酶活性進一步降低28％的降幅，土壤C增加20％。 表2 實驗組與對照組的滲出率、土壤C和酶庫情況 |
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