减磷配施有机肥对丛枝菌根真菌群落的复杂度和稳定性的短期效应

【目的】探究减磷配施有机肥条件下土壤中丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）真菌群落特性、网络复杂性及群落的稳定性之间的关系,揭示有机肥替代背景下,土壤理化性质与AM真菌的群落结构对网络特征和群落稳定性的短期效应。【方法】在2012年开始的无机磷肥长期定位试验的基础上,于2018年实施减磷配施有机肥裂区试验,共设6个处理：施无机磷0、75、150 kg/hm²;无机磷肥施用量减少30%,即0、52.5、105 kg/hm²,并配施有机肥（猪粪）3 187 kg/hm²,每个处理重复3次。通过高通量测序和生物信息学分析,探究减磷配施有机肥对土壤中AM真菌群落的网络特征及稳定性的短期效应。【结果】相比于无机磷施用,减磷配施有机肥整体上降低了AM真菌群落的α多样性,各处理中的AM真菌优势类群均为球囊霉属（Glomus）和类球囊霉属（Paraglomus）。网络的平均度、平均加权度在无机磷肥及减磷配施有机肥处理中均在适量施磷下达到最大值,且无机磷肥处理大于减磷配施有机肥处理;网络负相关连接线数在无机磷肥处理中随施磷量增加而增加,而在减磷配施有机肥处理中随施磷量增加而减少。减磷配施有机肥通过抑制AM真菌群落间正相互作用来提高负正凝聚力比值,从而促进群落稳定性。相比于AM真菌的指示物种（indicator species）和关键类群（keystone taxa）,优势类群（dominant taxa）与AM真菌群落的稳定性密切相关。【结论】在酸性紫色土中,短期减磷配施有机肥通过改变土壤pH、速效磷和有机质,调控AM真菌群落的α多样性和优势类群,进而影响AM真菌群落的网络复杂度和群落稳定性。     

长期施磷对石灰性土壤中编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的影响

[目的]通过研究集约化玉米体系中长期不同供磷水平对土壤中编码碱性磷酸酶基因的细菌群落多样性、结构、组成和网络特征的影响及其与土壤有机磷形态之间的关系,为探究有机磷循环功能在微生物的群落特征及提高土壤中有机磷矿化和利用提供科学依据.[方法]本研究依托华北平原小麦玉米轮作体系石灰性土壤长期施磷的定位试验(始于2008年),...     

供磷水平和根际效应协同影响含碱性磷酸酶基因细菌群落的网络复杂性和稳定性北大核心

【目的】通过研究长期不同供磷水平下根际、土体土壤中编码碱性磷酸酶基因(alkaline phosphatase gene,phoD)细菌群落特征、网络复杂性、群落的稳定性及其与磷酸酶活性之间的关系,揭示供磷水平和根际效应在调控土壤有机磷矿化中的微生物学机制。【方法】选取华北平原长期施磷的小麦-玉米轮作体系石灰性土壤为基质土壤,开展根箱试验。选取的试验处理包括3个供磷水平,分别是0、50.0、200.0 kg P/hm^(2)(分别表示为P0、P50、P200)。玉米种子播种30 d后,采集玉米的根际土和土体土。采用高通量测序技术分析根际和土体土壤中编码碱性磷酸酶基因(phoD)细菌群落,探究施肥及根际效应对含phoD基因细菌的群落特征、网络特征的影响及其与磷酸酶活性的关系。【结果】随着施磷量的增加,速效磷(available P,AP)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性在根际、土体土壤中均显著提高,且两者呈显著正相关。phoD基因丰度在P0、P200处理的根际土壤中显著高于土体土壤。含phoD基因细菌群落的α多样性在P50处理下的根际土壤显著高于土体土壤。冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,土壤中AP、有机磷(organic P,Po)和全磷(total P,Pt)是影响微生物群落的主要因素。与不施磷处理(P0)相比,施磷处理(P50、P200)下根际土壤中网络节点数和连接数降低,而土体土壤中网络节点数和连接数增加;同时,施磷处理含phoD基因细菌群落的鲁棒性(robustness)在根际土壤中显著提高,而在土体土壤中显著降低。Mantel检验表明,含phoD基因微生物群落中的优势物种在根际土壤与AP、酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)、内聚力(cohesion)和网络的鲁棒性显著相关,在土体土壤中无显著性。【结论】供磷水平及根际效应协同影响phoD基因丰度、含phoD基因细菌群落的α多样性、群落结构、优势物种、网络的复杂性及群落的稳定性,进而影响磷酸酶活性,调控了土壤中有机磷的矿化。