丛枝菌根能够抑制农业土壤中微生物的数量，尤其是氨氧化细菌的数量

《Frontiers in Microbiology》：Arbuscular mycorrhiza suppresses microbial abundance, and particularly that of ammonia oxidizing bacteria, in agricultural soils

研究50种不同土壤中丛枝菌根真菌Rhizophagus irregularis对氨氧化细菌（AOB）、氨氧化古菌（AOA）和亚硝化单胞菌（Nitrospira）的影响，发现AM真菌显著抑制AOB和Nitrospira数量，但对AOA无显著影响。此外，AM真菌存在使土壤铵浓度升高、硝酸盐浓度降低，表明其与AO微生物的相互作用可能涉及氮循环其他途径及营养利用差异，而非单纯铵竞争。

　　这项研究探讨了丛枝菌根真菌（AM fungi）与氨氧化微生物（AO microorganisms）之间的相互作用，以及它们在土壤氮循环中的潜在影响。AM真菌是一类与大多数陆地植物形成共生关系的微生物，它们通过帮助植物吸收和转移土壤中的矿质营养，对植物营养起着关键作用。这些真菌主要影响磷（P）和氮（N）的获取，同时也对其他微量元素如锌和铜的吸收起到重要作用。然而，与腐生微生物不同，AM真菌缺乏直接利用有机营养的基因能力，因此依赖其他微生物群落，如细菌、真菌和原生动物，来分解有机质并释放营养物质进入土壤溶液。此外，AM真菌的菌丝体能够作为微生物移动的通道，将细菌引导至营养丰富的区域，从而促进土壤中氮的转化。

氨氧化微生物是土壤氮循环中的重要组成部分，包括氨氧化细菌（AOB）和氨氧化古菌（AOA），以及最近发现的完全氨氧化菌（comammox Nitrospira）。这些微生物通过将土壤中的氨转化为硝酸盐，参与硝化作用。然而，AM真菌和AO微生物之间可能存在复杂的相互作用，这种相互作用可能不仅限于对氨离子的直接竞争。在本研究中，研究人员对来自50个不同农田和草地的土壤样本进行了实验，以探讨AM真菌对这些微生物群落的影响。

研究结果表明，AM真菌的活性显著抑制了AOB和comammox Nitrospira的丰度，而对AOA的丰度几乎没有影响。这种抑制效应与土壤pH值密切相关，表明AM真菌对微生物群落的影响具有环境依赖性。此外，AM真菌的存在还导致了土壤中氨浓度的增加，这一现象与预期的微生物竞争不同，引发了对可能机制的深入探讨。尽管AM真菌可能通过竞争土壤中的氨离子来抑制AO微生物，但实验结果却显示AM真菌反而增加了土壤中的氨浓度，这表明可能存在其他途径或因素，如生物性硝化抑制剂，这些物质可能由AM真菌或其宿主植物产生，并通过菌丝体传输至根系以外的土壤中，从而抑制了AOB和comammox Nitrospira的生长。

在研究中，实验设计采用了分隔的花盆系统，以减少根系对实验结果的干扰。通过使用不同土壤样本填充的网袋，研究人员能够观察到AM真菌对土壤微生物群落的影响。研究还发现，不同土壤的物理和化学性质显著影响了AM真菌对微生物的抑制效果，例如土壤pH值、有机质含量、氮和磷的可用性等。这些结果表明，AM真菌与AO微生物之间的相互作用不仅取决于营养可用性，还受到土壤环境的深刻影响。

进一步的分析显示，AM真菌对微生物群落结构的影响远大于其对丰度的影响。这种影响在AOB中尤为明显，而AOA则相对稳定。研究还指出，AM真菌可能通过促进有机氮的分解，增加土壤中的氨浓度，从而影响氮循环的其他方面。此外，AM真菌的存在可能改变了土壤中硝酸盐和氨的浓度比例，进而影响微生物的活性和丰度。

研究结果对理解土壤氮循环的复杂性具有重要意义。AM真菌与AO微生物之间的相互作用不仅涉及对氨离子的竞争，还可能涉及其他氮循环过程，如硝化作用和反硝化作用。此外，AM真菌可能通过释放特定的生物性抑制剂来影响AO微生物的活性，这种机制尚需进一步研究。由于土壤的多样性以及其对微生物群落的深远影响，未来的研究应关注不同土壤环境下的AM真菌与AO微生物的互动机制，并探索这些相互作用随时间的变化。通过更全面地了解这些相互作用，可以为土壤管理、农业可持续发展以及生态系统健康提供重要的科学依据。