添加石灰通过改变土壤的生物地球化学性质、细菌群落结构以及甘蔗土壤中的生态功能，从而影响磷的转化过程

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Lime Addition Affects Phosphorus Transformation by Shifting Soil Biogeochemical properties, Bacteria Community Structure and Ecological Functions in Sugarcane Soil

本研究旨在探讨石灰添加对亚热带红壤中磷循环的影响。通过长期甘蔗种植试验，比较了三种施肥处理（NK、NPK、NPKS）下土壤理化性质、磷形态及微生物群落的变化。结果表明，石灰添加提高土壤pH、有机碳及甘蔗产量，但降低NPK处理中的有效磷；同时增强总菌和phoD宿主菌多样性，部分菌群（如Bradyrhizobium和Candidatus_Solibacter）丰度显著提升，并与磷转化相关；结构方程模型显示土壤pH、磷酸酶活性及phoD宿主菌丰富度显著影响磷形态转化。功能基因如硫氧化基因丰度增加，证实石灰通过改变土壤特性、菌群结构和微生物功能调控磷循环。

　　

摘要

本研究的目的是探讨石灰添加对亚热带地区红土中磷（P）循环的影响。在长期定位实验中，通过三种施肥处理（尿素+氯化钾（NK）；尿素+过磷酸钙+氯化钾（NPK）；NPK+秸秆（NPKS）），研究了石灰改良后土壤生物地球化学性质、磷组分、总细菌群落以及携带phoD基因的细菌群落的变化。实验对象为连续种植的甘蔗。石灰添加提高了三种处理下的pH值、土壤有机碳（SOC）和甘蔗产量，但在NPK处理中降低了有效磷（AP）含量。通过顺序分级法鉴定出的所有九种磷组分都受到了石灰添加的影响。此外，石灰添加增加了总细菌和携带phoD基因的细菌的丰富度（Chao1指数），并改变了它们的群落组成。在所有处理中，石灰添加均增加了慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）和假溶杆菌（Candidatus_Solibacter）在总细菌中的丰度，这两种细菌都能促进氮和磷的循环；在NK处理中，Variibacter、Frankia和Stella的丰度增加，在NPKS处理中，携带phoD基因的细菌中的Pseudomonas丰度增加，这些属与有效磷（AP）和特定有机磷（Po）组分显著相关。结构方程模型表明，磷的转化受到土壤pH值、碱性磷酸酶（ALP）活性以及携带phoD基因的细菌群落丰富度的显著影响。此外，石灰添加还增加了与氮和磷动态、厌氧光自养硫（S）氧化相关的功能基因的丰度。这些发现表明，石灰改良可以通过改变土壤性质、细菌群落结构和生态功能来影响土壤中磷的转化。本研究有助于理解石灰添加对亚热带地区红土中磷库变化的影响。

本研究的目的是探讨石灰添加对亚热带地区红土中磷（P）循环的影响。在长期定位实验中，通过三种施肥处理（尿素+氯化钾（NK）；尿素+过磷酸钙+氯化钾（NPK）；NPK+秸秆（NPKS）），研究了石灰改良后土壤生物地球化学性质、磷组分、总细菌群落以及携带phoD基因的细菌群落的变化。石灰添加提高了三种处理下的pH值、土壤有机碳（SOC）和甘蔗产量，但在NPK处理中降低了有效磷（AP）含量。通过顺序分级法鉴定出的所有九种磷组分都受到了石灰添加的影响。此外，石灰添加增加了总细菌和携带phoD基因的细菌的丰富度（Chao1指数），并改变了它们的群落组成。在所有处理中，石灰添加均增加了慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）和假溶杆菌（Candidatus_Solibacter）在总细菌中的丰度，这两种细菌都能促进氮和磷的循环；在NK处理中，Variibacter、Frankia和Stella的丰度增加，在NPKS处理中，携带phoD基因的细菌中的Pseudomonas丰度增加，这些属与有效磷（AP）和特定有机磷（Po）组分显著相关。结构方程模型表明，磷的转化受到土壤pH值、碱性磷酸酶（ALP）活性以及携带phoD基因的细菌群落丰富度的显著影响。此外，石灰添加还增加了与氮和磷动态、厌氧光自养硫（S）氧化相关的功能基因的丰度。这些发现表明，石灰改良可以通过改变土壤性质、细菌群落结构和生态功能来影响土壤中磷的转化。本研究有助于理解石灰添加对亚热带地区红土中磷库变化的影响。