亚热带多年生巴伊亚草根际真菌群落对土壤磷水平的响应机制及其农业生态意义

【字体: 时间:2025年05月30日 来源:Applied Soil Ecology 4.8

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  本研究针对农业生态系统中磷(P)有效性如何塑造根际真菌群落这一关键科学问题,通过分析亚热带巴伊亚草(Paspalum notatum)根际真菌对土壤Mehlich-1 P(M-1 P)、总P及N/P比的响应规律。发现M-1 P是驱动真菌β多样性的首要因子,N/P比则显著影响α多样性,揭示了Dung Saprotrophs等功能类群随P有效性变化的生态功能转变,为优化施肥策略提供了微生物学依据。

  

在亚热带农业生态系统中,磷(P)作为限制性养分深刻影响着初级生产力,而根际真菌作为土壤"隐形工程师",通过调控P循环等关键过程维系着生态系统功能。然而,长期施肥导致的土壤P异质性如何影响真菌群落,特别是在多年生牧草系统中,仍存在认知空白。佛罗里达大学等机构的研究团队以亚热带优势牧草巴伊亚草(Paspalum notatum Flüggé)为模型,通过自然P梯度实验揭示了土壤P有效性对真菌群落的塑造机制,相关成果发表于《Applied Soil Ecology》。

研究采用高通量测序分析根际真菌群落,结合Mehlich-1 P化学提取法测定土壤有效P,通过多元统计分析环境因子与群落参数的关联。样本来自Buck Island Ranch的长期管理草地,按M-1 P水平分为缺乏组(10.32 mg/kg)和充足组(27.03 mg/kg)。

【Variations in rhizosphere fungal composition across soil P levels】
通过PERMANOVA分析发现,M-1 P对真菌β多样性解释度最高(19.7%),其次是总P(14.3%)和N/P比(12.1%)。随机森林模型显示N/P比是预测α多样性的最佳指标,其与Chao1指数呈正相关。功能多样性分析表明,N/P比、pH和植物P促进功能丰富度,而土壤水分呈负效应。

【Rhizosphere fungal community composition across soil P levels】
分类组成上,Chaetosphaeriaceae在P充足组丰度升高,可能参与有机质分解;Sordariaceae在P缺乏组占优,暗示其适应低P环境。功能群分析显示,Dung Saprotrophs随M-1 P增加而减少,可能与粪便分解生态位变化有关。

【Conclusion】
该研究首次系统阐释了亚热带草地中土壤P有效性通过N/P化学计量比调控真菌群落的双重机制:既驱动群落结构转变(β多样性),又影响功能多样性。特别是揭示了AMF与腐生真菌对P梯度的差异化响应,为"磷-真菌互作"理论提供了田间证据。这些发现可指导精准施肥,通过调控N/P比优化真菌群落功能,进而提升巴伊亚草生产系统的可持续性。研究建立的P有效性阈值(10-27 mg/kg M-1 P)为亚热带草地管理提供了微生物学参考标准。

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