丛枝菌根真菌通过调控根际硝酸盐氨化作用增强土壤氮素保留机制研究

本研究针对土壤氮素流失问题，由科研团队通过同位素示踪与宏基因组学技术，发现丛枝菌根真菌（AMF）能显著促进根际土壤硝酸盐（15NO3?）向铵盐（NH4+）转化，其效率达非根际土的5.01倍。该机制涉及AMF分泌物促进含nirBD基因的类芽孢杆菌（Paenibacillus sp.）生物膜形成与缺氧微环境构建，为农业氮高效利用与生态可持续性提供新策略。

　　

丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AMF）被发现可显著增强根际土壤中硝酸盐的氨化作用。通过使用¹⁵N标记的硝酸盐（¹⁵NO₃^?）示踪技术，研究显示AMF菌丝使根际土壤中铵离子（NH₄⁺）浓度提升至非根际区域的1.42倍，而¹⁵NH₄⁺的生成量更是达到5.01倍。宏基因组分析揭示编码亚硝酸还原酶的nirB基因在根际与非根际土壤中广泛存在。进一步实验表明，AMF菌丝分泌物不仅能促进从根际分离的含nirBD基因簇的类芽孢杆菌（Paenibacillus sp.）DP01菌株的氨化效率，还加速其生物膜形成过程。同时，菌丝表面微环境被检测到存在明显的氧耗竭现象。该研究首次揭示了AMF通过跨界调控微生物代谢网络强化土壤氮保留的新机制，对优化农业氮管理策略具有重要科学价值。