长期氮沉降驱动旱地生态系统中磷分配及携带 phoD 基因的细菌群落动态

《Journal of Plant Ecology》：Long-term nitrogen deposition drives phosphorus allocation and phoD-harboring bacterial community dynamics in dryland ecosystems

　　

摘要

携带 phoD 的细菌在调节土壤有机磷 (Po) 矿化中起着关键作用。尽管先前的研究表明，在不同生态系统中，携带 phoD 的细菌介导了氮 (N) 沉降下的磷周转，但生物结皮如何调节 phoD 丰度并驱动沙漠生态系统中的磷循环尚不清楚。在此，我们利用古尔班通古特沙漠的一项 13 年野外实验，旨在厘清不同季节条件下长期 N 沉降对苔藓和地衣生物结皮中 phoD 介导的磷循环的影响。结果显示，与地衣结皮相比，苔藓结皮中活性无机磷 (Pi)、活性 Po 和有效磷的浓度显著更高。长期 N 沉降导致有效磷显著积累，这与通过土壤酸化释放钙结合磷密切相关，特别是在生长季。低 N 沉降通过提高碱性磷酸酶 (ALP) 活性增强了 Po 矿化，而高 N 沉降抑制了 phoD 基因丰度和 ALP 活性，从而削弱了 Po 矿化过程。此外，高 N 沉降显著降低了携带 phoD 细菌群落的α多样性并重塑了群落结构，增加了放线菌门 (Actinomycetota) 的相对丰度并减少了假单胞菌门 (Pseudomonadota) 的相对丰度。总之，长期 N 沉降通过土壤酸化过程、ALP 活性和微生物群落调节沙漠生物结皮中的磷生物有效性，这些效应受结皮类型和季节的调节。本研究为了解 N 如何影响沙漠生态系统中的磷循环提供了新见解，并强调了管理 N 输入以保持养分平衡和稳定性的重要性。

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N 沉降, 磷生物有效性, phoD携带细菌, 生物结皮, 旱地