臭氧与有机-无机联合施肥对小麦根际土壤硝化作用的影响：来自O3-FACE实验的见解

《Plant and Soil》：Effects of ozone and combined organic-inorganic fertilization on soil nitrification in wheat rhizosphere: insights from an O3?FACE experiment

　　

摘要

背景与目标

近地面臭氧（O₃）可通过改变植物生理间接影响土壤过程，而有机无机配施（COM）则被推荐用于改善土壤质量。然而，二者对根际氮（N）转化过程的交互效应尚不明确。

方法

本研究利用为期两年的自由空气臭氧浓度富集（O₃-FACE）试验，探讨了O₃浓度升高与COM单独及交互作用对小麦根际土壤潜在硝化速率（PNR）、氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB），以及土壤理化性质的影响。

结果

O₃浓度升高仅在第一年（环境O₃浓度较高时）显著促进了PNR，这与AOA *amoA*基因丰度增加、AOB多样性升高以及土壤pH和NH₄⁺的变化相关。COM在第二年各生长阶段均增强了PNR，但第一年未观察到此效应，其原因在于有机物的累积效应——主要通过改善溶解性有机碳和pH来实现，而AOA/AOB的丰度和多样性未发生显著变化。在PNR方面未观察到显著的O₃ × COM交互效应，这很可能是由于二者主导效应在时间上的分离所致，而非生物学上的独立性。然而，在第一年的灌浆期，COM放大了O₃对溶解性有机氮和NH₄⁺的诱导变化。

结论

这些结果表明，O₃浓度升高和COM通过不同的机制促进土壤硝化作用，并强调了在评估二者对土壤氮循环的联合效应时，需要考虑O₃的年际变异性以及有机改良措施的累积特性。本研究为施肥管理与O₃污染之间的交互作用提供了机制性见解，对空气质量变化背景下的可持续农业发展具有重要意义。