【论文】丛枝菌根真菌（AMF）可降低土壤N₂O的排放

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本文字数：929字

阅读时间：3分钟

研究背景

丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）广泛分布在陆地生态系统中，其对氮循环作用逐渐为人们所关注。氧化亚氮（N₂O）作为氮循环过程的中间产物，同时又是一种重要的温室气体，对全球气候变化有不可忽视的影响。然而，关于AMF是否减少N₂O的排放及其机制尚缺乏足够的认识。

材料与方法

本研究采用贝叶斯整合分析方法（Bayesian meta-analysis），基于获取的50组数据（有/无AMF），分析了AMF对土壤N₂O排放的影响，同时对影响N₂O排放的相关土壤、微生物及植物指标进行了分析。

结果&讨论

研究结果表明，AMF显著降低了土壤N₂O的排放（效应量为-0.90）。同时，土壤微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）、植物生物量（PB）及植物生物量氮（PBN）在AMF的作用下，均表现为显著升高（图1）。贝叶斯Meta回归的结果表明PBN的effect size与N₂O排放的effect size呈现显著的负相关关系（图2），说明AMF引起的N₂O减排与AMF增强了宿主植物对土壤氮素的吸收有关。然而，在AMF作用下我们发现土壤氮素含量（土壤总氮：STN，土壤铵态氮：NH₄⁺-N，土壤硝态氮：NO₃^--N）仅有略微的降低。另外，AMF引起的土壤含水率降低与N₂O排放的变化有明显的负相关关系（图2）。

图1 AMF对土壤N₂O排放及其他相关因子的影响

图2 AMF处理下植物生物量氮和土壤水分的effect size与N₂O排放的effect size的关系

小结

AMF显著的降低了土壤N₂O的排放量，可能与AMF增强了宿主植物和微生物对土壤氮素吸收有关，从而降低了土壤中氮素含量。由于该领域的研究文献数量有限，我们未能深入的探讨AMF影响N₂O的机理。基于已有的一些研究结果，我们提出了一个概念框架图（图3），AMF可能通过以下途径：①影响植物功能性状，②改变土壤理化性质，③与土壤中氮循环有关微生物的相互作用，达到降低N₂O排放的效果。我们认为未来应更多的聚焦在田间水平的研究上，如一些利于AMF定植的农田管理措施，对于降低土壤N₂O的排放具有重要的作用。

图3 AMF减少土壤N2O排放的概念框架图

该研究于2021年5月8日以“Arbuscular mycorrhizal fungi reduce soil nitrous oxide emission”为题在线发表于Geoderma期刊上。北京大学地下生态学研究组博士后沈亚文为论文第一作者，朱彪研究员为论文通讯作者。本研究受到国家自然科学基金(31901191和31988102)的资助。

作者简介

沈亚文，北京大学城市与环境学院生态学博士后，博士毕业于中国农业大学。主要从事农田生态系统碳氮循环以及丛枝菌根真菌和气候变化对土壤温室气体排放的影响研究。目前以第一作者在Nutrient Cycling in Agroecosystems，Field Crops Research，Geoderma等期刊发表了一系列成果。

编辑 丨 干大勇

审核 丨 朱彪

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