浙农林大在土壤真菌降解类群驱动氮素矿化方面取得新进展

点击上方“生态与地理速报”关注我们

土壤氮素有效性是森林生态系统生产力的主要限制因子，但土壤中大部分氮以有机氮的形式与土壤有机质结合存在，微生物对土壤有机质的分解在很大程度上决定了氮素矿化和植物生长的速率。真菌作为有机质分解和养分释放的重要驱动因子，能够分泌胞外酶分解难降解的有机质和凋落物，尤其是木质素和纤维素组分。毛竹入侵常绿阔叶林导致叶凋落物、细根周转等以木质纤维素为主的土壤有机质投入明显变化，但真菌降解类群在氮素矿化过程中扮演了何种角色尚不清楚。
本研究综合应用土壤氨化和硝化速率测定、真菌群落测序与功能类群预测以及相关功能基因定量分析等，发现毛竹入侵阔叶林后不仅土壤净氨化和净硝化速率增加，腐生真菌比例和木质素降解基因丰度等也同步增加，并且真菌木质素降解基因、细菌氨氧化酶基因能分别解释土壤净氨化、净硝化速率超过60%的变异。由此，在功能微生物类群驱动下，毛竹入侵后增加的土壤氮矿化速率提高了氮素有效性，进而产生的正反馈效应可能促进了毛竹入侵进程。

图1. 常绿阔叶林(EBF)、竹阔混交林(MBF)和毛竹林(PEF)的土壤净氨化(a)硝化(b)、矿化(c)速率以及参与氮转化的土壤细菌、真菌和功能基因的丰度(d)。所提供的数据是带有标准偏差的5个重复的平均数。不同字母代表不同林分在同一培养时间内或同一靶标基因间差异显著(P < 0.05)。

 图2. 基于FUNGuild的常绿阔叶林(EBF)、竹阔混交林(MBF)和毛竹林地土壤真菌营养模式(a)和真菌功能(b)的变化。不同字母表示同一营养模式下不同林分存在显著差异(P < 0.05)。

图3. 常绿阔叶林(EBF)、竹阔混交林(MBF)和毛竹(PEF)土壤真菌群落组成(a)和功能群(b)与土壤理化性质的冗余分析(RDA)。amo，氨化；nit，硝化作用。图4. (a)三种森林类型土壤lcc基因丰度与净氨化速率的关系;(b) AOB基因丰度与净硝化速率的关系。 
本研究证实了真菌木质素降解类群在土壤矿质氮生产过程中扮演了重要角色，有助于深入理解亚热带毛竹入侵常绿阔叶林土壤中微生物功能类群驱动增加矿质氮供应的机制。相关研究成果由浙江农林大学环境与资源学院/省部共建亚热带森林培育国家重点实验室土壤生态与全球变化研究团队和加拿大阿尔伯塔大学的研究人员合作完成，于2021年6月发表在国际知名刊物《Science of the TotalEnvironment》，博士生陈志豪为第一作者，李永春教授为通讯作者，该研究得到了国家自然科学基金委（31670618，41877088）和浙江省自然科学基金委（LY15C160006）项目的资助和支持。

原文链接 ↓

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144779 

本推文为我们的征稿送书活动的作品1，活动详情请查看下方链接 ↓

生态与地理速报 Eco & Geo Daily 扫二维码添加小编 获取原文PDF| 投稿 |招聘等

分享、点赞、在看 ↓