林业科学

作者：张盛晰1,何炎红1,郝龙飞1,*,聂正英2,刘婷岩3,王云鹏4,滑永春1

单位：1. 内蒙古农业大学林学院　呼和浩特 0100192. 万家沟林场国家油松良种基地　呼和浩特 0100103. 内蒙古自治区林业科学研究院　呼和浩特 0100104. 敖汉旗林业和草原局　赤峰 024314

关键词：柠条,土壤灭菌,苗木接菌,氮添加,根际微生境,根系形态

基金：内蒙古农业大学青年教师科研能力提升专项（BR220136）；内蒙古自治区硕士研究生科研创新项目（S20231105Z）；内蒙古自治区高等学校科学研究项目（NJZY22527）；内蒙古自治区科技计划项目（2022YFDZ0030）；呼和浩特市重大科技专项（2022-社-重-4-2）。

目的: 探究氮沉降背景下土壤微生物对柠条根际微生境特征的影响，探明微生境变化对柠条根系形态构建的调控规律，为脆弱生态系统的生态修复提供理论依据。方法: 在土壤灭菌处理（灭菌土和非灭菌土）基础上，对1年生柠条盆栽苗木进行接菌和未接菌试验，并设置3个氮添加[不施氮（0N）、低氮（LN）和高氮（HN）]处理。生长季结束后，对比分析各处理的土壤微生物生物量、土壤养分转化相关酶和土壤养分等指标以及苗木细根形态变化，探究微生态环境变化与根系形态构建的关联性。结果: 1） 在不施氮和低氮处理中，非灭菌土处理的柠条根际土壤微生物生物量碳含量均显著高于灭菌土处理；在高氮处理中，灭菌土处理的柠条非菌根苗土壤微生物生物量碳含量最低。在不同氮添加处理中，灭菌土处理的柠条菌根苗根际土壤碳转化相关酶活性均高于非菌根苗（P<0.05），而非灭菌土处理和接菌处理交互作用下的柠条根际土壤可溶性碳含量高于单一处理（P<0.05）。2） 在不同氮添加处理中，非灭菌土处理下柠条非菌根苗根际土壤微生物生物量氮含量显著高于灭菌土处理（P<0.05）；非灭菌土处理和接菌处理交互作用下的柠条根际土壤氮转化相关酶活性显著高于单一处理（P<0.05）。在低氮和高氮处理下，土壤灭菌处理的非菌根苗根际有效氮含量显著高于其他处理（P<0.05）。3） 在高氮处理中，非灭菌土处理和接菌处理交互作用下的柠条根际土壤微生物生物量磷含量和碱性磷酸酶活性显著高于其他处理（P<0.05），且柠条根际土壤有效磷含量介于非灭菌土处理和接菌处理的单一作用之间。4） 在高氮处理中，灭菌土处理的柠条菌根苗各根系形态指标最大；而不施氮处理中，非灭菌土处理的柠条非菌根苗各根系形态指标最小。5） 冗余分析表明，影响苗木根系形态的关键因子中解释度最大的为微生物生物量碳含量，且为正调控作用。多元线性回归分析表明，对苗木根系形态影响最大的是碱性磷酸酶活性，且表现为负调控作用。结论: 在外源氮输入背景下，非灭菌土处理和苗木接菌处理协同作用有利于维持植物根际微生境的平衡，且高氮处理中根际微生境的限制因子转化为磷元素；接菌处理促进柠条根系生长，土壤灭菌限制根系生长。根系生长与土壤碳、磷元素循环关系密切，土壤微生物生物量正调控根系形态构建，磷转化相关酶表现为负调控根系形态构建。

来源：2024年第9期

《林业科学》期刊编辑部

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