SCI TOTAL ENVIRON | 茎泽兰入侵与土壤微生物介导的生物地球化学循环差异有关
推荐：董小橙
编译：郭修诚
编辑：董小橙
中国农业科学院万方浩于4月22日在Science of The Total Environment 杂志上发表了题为Ageratina adenophorainvasions are associated with microbially mediated differences in biogeochemical cycles的文章。该文章探究了外来植物入侵土壤与邻近的非入侵土壤中微生物及其功能过程的差异。
文章摘要
背景：入侵植物物种可能会改变土壤养分的有效性，以促进其生长和竞争力。然而，植物相关微生物在调节这些土壤生物地球化学循环中的作用和作用机制仍然不清楚。基于此，我们研究了中国一个地区的紫茎泽兰入侵土壤及邻近的非入侵土壤中微生物及其功能过程的差异。
结果：结果表明，在以紫茎泽兰的根际土壤和非根际土壤的土壤氮素含量均高于非入侵植物为主的土壤。同样，土壤微生物介导的功能过程，如固氮速率、硝化速率和氨化速率在入侵紫茎泽兰根际土壤和非根际土壤均显著高于未入侵土壤。利用功能基因微阵列，我们发现紫茎泽兰土壤中氮循环过程所需的土壤微生物基因相对丰度较高，例如，固氮所需的nifH，与氨含量显著相关（非根际土壤r=0.35，根际土壤r=0.37，P<0.05），也与固氮速率显著相关（r=0.44，p<0.05）。我们还发现了，在紫茎泽兰土壤中不稳定碳分解基因的相对丰度较高，这意味着潜在的较高的碳可利用性。
结论：这些结果表明，入侵植物紫茎泽兰周围的土壤是一个自我强化的环境。入侵植物的凋落物和根际环境可能影响土壤微生物群落，从而促进了土壤自给过程。此外，被紫茎泽兰入侵的区域可能已经具有促进这些有益微生物群落的特性，使得外来物种更容易入侵。这两种情况都为减少植物入侵提供了重要的见解，并提供了对外来植物入侵机制的生态系统层面的理解。
关键词：生物入侵；外来植物；土壤养分；土壤微生物群落；
文中主要图片说明
表1 | 紫茎泽兰的形态特征和土壤地球化学特征
表2 | 16S rRNA基因序列检测的微生物多样性和GeoChip检测的功能基因多样性
表3 | 土壤氮循环基因与氮含量的相关性
表4 | 植物或土壤地球化学特性与土壤微生物群落的相关性
图1 | 土壤氮循环相关的生物地球化学过程。a潜在的固氮率，b硝化潜力，c氨化潜力，d反硝化潜力。
图2 | 紫茎泽兰土壤与非入侵植物土壤氮循环基因丰度的相对变化。
图3 | 参与碳降解过程的关键基因的归一化平均信号强度差分值（dv）。
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