菌根真菌调控灌木铁线莲根际土壤生态化学计量特征对氮沉降的应激响应

【目的】对比1年生灌木铁线莲菌根苗与非菌根苗根际土壤生态化学计量特征对氮沉降的响应规律,分析菌根生物技术对苗木根际土壤微生态环境的调控机制,为探究全球气候变化背景下生态系统稳定性提供理论参考。【方法】以1年生盆栽灌木铁线莲菌根苗(3种丛枝菌根真菌接种处理:根内根孢囊霉、摩西斗管囊霉单一接种和2种AMF菌剂等质量1∶1混合接种)和非菌根苗(未接菌处理)为研究对象,设置4个氮沉降处理,即不施氮(0N,0 g·m^(-2)a^(-1))、低氮(LN,3 g·m^(-2)a^(-1))、中氮(MN,6 g·m^(-2)a^(-1))和高氮(HN,9 g·m^(-2)a^(-1)),分析1年生灌木铁线莲根际土壤有效养分生态化学计量比、微生物生物量化学计量比、酶化学计量比和微生物养分限制(向量长度表示微生物碳相对限制程度;向量角表示微生物氮或磷相对限制程度)等指标,探究接菌和氮沉降处理对根际土壤微生物代谢的调控机制。【结果】各氮沉降处理中,3种接菌处理苗木根际土壤可溶性有机碳与有效氮的比值和可溶性有机碳与有效磷的比值均高于未接菌处理。3种接菌处理中,HN处理根际土壤有效氮与有效磷的比值最大,显著(P<0.05)高于LN处理;而未接菌处理根际土壤有效氮与有效磷的比值则在MN处理最大,显著(P<0.05)高于LN处理。0N处理下,未接菌处理微生物生物量氮与微生物生物量磷的比值显著(P<0.05)高于其他3种接菌处理,而MN和HN处理下,未接菌处理微生物生物量氮与微生物生物量磷的比值显著(P<0.05)低于其他3种接菌处理。LN处理下,接种摩西斗管囊霉处理微生物生物量碳与微生物生物量氮的比值分别较未接菌处理、接种根内根孢囊霉处理和混合接菌处理显著(P<0.05)增加208.5%、109.2%和209.4%。0N处理下,3种接菌处理中与碳和氮转化相关酶的化学计量比、与碳和磷转化相关酶的化学计量比、向量长度和向量角均显著(P<0.05)高于未接菌处理;而HN处理下,不同接菌处理的向量长度间无显著差异。接菌处理对微生物碳限制和磷限制的总效应系数大于氮沉降处理,且接菌处理导致微生物碳限制和磷限制增加。【结论】接种菌根真菌可有效调控根际土壤生态化学计量特征对低氮沉降的响应,其中摩西斗管囊霉的调控能力最强;接菌处理对根际土壤微生物碳限制和磷限制的调控作用大于氮沉降处理。