中科院南京土壤研究所林先貴研究員課題組在叢枝菌根真菌的研究中發(fā)現(xiàn)，磷肥的施用有利于我國(guó)北方潮土地力的提升。
叢枝菌根真菌是陸地生態(tài)系統(tǒng)中關(guān)鍵的微生物。它們參與了碳、氮、磷等多種元素的生物地球化學(xué)循環(huán)過程，能與90%以上的陸地植物形成互惠共生體。通過“生物地下交易”法則，植物和叢枝菌根真菌進(jìn)行著物質(zhì)和能量的交換：植物將光合產(chǎn)物以碳源的形式輸送給叢枝菌根真菌；作為反饋，叢枝菌根真菌為植物吸收更多的養(yǎng)分和水分等，以促進(jìn)植物生長(zhǎng)。此外，植物根據(jù)環(huán)境的變化，會(huì)“選擇性”地放棄某些叢枝菌根真菌伙伴，將光合產(chǎn)物分配給其它微生物，以促進(jìn)土壤肥力的可持續(xù)性發(fā)展。因此，叢枝菌根真菌群落不但可以表征土壤質(zhì)量和健康，還可以敏銳地反映土壤生態(tài)系統(tǒng)的變化。
基于此理論，林先貴課題組利用中科院封丘農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分平衡長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，通過454高通量基因測(cè)序技術(shù)研究了長(zhǎng)期不同施肥措施對(duì)潮土中叢枝菌根真菌的影響。通過高通量測(cè)序，獲得了59611個(gè)叢枝菌根真菌（Glomeromycota）特異性片段序列，形成70個(gè)OTUs，主要分為三個(gè)科Glomeraceae，Gigasporaceae和Acaulosporaceae。與對(duì)照和施用NK的處理相比，長(zhǎng)期施用磷肥顯著減少了潮土中叢枝菌根真菌的豐富度和多樣性，其群落結(jié)構(gòu)也發(fā)生明顯的分異。結(jié)合環(huán)境因子的統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)一步顯示，在施用N肥的基礎(chǔ)上添加P肥有助于潮土肥力的提升。當(dāng)作物可直接從土壤中獲得足夠的養(yǎng)分時(shí)，其對(duì)叢枝菌根真菌的依賴性下降，進(jìn)而會(huì)“舍棄”部分叢枝菌根真菌，將更多的光合產(chǎn)物分配給其它土壤微生物，以促進(jìn)土壤養(yǎng)分的循環(huán)過程。
這一研究結(jié)果深度揭示了典型農(nóng)田土壤中叢枝菌根真菌群落對(duì)不同施肥的響應(yīng)，為合理施肥提供了理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。該研究成果發(fā)表在Environmental Science & Technology上
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