Journal of Plant Ecology ›› 2025, Vol. 18 ›› Issue (6): 1-47.DOI: 10.1093/jpe/rtaf157
• •
Yu Zhu1,2, Shuting Chen1, Xin Zhou1, Jie Li1, Zhenxi Liu1, Lijun Liu2, Tongbin Zhu2, Jiangming Ma1, Kundong Bai1, Dejun Li3,* and Min Duan1,*
1Key Laboratory of Ecology of Rare and Endangered Species and Environmental Protection (Ministry of Education) & Guangxi Key Laboratory of Landscape Resources Conservation and Sustainable Utilization in Lijiang River Basin, Guangxi Normal University, Guilin 541006, China, 2Key Laboratory of Karst Dynamics, MLR & Guangxi, Institute of Karst Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Guilin 541004, China, 3Key Laboratory of Agro-Ecological Processes in Subtropical Region, Institute of Subtropical Agriculture, Chinese Academy of Sciences, Changsha 410125, China
*Corresponding authors. Email: dejunli@isa.ac.cn(D.L.); duanmin0517@163.com(M.D.)
摘要: 豆科植物因其改善土壤氮素状况的能力而备受关注,但其通过根际微生物过程调控土壤磷循环的作用机制在磷匮乏的岩溶生态系统中尚缺乏深入研究。本研究以中国西南亚热带岩溶生态系统为对象,探究豆科植物如何通过根际微生物特性影响土壤磷转化。我们选取了4种本地优势豆科植物和4种非豆科植物(包括灌木和小乔木),系统测定根际土壤磷库和磷分级特征以及微生物生物量、磷酸酶活性、磷循环微生物群落和关键功能基因(pqqC、phoC、phoD和phnK)丰度,比较其对土壤磷循环的影响及其作用机制。结果表明,豆科植物根际土壤的全磷和有效磷含量显著高于非豆科植物。豆科植物显著提高了易利用磷和难利用磷库,这主要分别源于树脂提取态磷(resin-P)和碳酸氢钠提取态无机磷(NaHCO3-Pi)以及残留态磷(residual-P)的增加。磷有效性的提高与pqqC、phoC、phoD和phnK基因丰度增加密切相关,这些基因通过调节土壤pH并增强酸性和碱性磷酸酶活性间接促进了无机磷溶解和氢氧化钠提取态有机磷(NaOH-Po)的矿化。相比之下,非豆科植物根际土壤的微生物与磷转化耦合关系较弱。同时,豆科和非豆科植物携带phoC或phoD基因的细菌多样性与土壤磷分级特征均无显著关系。综上,本研究揭示了豆科植物通过根际微生物机制调控土壤磷的短期可利用性与长期稳定性,在养分匮乏的岩溶钙质土壤植被恢复中具有重要生态意义。