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Dan Zhao1,2, Qitao Li3, Wentao Luo4, Li Chen2, Yunrui Yang2, Aoxue Sun2, Zhihui Wang2, Jinghong Wang1, Jixiang Lin1*, Hongyi Wang2*
摘要: 土壤微生物养分限制是调控微生物碳利用效率(CUE)的关键因素,然而长期养分添加如何改变微生物养分限制及其对CUE的影响机制尚不明确。针对这一问题,本研究基于温带草原连续十年的氮(N)和磷(P)添加试验,探究了N、P添加引发的土壤环境变化对微生物养分限制的调控作用及其对CUE的影响。
结果表明,长期N、P添加显著改变了土壤养分有效性、微生物生物量以及胞外酶活性。施肥处理总体提高了碳(C)和氮(N)获取酶活性,而P获取酶活性(ACP)在P添加处理下最高。生态酶矢量分析进一步表明,各处理下微生物均持续受到C和N的共同限制。其中,N添加处理增加了矢量长度并减小了矢量角度,表明微生物C限制加剧,且相对N限制增强;而P添加处理增大了矢量角度,说明微生物N限制有所缓解。此外,施肥处理均提高了微生物CUE,且在NP共同添加处理下达到最高。
通过综合运用Mantel检验、随机森林模型和偏最小二乘路径模型(PLS-PM)进行分析,结果表明,酶活性及其化学计量比在调控微生物养分限制和CUE过程中发挥主导作用,同时,微生物N限制是影响CUE的核心直接驱动因子。本研究结果揭示了在长期N、P添加条件下,微生物养分需求与酶介导的养分获取策略在调控草地生态系统土壤碳动态中的重要作用。