通讯作者：王光华研究员wanggh@iga.ac.cn
第一单位：中国科学院东北地理与农业生态研究所/黑土地保护与利用国家重点实验室
文章亮点
粪肥降低了phnC基因的丰度有效磷，抑制了微生物对磷的吸收和转运
粪便还田促进了土壤微生物无机磷和有机磷的迁移
含有phnC基因的Bin44是调节微生物磷吸收和转运的潜在指标
文章摘要
01
研究背景
微生物在土壤磷循环和磷生物有效性（bioavailability）的调节中发挥着重要作用，然而，关于微生物磷循环响应养分输入的遗传信息在很大程度上尚不清楚。
02
研究方案
作者在中国东北黑土区进行的三个长期田间定位试验中，采用宏基因组测序和基因组分箱（genome binning）技术研究了无机和有机施肥条件下的微生物功能特性。
03
研究结果
结果表明，粪肥施用强烈影响微生物磷循环相关功能基因模式，与土壤总磷和有效磷含量呈显著正相关。粪肥添加直接增加了土壤中的有效磷浓度，并通过改变参与土壤磷循环的微生物功能基因间接起作用。具体而言，粪肥施用在三个实验地点持续降低了phnC基因的丰度，并增加了phnP、opd和phoN的基因丰度，这表明土壤微生物对磷的吸收和运输具有潜在的抑制作用，并促进了土壤微生物有机磷矿化。
粪肥施用通过在三个实验地点中的两个富集ppa、gcd和pqqC基因促进了微生物无机磷的增溶（solubilization），而化肥施用略微刺激了参与微生物磷吸收和运输以及磷饥饿（starvation）响应调节的功能基因丰度。土壤有效磷含量与phnC基因丰度呈负相关，但与opd和phoN基因丰度呈正相关。此外有效磷，在所有土壤样本中重建了23个元基因组组装基因组（MAG），所有这些样本都包含phnC基因，拷贝数从1到19不等。然而，只有bin44与土壤有效磷呈负相关（r = −0.361，P = 0.030），可以被认为是调节微生物磷吸收和运输的潜在指标。
总之，粪肥施用积极加速了微生物磷转化，这有利于在可持续集约农业中建立有效的磷管理策略。
原文链接：
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