长期放牧通过无机磷溶解调控半干旱草原土壤磷组分变化的机制研究

内蒙古半干旱草原面临土壤磷循环调控难题，研究人员通过设置梯度放牧强度(0.0-9.0 sheep ha?1)，揭示了微生物驱动的无机磷(Pi)溶解(pqqC基因)在调控土壤磷组分中的关键作用。研究发现放牧强度增加会提升土壤pH、降低溶解氮(DN)，通过改变PLFAs和pqqC基因丰度影响磷转化，为草原可持续管理提供科学依据。

　　

在草原生态系统中，磷(P)作为关键限制性营养元素，其生物有效性受到微生物活动的深刻影响。这项针对内蒙古半干旱草原的研究揭示了有趣的现象：随着放牧强度从0.0增加到9.0 sheep ha^?1，土壤pH值呈现上升趋势，而溶解氮(DN)含量则持续下降。通过磷脂脂肪酸(PLFA)分析发现，放牧压力导致土壤微生物总量显著减少，进而引起活性有机磷(Po)的线性降低。

研究团队观察到两个关键功能基因的差异化响应：编码无机磷溶解关键酶(pqqC)的基因丰度随放牧强度梯度增加而逐步上升，而负责有机磷矿化(phoD)的基因丰度保持稳定。这一发现暗示，在微生物生长受限条件下，无机磷溶解过程而非有机磷矿化过程主导着土壤磷转化。

深入分析显示，增强的无机磷溶解作用会降低土壤中中度活性Pi含量，继而影响中度稳定性Pi和活性Pi的平衡。土壤pH值升高和DN含量下降通过调控总PLFAs和pqqC基因丰度，共同参与了这个精密的磷组分转化网络。这些发现为理解半干旱草原磷循环的微生物驱动机制提供了新视角，对制定科学的放牧管理策略具有重要指导价值。