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Arbuscular Mycorrhizal Fungi Mediate Grazing Effects on Seasonal Soil Nitrogen Fluxes in a Steppe Ecosystem
Ecosystems ( IF 3.4 ) Pub Date : 2020-11-02 , DOI: 10.1007/s10021-020-00575-8
Bo Tang , Jing Man , Ruoyu Jia , Yang Wang , Yongfei Bai

Grazing and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) influence soil nitrogen (N) cycling in grassland ecosystems. However, it remains unclear whether AMF mediate grazing effects on soil N cycling. We investigated the influence of benomyl (a broad-range fungicide) application to suppress AMF on soil N fluxes under different levels of grazing intensity in a steppe ecosystem on the Mongolia plateau. In situ soil core incubation method was used during both growing and non-growing seasons. Benomyl application to suppress AMF remarkably stimulated the net nitrification rate across all grazing intensities during the growing season. Benomyl application exerted a negative effect on soil N fluxes and/or N pools under no to moderate levels of grazing and a positive effect under heavy grazing during the growing season. The responses of amino acid and inorganic N stocks to grazing differed substantially between growing and non-growing seasons. The accumulation of amino acid in grazed plots (especially heavily grazed plots) during the non-growing season enhances the substrate availability for microbes in the early growing season of the following year. Our study provides field evidence that N losses are controlled to some extent by AMF and suggests a mechanism that grazing may affect soil N cycling through changing the AMF-plant symbiosis and therefore the interactions between AMF and other microbes. The findings improve our understanding of the effects of grazing and AMF on seasonal dynamics of different N forms and N pools in semiarid grassland.



中文翻译:

丛枝菌根真菌介导草原生态系统中季节性土壤氮通量的放牧效应

放牧和丛枝菌根真菌(AMF)影响草地生态系统中土壤氮(N)的循环。但是,尚不清楚AMF是否介导土壤氮循环的放牧作用。我们调查了在蒙古高原草原生态系统中,不同放牧强度下苯菌灵(一种广谱杀菌剂)的应用对抑制AMF对土壤氮通量的影响。生长季节和非生长季节都使用原位土壤核心培养方法。在生长期,应用苯菌灵抑制AMF显着提高了所有放牧强度下的净硝化率。苯菌灵的施用在不中度放牧的情况下对土壤氮通量和/或氮库产生负面影响,而在生长季节在重度放牧的情况下对土壤氮通量和/或氮库产生积极影响。在生长季节和非生长季节,氨基酸和无机氮库对放牧的反应差异很大。在非生长期的放牧地块(尤其是重度放牧的地块)中氨基酸的积累会增加第二年早期生长期微生物的底物利用率。我们的研究提供了田间证据,表明AMF在一定程度上控制了N的流失,并提出了一种放牧机制可能会通过改变AMF与植物的共生关系以及AMF与其他微生物之间的相互作用来影响土壤N的循环。这些发现提高了我们对放牧和AMF对半干旱草原不同N形态和N库的季节动态影响的理解。在非生长期的放牧地块(尤其是重度放牧的地块)中氨基酸的积累会增加第二年早期生长期微生物的底物利用率。我们的研究提供了田间证据,表明AMF在一定程度上控制了N的流失,并提出了一种放牧机制可能会通过改变AMF与植物的共生关系以及AMF与其他微生物之间的相互作用来影响土壤N的循环。这些发现提高了我们对放牧和AMF对半干旱草原不同N形态和N库的季节动态影响的理解。在非生长期的放牧地块(尤其是重度放牧的地块)中氨基酸的积累会增加第二年早期生长期微生物的底物利用率。我们的研究提供了田间证据,表明AMF在一定程度上控制了N的流失,并提出了一种放牧机制可能会通过改变AMF与植物的共生关系以及AMF与其他微生物之间的相互作用来影响土壤N的循环。这些发现提高了我们对放牧和AMF对半干旱草原不同N形态和N库的季节动态影响的理解。我们的研究提供了田间证据,表明AMF在一定程度上控制了N的流失,并提出了一种放牧机制可能会通过改变AMF与植物的共生关系以及AMF与其他微生物之间的相互作用来影响土壤N的循环。这些发现提高了我们对放牧和AMF对半干旱草原不同N形态和N库的季节动态影响的理解。我们的研究提供了田间证据,表明AMF在一定程度上控制了N的流失,并提出了一种放牧机制可能会通过改变AMF与植物的共生关系以及AMF与其他微生物之间的相互作用来影响土壤N的循环。这些发现提高了我们对放牧和AMF对半干旱草原不同N形态和N库的季节动态影响的理解。

更新日期:2020-11-03
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