胡家欣，彭思利，張棟，葛之葳，楊楠

南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心/南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210037

氮沉降增加會(huì)導(dǎo)致陸地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生一系列的變化，如土壤酸化、生物多樣性（Stevens et al.，2004；Bobbink et al.，2010）和微生物群落結(jié)構(gòu)改變（Mohan et al.，2014），進(jìn)而影響陸地生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程（Matulich et al.，2015）。它是人類面臨的全球性問(wèn)題之一，其引發(fā)的一系列環(huán)境問(wèn)題已成為當(dāng)前國(guó)際生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)（Janssens et al.，2010）。叢枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）能與大部分高等植物的根系形成共生關(guān)系（Brundrett，2009；宋培玲等，2013），進(jìn)行重要的物質(zhì)和能量交換。植物將光合產(chǎn)物以碳源形式傳輸給AMF，AMF通過(guò)其強(qiáng)大的菌絲網(wǎng)絡(luò)為植物吸收更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分，參與土壤碳、氮、磷等多種元素的生物地球化學(xué)循環(huán)（王浩等，2018）。當(dāng)土壤中氮素含量較低時(shí)，植物往往依賴菌根吸收氮素；而當(dāng)土壤氮素含量增加后，植物自身吸收氮素的成本降低，提供給AMF碳水化合物的成本高于自身吸收氮素消耗的成本，對(duì)菌根的依賴性就會(huì)減弱，根系侵染受到影響（Carbonnel et al.，2014）。當(dāng)土壤氮含量改變時(shí)，植物與AMF間的博弈關(guān)系發(fā)生改變，不同類群AMF可能會(huì)被選擇性地保留或抑制，最終AMF群落結(jié)構(gòu)組成改變，如巨孢囊霉屬AMF形成巨大的孢子，孢子萌發(fā)需要大量的碳水化合物，其發(fā)育易受到抑制；而球囊霉屬AMF產(chǎn)生的孢子較小，對(duì)光合產(chǎn)物的需求較少（藺吉祥等，2015），可能會(huì)被選擇性地保留下來(lái)。土壤氮素含量變化對(duì)AMF的影響還與土壤養(yǎng)分狀況、氮沉降濃度和宿主植物或生態(tài)系統(tǒng)類型等因素有關(guān)（Treseder，2004；Mohan et al.，2014）。

楊樹(shù)是典型的叢枝菌根植物（Neville et al.，2002），江蘇省是中國(guó)楊樹(shù)人工林分布的主要區(qū)域之一。本研究以江蘇省東臺(tái)試驗(yàn)林場(chǎng)楊樹(shù)人工林為研究對(duì)象，基于野外長(zhǎng)期模擬氮沉降樣地，利用傳統(tǒng)染色和高通量測(cè)序技術(shù)，分析不同氮沉降處理對(duì)楊樹(shù)-AMF共生關(guān)系、分泌物和AMF群落結(jié)構(gòu)組成差異及其與環(huán)境因子的關(guān)系，揭示氮沉降對(duì)楊樹(shù)人工林叢枝菌根真菌群落的影響，為氮沉降增加背景下楊樹(shù)人工林養(yǎng)分循環(huán)等生態(tài)過(guò)程研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)樣地位于江蘇省鹽城市東臺(tái)林場(chǎng)（120°07′—120°53′E，32°33′—32°57′N），楊樹(shù)人工林占地面積達(dá) 2000 hm2，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫14.6 ℃，相對(duì)濕度為88.3%，無(wú)霜期為220 d，平均日照時(shí)數(shù)為2169.6 h，年太陽(yáng)輻射總量為493.5 J·cm-2，年均降水量 1059.8 mm。地處長(zhǎng)江中下游沖積平原，土質(zhì)為砂質(zhì)壤土，弱堿性。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品采集

試驗(yàn)樣地設(shè)立于2012年5月，采用人工施氮模擬大氣氮沉降。選擇2007年（11 a）和2003年（15 a）營(yíng)造的楊樹(shù)（黑楊派無(wú)性系 I35，Populus deltoidesCL‘35’）人工林，設(shè)置3個(gè)重復(fù)樣地（樣地大小為20 m×90 m）。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)樣地設(shè)置5個(gè)氮水平樣方（樣方大小為10 m×20 m），每個(gè)樣方之間設(shè)置10 m的緩沖帶。參照該地區(qū)大氣氮沉降量 6.3—12.6 kg·hm-2·a-1（鄭丹楠等，2014），設(shè)置5個(gè)施氮水平，分別為0、5、10、15、30 g·m-2·a-1（以 N 計(jì)），即為對(duì)照（N0）、低氮（N1）、中氮（N2）、高氮（N3）和超高氮（N4）。2個(gè)齡級(jí)和5個(gè)施氮水平共計(jì)30個(gè)樣方。在樣地設(shè)立后，每年于楊樹(shù)的生長(zhǎng)季（5—10月）進(jìn)行5個(gè)水平的氮添加處理：將每個(gè)處理樣方所需的NH4NO3溶解在20 L水中（相當(dāng)于0.027 mm降水），人工均勻?yàn)⑷?，?duì)照處理噴灑等量的水。

2018年10月，在每個(gè)樣方中隨機(jī)選擇生長(zhǎng)一致的楊樹(shù)5棵，分別從東南西北4個(gè)方向采集根系（選取直徑＜2 mm細(xì)根）和土壤樣品（根際土壤為根系抖落后的土壤，在野外迅速過(guò)2 mm篩）。將5棵樹(shù)的根系和根際土壤分別混合均勻再取樣，放入自封袋中，保溫箱冷藏帶回實(shí)驗(yàn)室備用。3次重復(fù)，共獲得 2(齡級(jí))×5(氮水平)×3(重復(fù))=30 個(gè)樣品。

根系樣品置于0.25 mm的篩子上，自來(lái)水下沖洗干凈，剪成約1 cm的根段后混勻，取約1 g用于根系侵染率的測(cè)定。土壤樣品取約 50 g，放入-80 ℃冰箱，用于真菌群落結(jié)構(gòu)的測(cè)定；另取約150 g風(fēng)干，用于土壤基本理化性質(zhì)的測(cè)定。

1.3 土壤理化性質(zhì)和根系-AMF共生關(guān)系的測(cè)定

土壤含水率用鮮土烘干法測(cè)定；pH值采用玻璃電極法測(cè)定（1:5土水比）；土壤總碳（TC）、總氮（TN）使用元素分析儀（Elemental Analyzer，Perkin Elmer 2400 Ⅱ，USA）測(cè)定；土壤總磷（TP）和速效磷（AP）測(cè)定采用鉬銻抗比色法；硝態(tài)氮（NO3--N）和銨態(tài)氮（NH4+-N）采用紫外分光光度法和靛酚藍(lán)比色法測(cè)定（魯如坤，2000）。根系-AMF共生關(guān)系用根系侵染率和 AMF分泌物球囊霉素（Glomalin-related soil protein，GRSP）含量表示；根系侵染率采用網(wǎng)格交叉法測(cè)定（McGonigle et al.，1990）；總球囊霉素相關(guān)土壤蛋白（T-GRSP）和易提取球囊霉素相關(guān)土壤蛋白（EE-GRSP）依據(jù)Wright et al.（1998）的方法測(cè)定。

1.4 AMF群落結(jié)構(gòu)和多樣性的測(cè)定

AMF群落結(jié)構(gòu)組成采用Illimina Miseq高通量測(cè)序技術(shù)測(cè)定。稱取0.5 g冷凍土樣，用Fast DNA SPIN Kit for soil（MP，USA）試劑盒，按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行總DNA抽提，以Nano Drop 2000進(jìn)行DNA濃度和純度的檢測(cè)；以AML1F/AML2R（Lee et al.，2008）和 AMV4-5NF/AMDGR（Van Geel et al.，2014）進(jìn)行兩輪PCR擴(kuò)增（ABI Gene Amp? 9700型）。擴(kuò)增的 PCR產(chǎn)物以 Axy Prep DNA Gel Extraction Kit（Axygen Biosciences，Union City，CA，USA）純化后，利用 Quanti Fluor?-ST（Promega，USA）進(jìn)行定量檢測(cè)；利用Illumina公司的Miseq PE250平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序（上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司）。將測(cè)序后的數(shù)據(jù)去除非目的序列，再以軟件Usearch歸類操作，依據(jù)序列相似性（相似性水平 97%）歸為不同的分類操作單元（OTU），計(jì)算AMF群落豐富度指數(shù)（Chao指數(shù)）和多樣性指數(shù)（Simpson指數(shù)），并根據(jù)silva庫(kù)中的參考序列對(duì)OTU進(jìn)行種屬鑒定，在屬（genus）和種（species）分類水平統(tǒng)計(jì)各樣本的群落組成。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用SPSS 22.0對(duì)不同氮添加處理間的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），用多重比較法（LSD）進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，顯著水平為0.05；用Pearson相關(guān)系數(shù)評(píng)價(jià)根系-AMF共生關(guān)系與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)關(guān)系；采用R語(yǔ)言vegan軟件包對(duì) AMF群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行非度量多維度分析（non-metric multidimensional scaling，NMDS），并采用 ANOSIM 進(jìn)行差異顯著性分析；用冗余分析（Redundancy analysis，RDA）分析AMF群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的關(guān)系，并用Monte Carlo進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。最后用Origin 2019作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤理化性質(zhì)

不同氮添加水平下楊樹(shù)人工林土壤理化性質(zhì)如表 1所示。不同氮添加對(duì)土壤 pH和硝態(tài)氮（NO3--N）質(zhì)量分?jǐn)?shù)有顯著影響（P＜0.05），而土壤全氮（TN）、全磷（TP）和速效磷（AP）在兩個(gè)齡級(jí)的楊樹(shù)人工林中均無(wú)顯著性變化。氮添加顯著增加了 NO3--N質(zhì)量分?jǐn)?shù)，但降低了土壤銨態(tài)氮（NH4+-N）質(zhì)量分?jǐn)?shù)。隨著氮添加水平的增加，土壤pH值呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。兩種齡級(jí)人工林土壤總碳（TC）和碳氮比（C/N比）對(duì)氮添加的響應(yīng)不一致：11 a楊樹(shù)人工林土壤TC質(zhì)量分?jǐn)?shù)無(wú)顯著變化，而15 a的在氮處理間差異性顯著，N2處理TC質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于其他4個(gè)處理；15 a楊樹(shù)人工林土壤C/N比無(wú)顯著差異，而11 a的N3處理C/N比比其他幾個(gè)處理高出3.4—11.9倍。

2.2 根系-AMF共生關(guān)系

不同氮添加水平對(duì)楊樹(shù)根系A(chǔ)MF侵染率、土壤總球囊霉素（T-GRSP）和易提取球囊霉素（EE-GRSP）質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響如圖 1所示。氮處理對(duì)15 a楊樹(shù)根系A(chǔ)MF侵染率有顯著影響，其中，N1處理根系A(chǔ)MF侵染率顯著增加（圖1A），表明低濃度氮添加促進(jìn)了根系-AMF的共生關(guān)系。同時(shí)，氮處理對(duì)土壤球囊霉素質(zhì)量分?jǐn)?shù)有顯著影響（圖1B、C）：11 a楊樹(shù)人工林土壤T-GRSP和EE-GRSP質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在N4處理下達(dá)到最大值，且N3與N4之間存在顯著性差異，說(shuō)明超高氮（N4）處理促進(jìn)了AMF生理代謝活動(dòng)；在15 a楊樹(shù)人工林中，N3處理土壤T-GRSP質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低，而EE-GRSP質(zhì)量分?jǐn)?shù)無(wú)顯著性差異。

將根系A(chǔ)MF侵染率、土壤T-GRSP和EE-GRSP與土壤理化性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析（表2），結(jié)果表明：AMF侵染率與土壤速效磷、銨態(tài)氮和全氮有較高的相關(guān)性，T-GRSP和EE-GRSP均與硝態(tài)氮有顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）。

2.3 AMF群落結(jié)構(gòu)和多樣性

30個(gè)土樣經(jīng)高通量測(cè)序，對(duì)原始序列進(jìn)行過(guò)濾處理，濾掉低質(zhì)量序列，共得到有效 AM 真菌序列624181條（10680—24129條，平均每個(gè)樣品20806條）。對(duì)每個(gè)樣品序列進(jìn)行隨機(jī)抽樣做稀釋曲線（數(shù)據(jù)未列出），所有樣本的稀釋曲線在測(cè)序量為2000—4000條時(shí)已趨于平穩(wěn)，表明本研究中的土壤樣品測(cè)序深度足夠反映土壤樣本中的 AMF群落結(jié)構(gòu)。所有序列分屬127個(gè)OTU，根據(jù)OTU聚類分析的結(jié)果，計(jì)算AMF群落豐富度（Chao指數(shù)）和多樣性指數(shù)（Simpson指數(shù)）。如表3所示，氮處理對(duì)兩個(gè)齡級(jí)楊樹(shù)人工林土壤AMF群落Chao指數(shù)和Simpson指數(shù)均無(wú)顯著性影響。

表1 不同氮添加水平下楊樹(shù)人工林土壤理化性質(zhì)Table 1 Chemical characteristics of the poplar plantations soils under different nitrogen additions

圖1 不同氮添加水平楊樹(shù)根系A(chǔ)MF侵染率、楊樹(shù)人工林土壤T-GRSP和EE-GRSP質(zhì)量分?jǐn)?shù)Fig.1 Root infection rate of AMF, mass fraction of T-GRSP and EE-GRSP in the poplar plantations soils under different nitrogen additions

表2 根系-AMF共生關(guān)系與土壤理化性質(zhì)相關(guān)性分析Table 2 Correlation coefficients between root-AMF symbiosis characteristics and the environmental factors

表3 不同氮添加水平下AMF群落豐富度和多樣性指數(shù)變化Table 3 Variation of soil AMF community richness (Chao index) and diversity (Simpson index) indexes in the poplar plantations under different nitrogen additions

將以上各AMF OTUs序列在97%相似水平進(jìn)行分類學(xué)分析，楊樹(shù)人工林AMF群落分屬8屬41種，以球囊霉屬（Glomus）為主。在屬水平統(tǒng)計(jì)不同氮添加水平下AMF群落組成如圖2所示。氮添加對(duì)15 a楊樹(shù)人工林土壤中球囊霉屬（Glomus）和多胞囊霉屬（Diversispora）的豐度有顯著影響（P＜0.05），具體表現(xiàn)為：N1處理球囊霉屬（Glomus）的相對(duì)豐度顯著低于其他4個(gè)處理（P＜0.05）；與對(duì)照組相比，氮添加顯著增加了15 a人工林中多胞囊霉屬（Diversispora）的相對(duì)豐度（P＜0.05），相對(duì)豐度比其他幾個(gè)處理高出2.2—3.8倍。而在11 a楊樹(shù)人工林中，8個(gè)屬的相對(duì)豐度與其他處理間均無(wú)顯著性差異。

圖2 不同氮添加水平楊樹(shù)人工林土壤AMF群落在屬水平的物種相對(duì)豐度Fig.2 Relative abundance of the AMF groups at genus level in the poplar plantations under different nitrogen additions

在種水平統(tǒng)計(jì)不同氮添加水平下AMF群落組成如圖3所示。氮添加對(duì)11 a和15 a楊樹(shù)人工林土壤中Glomus-group-B-Glomus-GlBb1.2-VTX00055的相對(duì)豐度均有顯著影響（P＜0.05），其中，15 a人工林中N2處理比其他幾個(gè)處理高出2—18倍，11 a的N1處理的豐度顯著高于其他4個(gè)處理。此外，氮添加對(duì)15a楊樹(shù)人工林土壤中Glomus-mosseae-VTX00067、Glomus-Wirsel-OTU14-VTX00137、Glomus-MO-G18-VTX00064、Glomus-group-B-Glomus-lamellosu-VTX00193和Diversispora-MO-GC1-VTX00060的相對(duì)豐度有顯著影響；對(duì)11 a的Glomus-viscosum-VTX00063、Glomus-Wirsel-OTU6- VTX00202和Glomus-sp.-VTX00330的相對(duì)豐度有顯著影響。N1處理顯著增加15 a人工林土壤中Diversispora-MOGC1-VTX00060的豐度（P＜0.05），N2處理顯著增加 11 a人工林土壤Glomus-viscosum-VTX00063（P＜0.05）的豐度。與對(duì)照相比，氮添加顯著降低了15 a人工林中Glomus-mosseae-VTX00067和Glomus-MO-G18- VTX00064的豐度（P＜0.01），但Glomus-group-B-Glomus-lamellosu-VTX00193的豐度在N3和N4處理下達(dá)到最大值（P＜0.05）。而在11 a楊樹(shù)人工林中，Glomus-Wirsel-OTU6-VTX00202豐度在N3處理達(dá)到最大值且與其他處理間存在顯著性差異。

將不同氮添加處理下楊樹(shù)人工林AMF群落組成（基于OTUs）進(jìn)行NMDS排序分析，結(jié)果如圖4所示。ANOSIM相似性檢驗(yàn)結(jié)果表明，兩個(gè)齡級(jí)間差異顯著（R=0.3073，P＜0.05），不同氮添加處理顯著影響AMF群落組成（R=0.2734，P＜0.05），其中，15 a人工林氮添加處理間差異顯著（R=0.3141，P＜0.05）。

2.4 AMF群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子相關(guān)性分析

圖3 不同氮添加水平楊樹(shù)人工林土壤AMF群落在種水平的物種相對(duì)豐度Fig.3 Relative abundance of the AMF groups at specie level in the poplar plantations under different nitrogen additions

圖4 不同氮添加水平下楊樹(shù)人工林土壤AMF群落組成（基于OTUs）NMDS排序圖Fig.4 Non-metric multidimensional scaling of soil AMF community compositions (based on OTUs) in the poplar plantations under different nitrogen additions

將不同氮添加處理下楊樹(shù)人工林土壤AMF群落結(jié)構(gòu)組成（基于OTUs）與8個(gè)環(huán)境因子（pH、全氮、全磷、全碳、碳氮比、速效磷、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮）進(jìn)行RDA分析，結(jié)果如圖5所示。15 a人工林 8個(gè)環(huán)境因子的解釋量為 60.47%，土壤銨態(tài)氮、總磷、硝態(tài)氮、pH是影響AMF群落結(jié)構(gòu)的主要驅(qū)動(dòng)因素（P＜0.05），第一排序軸主要與土壤銨態(tài)氮、總磷有關(guān)，它解釋了群落變化的22.21%，第二排序軸與硝態(tài)氮、pH密切相關(guān)，它解釋了群落變化的17.26%（圖5A）；11 a人工林8個(gè)環(huán)境因子的解釋量為53.67%，土壤pH、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、C/N比是影響AMF群落結(jié)構(gòu)的主要驅(qū)動(dòng)因素（P＜0.05），第一排序軸主要與土壤pH、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮有關(guān)，它解釋了群落變化的 24.83%，第二排序軸與 C/N比密切相關(guān)，它解釋了群落變化的20.06%（圖5B）。

3 討論

叢枝菌根真菌（AMF）與陸生植物形成共生體后，可影響氮素的生物吸收與同化、有機(jī)氮礦化、生物固氮、硝化和反硝化，以及氮素淋洗等諸多土壤氮素循環(huán)過(guò)程（Veresoglou et al.，2012）。氮沉降增加導(dǎo)致的土壤氮素含量變化，將對(duì)植物-AMF共生體產(chǎn)生一系列顯著影響（Treseder et al.，2007）。本研究中，N1處理顯著提高了15 a楊樹(shù)根系A(chǔ)MF侵染率，表明低濃度的氮沉降有利于AMF生長(zhǎng)，促進(jìn)楊樹(shù)-AMF共生體形成，這與前人研究結(jié)果一致；適度的氮沉降有利于植物-AMF的共生（楊劍宇等，2013），提高AMF侵染率。許多學(xué)者認(rèn)為氮添加后，銨態(tài)氮在發(fā)生硝化作用過(guò)程中會(huì)釋放出H+致使土壤發(fā)生酸化（于天一等，2014），是氮沉降抑制AMF的主要原因。本試驗(yàn)樣地土壤偏堿性，土壤中的鹽基離子等堿性物質(zhì)對(duì) H+離子有一定的緩沖作用（胡波等，2015），使土壤pH值保持在弱堿性范圍；且土壤pH屬于易變指標(biāo)，溫度和降水的差異可能導(dǎo)致土壤中生物活性和土壤含水率的變化，從而導(dǎo)致土壤 pH發(fā)生變化（劉廣明等，2001），使得本研究中AMF侵染率與pH值沒(méi)有顯著相關(guān)關(guān)系。此外，楊樹(shù)能夠同時(shí)與AMF和外生菌根真菌（EMF）形成共生體，AMF與EMF共存時(shí)會(huì)發(fā)生拮抗作用，EMF的優(yōu)先定殖會(huì)限制AMF的侵染（Duponnois et al.，2003）。因此，在后續(xù)研究中，將AMF和EMF侵染狀況進(jìn)行綜合研究。

圖5 不同氮添加水平下楊樹(shù)人工林AMF群落組成（基于OTUs）與環(huán)境因子RDA分析Fig.5 RDA for soil AMF community compositions (based on OTUs) and environment factors in the poplar plantations under different nitrogen additions

球囊霉素相關(guān)土壤蛋白（GRSP）是由AMF產(chǎn)生的一種含金屬離子的糖蛋白（Wright et al.，1998；He et al.，2010），能促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的水穩(wěn)定性，還可通過(guò)刺激微生物的繁殖影響微生物量的變化（王建等，2016）?？偳蚰颐顾兀═-GRSP）指示土壤中全部的GRSP，而易提取球囊霉素（EE-GRSP）指示AMF新分泌的部分（黃彬彬等，2019）。GRSP難溶于水，在土壤中性質(zhì)極為穩(wěn)定，不易被蛋白酶水解，因此能夠在土壤中不斷累積（李濤等，2005；王建等，2016）。本研究中 11 a楊樹(shù)人工林土壤T-GRSP和EE-GRSP均在N4處理下達(dá)到最大值，表明GRSP的累積和分泌量都較大（圖1B和1C），這可能與這一處理中較高的球囊霉屬（Glomus）類群豐度有關(guān)。

氮沉降在影響植物-叢枝菌根共生體的同時(shí)，還會(huì)影響AMF群落多樣性和群落組成。一些研究表明（Morrison et al.，2016；Zhang et al.，2018），大氣氮沉降對(duì)AMF多樣性有負(fù)面影響，并隨著氮沉降速率和持續(xù)時(shí)間的增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。如Santos et al.（2006）在瑞典草地生態(tài)系統(tǒng)中的研究發(fā)現(xiàn)，施氮降低了AMF多樣性。本研究中，氮添加處理對(duì)楊樹(shù)人工林土壤AMF豐富度和多樣性指數(shù)均未產(chǎn)生顯著性影響，這可能與氮添加的年限有關(guān)。有研究認(rèn)為，短期（＜5 a）氮沉降試驗(yàn)對(duì)土壤 AMF多樣性沒(méi)有顯著性影響（雷學(xué)明等，2018），只有長(zhǎng)期氮添加使土壤氮累積超過(guò)一個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)才呈現(xiàn)負(fù)面效應(yīng)（Egerton-Warburton et al.，2001）。本研究是在氮添加6年后進(jìn)行的，土壤氮累積可能并未達(dá)到產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)的臨界點(diǎn)。

盡管氮添加對(duì)楊樹(shù)人工林AMF多樣性未產(chǎn)生顯著影響，但是AMF群落結(jié)構(gòu)組成卻有明顯的差異（R=0.2734，P＜0.05，圖4），這與Jumpponen et al.（2005）對(duì)高原草地生態(tài)系統(tǒng)的研究結(jié)果一致。不同菌根真菌在形態(tài)、生活習(xí)性和對(duì)宿主植物的效益等方面有著較大的差異，對(duì)氮添加的響應(yīng)也會(huì)表現(xiàn)出不同（喬楓等，2018）。當(dāng)宿主植物處于土壤氮素富集狀態(tài)時(shí)，會(huì)把更多的光合產(chǎn)物分配到植物的地上部分，由于AMF的生長(zhǎng)發(fā)育離不開(kāi)植物為之提供碳源，在氮沉降增加的條件下，對(duì)光合產(chǎn)物需求上的較大差異導(dǎo)致不同的AMF類群對(duì)氮添加產(chǎn)生不同響應(yīng)（藺吉祥等，2015）。本研究中，氮添加顯著影響了 15 a楊樹(shù)人工林土壤中的球囊霉屬（Glomus）和多胞囊霉屬（Diversispora）AMF的相對(duì)豐度，低濃度的氮添加使得球囊霉屬相對(duì)豐度降低，多胞囊霉屬相對(duì)豐度增加，AMF群落在種水平的相對(duì)豐度也發(fā)生明顯改變，表明氮添加條件下，AMF群落結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一定的改變。不過(guò)，在楊樹(shù)人工林土壤中，AMF群落結(jié)構(gòu)的改變并沒(méi)有顯示很明確的方向性，這可能與宿主植物和氮添加年限有關(guān)，還需深入研究。

氮添加對(duì)AMF群落結(jié)構(gòu)的影響主要是間接地通過(guò)改變土壤理化性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。AMF群落結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子的RDA分析得出，土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、pH、總磷、C/N比顯著影響著AMF群落結(jié)構(gòu)組成（P＜0.05，圖 5），這與前人的研究結(jié)果一致（林昕等，2020）。但是，兩種齡級(jí)的主要驅(qū)動(dòng)因子不盡相同，土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、pH均顯著影響15 a和11 a楊樹(shù)人工林AMF群落結(jié)構(gòu)，此外，15 a還顯受總磷影響，11 a還受C/N比影響，表明不同齡級(jí)楊樹(shù)人工林AMF群落結(jié)構(gòu)對(duì)氮添加導(dǎo)致的土壤理化性質(zhì)改變的響應(yīng)不同。AMF能幫助植物吸收水分和營(yíng)養(yǎng)，隨著養(yǎng)分供應(yīng)量的增加，效益與成本的平衡就發(fā)生變化，宿主植物對(duì)菌根真菌的投資會(huì)下降（Johnson et al.，1997；Konvalinková et al.，2017；王慶峰等，2018），進(jìn)而表現(xiàn)為AMF群落結(jié)構(gòu)的變化。氮添加后，土壤中的養(yǎng)分有效性，特別是氮磷養(yǎng)分狀況的變化，是影響楊樹(shù)人工林 AMF群落結(jié)構(gòu)的重要因素。

4 結(jié)論

（1）氮添加對(duì)楊樹(shù)人工林根系 AMF侵染率、總球囊霉素（T-GRSP）和易提取球囊霉素（EE-GRSP）有顯著影響（P＜0.05），低氮處理促進(jìn)了根系-AMF共生關(guān)系的形成，而超高水平氮處理促進(jìn)了AMF生理代謝活動(dòng)。氮添加處理直接改變了土壤理化性質(zhì)，其對(duì)根系-AMF共生關(guān)系的影響主要是間接地通過(guò)改變土壤理化性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

（2）氮添加對(duì)楊樹(shù)人工林土壤 AMF群落多樣性影響不顯著，但對(duì)AMF群落結(jié)構(gòu)組成有顯著影響，15 a和11 a楊樹(shù)人工林AMF群落結(jié)構(gòu)有顯著差異。土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、pH、總磷、ω(C)/ω(N)比是影響楊樹(shù)人工林AMF群落結(jié)構(gòu)的主要因素。