1.研究背景与目的?
在生命周期中，植物通过其代谢活性（根沉降、凋落物产生）或通过其对土壤微生物活性的影响，不断改变其生长的土壤条件。土壤条件的变化包括土壤化学性质以及微生物群落丰度和组成的变化。除了植物引起的土壤养分含量的直接变化外，植物相关土壤微生物作为有机质的主要分解者，调节养分的有效性和循环，并促进土壤形成。此外，土壤微生物可以作为共生体或病原体直接影响植物。所有这些土壤性质的变化必然会通过一种称为植物-土壤反馈的机制影响其他植物的局部表现。
文章探索了由单个物种引起的土壤条件中非生物因子和生物因子的变化，以及这些变化对进一步植物萌发和生物量产生的影响。从个体特性来看，最常见的植物表现预测因子是土壤化学性质的变化和调节植物的生物量。
2.材料和方法?
研究地点位于捷克共和国波希米亚中部的捷克喀斯特保护景观区，北纬49°57′46〃，东经14°10′，处于丘陵喀斯特地貌中，气候相对温暖，冬季温和（海拔米，年平均温度8-9°C，年平均降水量毫米）。植被包括高温和旱生草原，以及落叶林和人类使用的区域。研究地点本身就是一个部分废弃的采石场。年秋季，试验土壤直接从当地获取。
2.1土壤反馈实验
实验分为两个阶段，均在捷克科学院植物研究所实验园进行（北纬49°59′38.〃，东经14°33′57.〃）。在第一个（调节）阶段，我们使用了六种植物物种来调节土壤：来自研究区域的三种早期演替物种（款冬、草木犀、野胡萝卜）和三种中期演替物种（菊属、小冠花、地榆），直接从当地种子供应商处取得种子。年5月，将每种植物的种子播种到1-4盆（16×16厘米）中，每种植物有个重复。年5月，收获了地上植物生物量，在60°C下干燥至恒重并称重。对每个土壤重复样品进行二次取样，以进行进一步的土壤分析（每个样品约30毫升的土壤被冻结，以进行微生物群落分析，毫升的土壤被风干，以进行土壤化学性质分析）。
在第二阶段，我们使用了12个植物物种：第一阶段的三个早期演替优势物种和三个中期演替物种（款冬、草木犀、野胡萝卜、菊粉、小冠花、地榆），来自研究区域附近干燥草原的三种草原物种。共种有盆=7种土壤类型（6种条件+一个空白对照）×12种反馈×10个重复。年9月底，经过3个月的生长，收获所有植物的地上和地下生物量。我们将生物量在60°C下干燥至恒重并称重。
3.结果?
3.1植物对土壤化学性质的影响
在调节阶段生长的所有植物都显著降低了土壤的pH值，唯一增加土壤全氮含量的物种是豆科植物草木犀，所有早期演替植物都增加了钙的含量，对照土壤和植物接种土壤的化学性质之间的差异与植物生物量显著相关。
3.2植物对真菌群落组成的影响
结果获得了个真菌序列，这些序列聚集成个OTU，包括个单基因。植物栽培后土壤中的真菌群落与对照组和不同植物物种之间（R2=0.45，p0.01）以及不同物种协会之间（R2=0.16，p0.）存在显著差异。对照土壤和植物接种土壤中真菌群落组成的差异与土壤化学性质显著相关。在所有处理中，伞菌目、帽状目、牛肝菌目、下实目、螺旋目、被孢菌目、平菇目、红菇目和粘液目是最丰富的真菌目，占所有序列的3-11%（按升序排列）。最丰富的属（每个属占序列的2%以上）为毛霉属、假裸眼菌属、红菇属、被孢霉属、牛肝菌属、枝孢菌属、副眼菌属、博埃米菌属、褐褐皮菌属、木霉属和四孢菌属。配对指示物种分析表明，草木犀和地榆对真菌群落的影响最大，与对照土壤相比，草木犀和地榆分别改变了83和43个OTU的丰度，而小冠花对真菌群落的影响最小（14个OTU）。早期演替物种草木犀等比任何中期演替物种促进更多的植物病原OTU，如双膜菌等，不同的是，中期演替物种会促进更多的丛枝菌根真菌物种。此外，演替早期的植物病原属相对丰度显著高于演替中期（p0.01）。
4.讨论?
植物调节引起土壤pH值和养分含量变化，土壤化学性质的显著变化通常与演替生态系统有关。与未种植植物的土壤相比，所有种植的植物物种都显著降低了土壤pH值，这是一种在各个研究都被充分描述的现象，植物诱导的酸化可能会提高风化速率，导致土壤中各种养分的释放。
与土壤化学性质相比，植物物种特性对真菌和细菌群落组成的驱动力更强。与对照土壤相比，植物改变土壤化学性质和真菌群落组成的程度与植物生物量以及彼此之间存在显著相关性。另一方面，细菌群落组成的变化与植物生物量无关，且与土壤化学性质的变化不相关。这些结果表明，真菌比细菌更容易受到植物引起的土壤性质变化的影响。真菌群落的组成在不同的植物演替群之间存在显著差异。与演替中期物种相比，演替早期物种处理的土壤具有显著更高的植物病原菌相对丰度。这与之前的研究一致，研究表明，早期演替物种比晚期演替物种更容易受到土传病原体的影响，因为它们的防御机制较差，很少或根本没有与菌根真菌相互作用。
审稿：王毅
投稿：明煜
编辑：赖雨欣
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