納米產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致納米材料不可避免地進(jìn)入農(nóng)田土壤,對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生潛在影響.本研究以納米磁性氧化鐵（Fe₃O₄）為研究對象,以玉米（Zea mays L.）為供試植物,采用盆栽試驗(yàn)方法,模擬不同納米Fe₃O₄水平（0.1、1.0、10.0 mg/kg）的土壤,并以相同水平的微米Fe₃O₄為納米效應(yīng)的對照,利用Illumina高通量測序技術(shù)對土壤真菌群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,并結(jié)合FUNGuild解析土壤真菌功能對納米Fe₃O₄的響應(yīng).通過比較不同F(xiàn)e₃O₄處理的土壤真菌多樣性和群落結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),微米Fe₃O₄和納米Fe₃O₄對土壤真菌多樣性的影響較小,但10.0 mg/kg施加水平的納米Fe₃O₄顯著（P <0.05）改變了土壤真菌群落結(jié)構(gòu)... 

【文章來源】：應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào). 2020,26(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

10.0 mg/kg納米Fe3O4和微米Fe3O4對土壤真菌屬水平不同類群的影響（95%的置信區(qū)間）.

PD和Chao1指數(shù)分別表示真菌系統(tǒng)發(fā)育多樣性和菌種豐富度.從表2可看出，與對照相比，微米Fe3O4和納米Fe3O4施加水平均未對土壤真菌群落多樣性指數(shù)產(chǎn)生明顯影響.圖2 10.0 mg/kg納米Fe3O4和微米Fe3O4對土壤真菌屬水平不同類群的影響（95%的置信區(qū)間）.

目前研究發(fā)現(xiàn)，土壤真菌多樣性不僅與植物品種和年齡有關(guān)[38-39]，還受土壤水分和養(yǎng)分等因素的影響[40-41].本研究對土壤真菌系統(tǒng)發(fā)育多樣性和菌種豐富度等多樣性指數(shù)的分析發(fā)現(xiàn)，不同F(xiàn)e3O4處理均未顯著改變土壤真菌多樣性（表2）.這與其他研究結(jié)果類似.例如，Shah等也發(fā)現(xiàn)納米Fe未顯著改變微生物多樣性[42].我們的前期研究也發(fā)現(xiàn)土壤真菌多樣性受納米銀的影響較小[43].這可能是由于土壤真菌對納米Fe3O4具有一定抗性并且植物品種對土壤真菌多樣性具有一定主導(dǎo)作用[44-45].通過分析土壤真菌群落結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)微米Fe3O4和納米Fe3O4處理下土壤真菌的群落結(jié)構(gòu)不同，高納米Fe3O4施加水平（10.0 mg/kg）使土壤真菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著分異，而3個(gè)微米Fe3O4施加水平對土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的影響較�。▓D1b，表1），這表明土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的變化與Fe3O4顆粒粒徑有關(guān).徐江兵等也發(fā)現(xiàn)Fe3O4對土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響與其粒徑有關(guān)[8].He等的研究指出納米Fe3O4顯著改變了土壤微生物活性而微米Fe3O4的影響較小[26].該現(xiàn)象可能是由于納米Fe3O4的特殊理化性質(zhì).據(jù)報(bào)道，納米Fe3O4因其納米粒徑，具有較高的比表面積和較強(qiáng)的比表面活性，在相同施加水平下，添加納米Fe3O4的土壤中溶解性Fe含量較微米Fe3O4土壤高[26,46].納米Fe3O4可釋放Fe2+和Fe0,Fe2+和Fe0的氧化可產(chǎn)生活性氧，導(dǎo)致氧化脅迫，進(jìn)而對微生物產(chǎn)生負(fù)面影響[10,47].如，Chatterjee等研究發(fā)現(xiàn)納米Fe3O4顯著抑制了大腸桿菌的生長[14].本研究發(fā)現(xiàn)高納米Fe3O4施加水平顯著降低了土壤籃狀菌屬Talarmyces、鐮刀菌屬Fusarium、隱球菌Cryptococcus和被孢霉屬M(fèi)ortierella等真菌的相對豐度，但增加了一些分類地位未定的真菌類群，這可能是不同真菌類群對納米Fe3O4的敏感性和利用的底物不同[17].已有研究發(fā)現(xiàn)不同細(xì)菌對納米材料的敏感性不同，如納米Fe3O4可顯著促進(jìn)藍(lán)細(xì)菌的生長，而鞘脂桿菌的繁殖則易被納米材料抑制[42,48].就真菌功能而言，高納米Fe3O4施加水平降低了腐生營養(yǎng)型真菌的相對豐度，而共生營養(yǎng)型真菌豐度顯著增加（圖2、3）.眾所周知，共生營養(yǎng)型真菌具有幫助植物抵抗重金屬脅迫和促進(jìn)植物養(yǎng)分特別是磷P吸收的功能[49-50].已有研究發(fā)現(xiàn)，一定濃度的納米Fe3O4可對植物產(chǎn)生氧化脅迫，抑制植物生長[11]，并可降低土壤速效P含量[13].本實(shí)驗(yàn)針對玉米植株的研究發(fā)現(xiàn)，高納米Fe3O4施加水平顯著降低了玉米植株地上部和地下部生物量[51].當(dāng)植物生長受到納米Fe3O4脅迫時(shí)，植物可能將更多的光合產(chǎn)物碳分配給共生營養(yǎng)型真菌讓其幫助植物抵抗脅迫，而其他微生物如腐生營養(yǎng)型真菌等可利用的碳源則減少.這一現(xiàn)象在納米銀脅迫下已有相關(guān)報(bào)道[25].閆華等研究發(fā)現(xiàn)重金屬污染脅迫下稻田土壤菌根真菌（共生營養(yǎng)型真菌）的相對豐度增加[52].同時(shí)，高納米Fe3O4水平下病理營養(yǎng)型真菌豐度增加，表明高納米Fe3O4水平下植物可能更易被真菌感染.總之，一定濃度的納米Fe3O4可能對土壤真菌群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能產(chǎn)生一定的影響，進(jìn)而對植物生長和土壤養(yǎng)分循環(huán)產(chǎn)生潛在影響.4 結(jié)論

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3563400