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背景与目的：过量硝酸盐（NO3−）源于化肥过度施用和集约化农业，可造成水体污染，并促进温室气体的产生（一氧化二氮，N2O）。来自牧草类草本植物（如长穗车前，Plantago lanceolata，简称plantain）的植物代谢物可抑制微生物将铵态氮硝化为NO3−（生物硝化抑制，BNI），并改变土壤氮循环动态（降低潜在硝化速率，PNR）。本研究的主要目的是探究在不同土壤类型中，与BNI及PNR降低相关的植物代谢物差异表达。 方法：测试了6个长穗车前品种的BNI潜力，并筛选出与抑制氨氧化细菌（AOB）Nitrosospira multiformis相关的代谢物。随后，在新西兰4种不同土壤中，以长穗车前品种Agritonic和黑麦草品种One50为材料，考察了PNR及微生物组的变化。 结果：长穗车前处理下的PNR较休耕土壤降低11%至41%，而黑麦草处理下的PNR降低0%至39%。除毛蕊花糖苷（verbascoside）和车前苷（aucubin）外，与较低PNR相关的长穗车前代谢物还包括大车前草苷（plantamajoside）、核黄素3-硫酸酯和5-硫酸酯（riboflavin 3- and 5-sulfate）以及车前胍基酸（plantagoguanidinic acid）。绿原酸（chlorogenic acid）与黑麦草条件下PNR降低相关。PNR的降低、微生物组结构以及氨氧化古菌（AOA）相对于AOB的比例均受土壤类型调节。 结论：长穗车前和黑麦草均可降低4种不同土壤中的PNR，且这种效应与除车前苷和毛蕊花糖苷之外的其他代谢物相关。基于所鉴定的BNI相关候选代谢物，研究提出假设：PNR的降低很可能是通过螯合作用等机制间接实现的，并且似乎同时依赖于植物生理特性和土壤理化性质。
背景与目的：过量硝酸盐（NO3-）来源于化肥过度施用和集约化农业，可污染水体并促进温室气体生成（一氧化二氮，N2O）。来自牧草类草本植物（如长穗车前，Plantago lanceolata，车前草）的植物代谢物可抑制微生物将铵态氮硝化为NO3-（生物硝化抑制，BNI），并改变土壤氮循环动力学（降低潜在硝化速率，PNR）。本研究的主要目的是探究在不同土壤类型中，与BNI及PNR降低相关的差异植物代谢物表达。
方法：对6个车前草品种的BNI潜力进行了测试，并筛选出与抑制氨氧化细菌（AOB）Nitrosospira multiformis相关的代谢物。随后，在4种不同的新西兰土壤中，以车前草品种Agritonic和黑麦草品种One50为材料，研究了PNR及微生物组变化。
结果：车前草条件下的PNR较休耕土壤低11%至41%，而黑麦草条件下的PNR较休耕土壤低0%至39%。除毛蕊花糖苷（verbascoside）和车前苷（aucubin）外，与较低PNR相关的车前草代谢物还包括大车前苷（plantamajoside）、核黄素3-硫酸酯和5-硫酸酯、车前胍基酸（plantagoguanidinic acid）。绿原酸与黑麦草条件下PNR降低相关。PNR降低幅度、微生物组结构以及氨氧化古菌（AOA）相对于AOB的比例均受到土壤类型的调节。
结论：车前草和黑麦草均可降低4种不同土壤中的PNR，且这一现象与除车前苷和毛蕊花糖苷之外的代谢物相关。基于所鉴定的候选BNI相关代谢物，研究推测PNR降低很可能是通过螯合作用等机制间接实现的，并且似乎同时依赖于植物生理特性和土壤理化性质。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.17.745343v1?rss=1
🏷️ 生物硝化抑制 植物代谢组 土壤微生物群落 潜在硝化速率 长穗车前 氮循环