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臭氧是主要的大气污染物之一,对农作物有很强的毒害作用。臭氧通过对植物地上部分的影响间接的影响植物地下生态过程,进而影响土壤微生物群落结构和功能,土壤酶活性以及土壤养分的转化,而土壤生态过程的变化反过来也会影响植物的生长。本文以大豆栽培品种“铁丰29”为试验材料,设置CK(环境臭氧浓度)、T1(80±10 nL/L)、T2(110±10nL/L)三个处理,利用开顶式气室(OTC),研究臭氧浓度升高对大豆根系土壤养分、土壤酶及土壤微生物群落结构和功能的影响,同时探究这些变化对大豆根系生长的影响。分别于大豆分枝期、开花期和结荚期取样。研究结果表明:(1)臭氧胁迫条件下,与对照相比,土壤全氮、全钾和碱解氮含量显著降低,全磷含量显著升高,对速效磷及速效钾的影响因臭氧浓度及熏蒸时期的不同而有不同影响,土壤有机碳在分枝期显著升高。此外,臭氧浓度升高能够显著降低结荚期土壤C:P和N:P,显著升高分枝期土壤C:N。(2)随着熏蒸时间的延长,臭氧胁迫条件下,土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶及过氧化氢酶活性显著降低,但土壤多酚氧化酶活性显著升高,这可能与土壤酚酸类物质的增加有关。(3)臭氧胁迫条件下,分枝期和开花期,AWCD值升高,结荚期AWCD值降低;各时期Shannon多样性指数、Shannon均匀度指数显著降低,对Simpson优势度指数无显著影响,McIntosh指数在分枝期和开花期显著升高,而结荚期显著降低;分枝期和结荚期土壤微生物总PLFAs、细菌PLFAs、真菌PLFAs、放线菌PLFAs和菌根真菌PLFAs均显著低于对照,各时期G+/G-显著高于对照,细菌/真菌显著高于对照。(4)主成分分析及冗余分析结果表明,土壤养分、土壤酶及土壤微生物之间存在相关性,臭氧浓度升高对土壤养分及土壤微生物群落的影响更大,因此间接的影响了土壤酶的反应底物及来源,进而改变土壤酶活性。此外,冗余分析结果表明较长时间的高浓度臭氧胁迫条件下,土壤微生物群落与土壤理化性质及土壤酶活性相比对根系生长的影响更显著。臭氧胁迫能够直接影响土壤养分,改变不同土壤元素比例,同时影响土壤酶活性,影响土壤矿质元素的转化,因而改变了土壤养分循环。并且臭氧胁迫对大豆根系微生物有一定的负作用,显著影响土壤微生物的群落的组成及功能。此外,土壤养分、酶活性及微生物群落的变化其变化会影响大豆根系的生长。