有機(jī)無(wú)機(jī)配施對(duì)喀斯特旱地土壤有機(jī)碳積累的影響機(jī)制取得進(jìn)展

2024-04-23 李將南      】

區(qū)分植物源和微生物源有機(jī)碳是確定土壤有機(jī)碳庫(kù)形成的關(guān)鍵。在施肥的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,土壤有機(jī)碳的形成、周轉(zhuǎn)和積累受肥料類(lèi)型和土壤微生物及其相互作用的調(diào)控。不同肥料投入有可能改變土壤微生物對(duì)其利用策略,從而影響植物源和微生物源碳的保留,最終影響土壤有機(jī)碳的積累和穩(wěn)定。微生物生活史策略根據(jù)共同的形態(tài)、生理或生活史特征將微生物劃分為不同的生態(tài)類(lèi)群,從而簡(jiǎn)化了微生物物種和功能的多樣性和復(fù)雜性。然而,在不同施肥措施下,植物源和微生物源有機(jī)碳的變化與土壤微生物生活史策略之間的關(guān)系還未得到充分探討。

基于此,中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所王克林研究員團(tuán)隊(duì)依托中國(guó)科學(xué)院環(huán)江喀斯特站旱地長(zhǎng)期施肥試驗(yàn)平臺(tái),分別以氨基糖、木質(zhì)素酚和球囊霉素為分子標(biāo)志物,研究了不施肥、單施化肥、高低水平(30%和60%)秸稈和牛糞替代化肥6種不同施肥處理對(duì)土壤中植物源和微生物源碳的影響,并結(jié)合土壤微生物生活史策略,闡釋了不同施肥對(duì)不同來(lái)源有機(jī)碳積累的影響機(jī)制。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):與單施化肥相比,高水平秸稈配施顯著增加了木質(zhì)素酚含量及其對(duì)土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn),高水平秸稈或牛糞配施均顯著增加了微生物殘?bào)w碳和球囊霉素含量。因此,施用秸稈有助于在施肥處理中,高水平牛糞配施的細(xì)菌K/r和真菌K/r比分別是最低和最高的。細(xì)菌K/r比是預(yù)測(cè)細(xì)菌殘?bào)w碳含量的重要因素,兩者之間存在顯著的負(fù)相關(guān)。Ectomycorrhizal/saprotrophic真菌比和真菌多樣性分別是預(yù)測(cè)木質(zhì)素酚和GRSP含量的重要因素。秸稈投入直接影響木質(zhì)素酚和微生物殘?bào)w碳的積累,而牛糞投入則通過(guò)影響微生物生活史策略間接影響微生物殘?bào)w碳的積累??傊?,與單施化肥相比,秸稈投入有助于土壤有機(jī)碳多碳庫(kù)的形成。土壤微生物生活史策略是土壤有機(jī)碳形成的重要驅(qū)動(dòng)力,并影響農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中土壤有機(jī)碳的積累和穩(wěn)定。

該研究以Pathways of soil organic carbon accumulation are related to microbial life history strategies in fertilized agroecosystems為題發(fā)表在環(huán)境學(xué)期刊Science of the Total Environment上,該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2022YFF1300704)和國(guó)家自然科學(xué)基金(U21A20189)等項(xiàng)目的共同資助。

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不同肥料類(lèi)型下土壤有機(jī)碳積累機(jī)制示意圖


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