来源:Soil Ecology Letters 发布时间:2024/1/11 15:12:24
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SEL | 高氮肥投入提高了稻田土壤微生物网络的复杂性

论文标题:High nitrogen fertilizer input enhanced the microbial network complexity in the paddy soil(高氮肥投入提高了稻田土壤微生物网络的复杂性 )

期刊:Soil Ecology Letters

作者:Yanan Chen, Yan Li, Tianyi Qiu, Haoran He, Ji Liu, Chengjiao Duan, Yongxing Cui, Min Huang , Chunyan Wu, Linchuan Fang

发表时间:15 Jun 2024

DOI:10.1007/s42832-023-0205-3

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本研究分析了五种氮肥施用水平(0、135、180、225 和 360 kg N/ha)对稻田土壤中微生物共生网络和氨氧化剂等关键功能类群的影响。结果表明,AOA amoA 丰度随氮肥添加量的增加而显著下降,而N360处理则明显增加了AOB amoA丰度。高氮添加显著改变了微生物共生关系,增强了微生物之间的相互作用。此外,正连接在低氮和高氮网络中均占主导地位,这意味着富氮稻田土壤中微生物协同作用的重要性。有趣的是,在高氮网络中,负链接的比例有所增加,从而增强了微生物对环境变化的适应能力。

氮(N)肥驱动着土壤微生物群落的结构和功能,而土壤微生物群落对调节土壤生物地球化学循环和维持生态系统稳定至关重要。尽管氮肥对土壤微生物组成和多样性的影响已经被广泛研究,但人们普遍忽视了生态系统过程是通过微生物群落成员之间的复杂联系来实现的。

在此,我们研究了五种氮肥施用水平(0、135、180、225 和 360 kg N/ha)对稻田土壤中微生物共生网络和氨氧化剂等关键功能类群的影响。结果表明,氮的添加改变了微生物群落的组成,而微生物群落的组成与土壤中全氮和有效磷(P)的含量呈正相关。添加氮后,氨氧化古细菌(AOA)的丰度明显下降,而氨氧化细菌(AOB)的丰度在 N360 处理中有所增加。与低氮组(N0和N135)相比,高氮组(N225和N360)形成了更复杂的微生物网,从而提高了微生物群落的稳定性。偏最小二乘法路径模型进一步显示,氮肥对高氮组微生物网络复杂性的影响(0.83)高于低氮组(0.49)。虽然所有微生物网络中正向连接数更多,但高氮网络中负连接的比例显著增加,这表明过量的氮添加加剧了微生物物种之间的竞争。

理清微生物群落与氮肥之间的相互作用有助于了解稻田土壤生物地球化学过程及其对水稻生产养分供应的影响。我们的研究结果表明,高氮富集的水稻土壤具有更稳定的微生物网络,能更好地维持土壤生态功能以应对持续的环境变化。

作者及团队介绍

陈亚南(第一作者),中国科学院大学2020级硕士研究生,研究方向为土壤生态。

方临川(通讯作者),入选国家农业科技“SNYC”人才、“武汉英才”计划产业领军人才,荣获陕西省自然科学二等奖(第一完成人)、陕西省青年科技奖等。以第一和通讯作者在Global Change Biology、Environmental Science & Technology、Soil Biology & Biochemistry等刊物上发表SCI论文70余篇,被引5000余次,H指数42,其中16篇入选生态与环境领域ESI前1%高被引,5篇入选0.1%热点论

 

文。

SEL虚拟专辑文章合集

土壤生物地球化学循环

12. 丰富物种携带的独特基因促进青藏高原生长季节CH4的排放速率

11. 土壤细菌群落的地理分布特征(中国)及其与土地类型和土壤有机碳含量的关联

10. 施氮和生物炭添加对土壤无机碳源CO2排放的影响

9. 侵蚀对中国东北黑土土壤微生物碳利用效率的影响

8. 生物炭和生物风化矿粉通过碱化土壤增强无机碳固存

7. 土壤微生物碳利用效率对气候变暖的响应

6. 长期增温对青藏高原土壤生态酶活性及初始微生物养分限制无影响

5. 氮添加对白羊草地群落中不同功能物种植物-土壤-微生物化学计量特征的影响

4. 土壤磷决定了退耕还林过程丰富和稀有细菌群落的独特构建策略

3. 不同施肥对稻田土壤氧氨氧化活性、丰度及群落组成的影响

2. 土壤总氮矿化的根际效应:整合分析

1. 水稻生育期二氧化碳升高和氮肥施用对收获后土壤团聚体中根际沉积碳去向的影响

土壤微生物生态学

12. 不同芽孢杆菌菌株生长速率及抗氧化系统对酸胁迫的差异响应

11. 有机碳源多样性通过生态位调节激活土壤微生物群落功能

10. 相比化肥或有机肥单施,有机-无机配施建立了更稳定的土壤和根际微生物网络

9. 重新认识菌根:菌根真的如普遍认为的那样重要吗?

8. 土壤pH驱动紫金山小海拔尺度下土壤细菌群落的分异

7. 一平方米的土壤中生活着多少种细菌和古菌?

6. 土壤颗粒和水分相关因子驱动了锡林河流域河床-河漫滩-阶地连续体细菌群落的分异

5. 长期秸秆还田影响土壤细菌群落与硅形态相互转化的关系及提高水稻产量

4. 间作系统中丛枝菌根真菌的作用与变化

3. 细菌和真核生物群落的相互作用可能对对虾养殖池塘土壤生态系统的贡献

2. 不同农艺措施对根际和根区土壤细菌群落的影响

1. 植物通过根系分泌物招募假单孢菌协助抵抗地上部病原菌侵染

土壤污染与修复

13. 水稻根际微生物群落对镉污染土壤原位修复的响应差异

12. 脱硫石膏和三叶草种植对滨海盐渍枣园土壤及冬枣品质的影响研究

11. 长期覆盖农田土壤中塑料残膜的分布特征

10. 微塑料对水稻根际碳氮磷水解酶活性及其空间分布的影响

9. 黄土高原土壤微生物介导的酶促进了采后复垦人工林的次生演替

8. 结合宏基因组学评估消毒剂使用对土壤微生态的潜在风险

7. 新型生物炭物理结构和化学组成变化对水溶液中铜的吸附影响和机理研究

6. 重金属污染增加土壤微生物碳限制:来自生态酶化学计量学的证据

5. 两种水稻根系Cd胁迫响应的表型和代谢组学分析

4. 改性粉煤灰对Cd和Pb污染土壤的修复

3. 有机磷系阻燃剂在土壤-植物体系中的环境行为和生态效应

2. 性激素在水-土或沉积物体系中的吸附-解吸

1. 重金属污染土壤热固化修复再利用生态风险和人体健康风险评价方法体系构建

土壤动物及其生态功能

9. 新引物可显著提高在土壤线虫群落宏条形码鉴定效果

8. 氮磷添加对大豆农田土壤线虫的影响

7. 低密度聚乙烯微塑料(LDPE)部分缓解重金属镉暴露对蚯蚓的生态毒理效应

6. 数据库和引物的选择对长白山不同植被土壤线虫群落组成的影响

5. 在微田间实验中施肥和杂草物种丰富度对土壤线虫群落影响

4. 植物资源输入对土壤线虫能量通量的影响受气候和植物资源类型的影响

3. 黑土农田区域和局域尺度蜘蛛、甲虫和蚂蚁的beta多样性分析

2. 纳米银在土壤动物食物链中积累和转移的潜在风险及对N元素传递的影响

1. 蚯蚓在长期免耕土壤中促进了根系来源碳向土壤大团聚体的累积

期刊简介

Soil Ecology Letters(SEL) 由高等教育出版社与中国科学院城市环境研究所共同主办,SpringerNature海外发行。报道领域包括:土壤生物多样性、土壤互营和食物网、土壤微生物组、土壤—植物相互作用、土壤生物地球化学循环、土壤生物修复和恢复、土壤多功能性、土壤生物对环境变化的响应和适应、土壤生态过程的突破性技术、新理论和模型。栏目包括但不限于:letter to editor, perspective, review, rapid report, research article, commentary, SEL digest。

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