来源:Soil Ecology Letters 发布时间:2024/5/13 18:34:53
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SEL 高寒农业土壤有机质输入与温度变化对土壤团聚体相关呼吸和微生物碳利用效率的影响

论文标题:Influence of organic matter input and temperature change on soil aggregate-associated respiration and microbial carbon use efficiency in alpine agricultural soils

期刊:Soil Ecology Letters

作者:Shuaiwen Zhang, Wei Gong, Xin Wan, Junya Li, Zhiguo Li, Peng Chen, Shunlin Xing, Ziyan Li, Yi Liu

发表时间:12 Jan 2024

DOI:10.1007/s42832-023-0220-4

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本研究选取青藏高原地区的高寒农业生态系统的土壤加以筛分后,开展室内模拟实验研究,分析外源有机质的输入量和温度对土壤团聚体呼吸的温度敏感性(Q10)和碳利用效率(CUE)的影响。结果表明,外源有机质输入对土壤团聚体呼吸Q10的影响存在阶段性。微生物碳利用效率随着外源有机质输入和温度的升高而减少。团聚体大小在微生物碳利用效率中起着不可忽视的作用。由于养分有效性增强,较小的团聚体表现出更高的碳利用效率。

拥有巨大碳库的青藏高原非常容易受到全球气候变化的影响。作为外源有机质主要来源的动物、植物、微生物残体输入土壤后势必改变土壤的质量指数,从而影响土壤碳库外界变化的响应。在这一过程中,碳质温度假说是否同样适用以及微生物对碳的利用情况有待认识。

本研究探讨了外源有机质添加、土壤团聚体大小和培养温度对土壤呼吸作用、微生物碳利用效率和Q10的影响。结果表明,外源有机质的输入提高了各团聚体的呼吸强度和累积呼吸强度,改变了不同团聚体之间的呼吸强度格局。外源有机物在输入前期使Q10升高,随后下降。微生物碳利用效率与外源有机质输入、培养温度和团聚体大小呈负相关。Q10和土壤质量指数(SQI)之间的关系支持碳质温度假说,突出了SQI对Q10值的影响,但是这种关系在外源有机质输入前期并不是那么明显。由于差异很大,建议谨慎使用该模型预测土壤碳动态。

作者及团队介绍

张帅文(第一作者),西藏大学2021级硕士研究生,研究方向为农业环境生态。

刘毅(通讯作者),中国科学院武汉植物园研究员、中国土壤学会理事、湖北省土壤与肥料学会理事。课题组聚焦土壤生态学系统碳、氮循环,农业面源污染,植物-土壤-微生物界面物质过程等方面的研究。研究成果发表于Soil Biology and Biochemistry 等国际学术期刊。

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

16. 重新审视土壤真菌生物标志物和转换因子:磷脂脂肪酸、麦角固醇和 rDNA 拷贝数的种间差异

15.施用猪粪的潮土比黑土和红土呈现出更高的抗生素耐药菌风险

14. 利用人工合成群落降低除草剂的使用

13. 高氮肥投入提高了稻田土壤微生物网络的复杂性

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

10. 免耕增加土壤微节肢动物丰度——基于全球尺度数据

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。

出版模式

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