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亚热带农业生态研究所在长期施肥下稻田土壤微生物残体碳积累特征及机制取得进展

  • 长期施肥是提高稻田土壤有机碳积累最有效的农田管理措施之一。然而,不同施肥条件下微生物残体碳组分差异,及其对亚热带稻田土壤有机碳积累的贡献和影响机制目前尚不清楚。

    中国科学院亚热带农业生态研究所流域农业环境研究中心吴金水研究团队于宁乡长期施肥试验站采集31年的长期施肥稻田土壤,包括不施肥(对照)、单施化肥(NPK)、化肥+秸秆(NPK + S)和化肥+有机肥(NPK + M)处理,借助生物标志物技术(磷脂脂肪酸和氨基糖)分别量化微生物活体和残体碳含量,16S rRNA和ITS技术测定微生物群落组成,探究微生物残体碳对不同施肥方式的响应及其微生物机制。结果表明,3种施肥处理均显著提高了0~10 cm和10~20 cm土壤细菌和真菌活体含量。与对照相比,NPK + M处理的细菌和真菌活体含量分别增加11.20~19.03 mg kg-1和0.99~1.64 mg kg-1。NPK处理下0~10 cm和10~20 cm土壤微生物残体碳含量与对照土壤无显著差异,而NPK + S/M显著促进微生物残体碳的积累,高于NPK处理3.98~9.73 g kg-1。此外,NPK + M处理的土壤微生物残体碳积累量比NPK + S处理高3.43~3.67 g kg-1,这是由于有机肥施用增加了革兰氏阳性r策略细菌的相对丰度(厚壁菌门、放线菌),并增加了丝状真菌的相对丰度(子囊菌门),表明细菌和真菌残体碳积累与微生物活体含量及其群落结构密切相关。与对照相比,NPK + S处理下真菌残体碳对土壤有机碳的贡献提高了7.5%~14.2%,NPK + M处理下细菌和真菌残体碳对土壤有机碳的贡献分别提高了7.6%~11.3%和7.3%~7.6%。研究表明,长期有机肥施用能够有效促进微生物残体的积累,进而增加亚热带稻田土壤有机碳积累。

    该项研究近期以题为Organic fertilizers incorporation increased microbial necromass accumulation more than mineral fertilization in paddy soil via altering microbial traits 发表在土壤学期刊Applied Soil Ecology 上。该研究得到了国家自然科学基金(41977093,42107369),湖南省自然科学基金(2021JJ40647,2020JJ4655),德国洪堡学者基金会和俄罗斯人民友谊大学战略学术领导项目的共同资助。

    论文链接

    稻田土壤微生物、细菌和真菌残体碳对长期施肥的响应

    稻田土壤微生物残体碳积累的微生物影响机制

    责编 : 贺静蕾