东北盐碱地改良丨SOIL BIOL BIOCHEM:盐碱地水稻种植时序中微生物碳循环功能的变化

文摘   2024-12-31 07:01   德国  

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编译:王上

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文章信息





原名:Changes in microbial carbon cycling functions along rice cultivation chronosequences in saline-alkali soils

译名:盐碱地水稻种植时序中微生物碳循环功能的变化

期刊:Soil Biology and Biochemistry

2023年影响因子:9.8

5年影响因子:10.4

在线发表时间:2024.12.24

通讯作者:李禄军 研究员 lilujun@iga.ac.cn

第一单位:安徽师范大学生态与环境学院/皖江流域退化生态系统的恢复与重建省部共建协同创新中心

文章亮点

水稻栽培改善了盐碱地的土壤健康和SOC含量

土壤改良后,碳循环基因的多样性增加,但相对丰度降低

在水稻栽培过程中,土壤氮和磷的有效性可能会依次限制碳循环

文章摘要
01

研究背景

盐碱地广泛分布于世界各地,对粮食安全和环境安全构成严重威胁。在中国东北松嫩平原,水稻种植是改良盐碱地、提高粮食产量、促进土壤有机碳积累和维持土壤健康的有效策略。

02

研究方案

作者依托地处中国吉林省松嫩平原西部的典型盐碱地开展研究,探索了吉林大安(起始于1993年)和松原乾安(起始于1998年)的2个盐碱地水稻种植时序中微生物碳循环功能的变化。

03

研究结果

水稻种植通过中和pH值和增加SOC含量改善了盐碱地的土壤健康状况。两地土壤初始养分水平差异显著,但养分动态变化一致,例如,在水稻种植过程中,有效氮(AN)逐渐增加,而有效磷(AP)则先增加后减少。随着水稻种植时间的延长,碳循环基因的多样性增加,而与碳分解相关的基因相对丰度下降,这可能会促进碳积累。这些变化主要是由土壤pH值的降低以及养分有效性下降所引起的。有趣的是,在有效磷和有效氮含量相对较低的大安样地,这些养分对碳循环基因有显著影响。相反,在 有效磷和有效氮含量较高的乾安,养分对碳循环基因的影响要小于SOC。这表明养分化学计量比可能在调控碳循环基因。

土壤演替过程(soil succession process)可分为两个阶段:水稻种植少于15年和超过15年。随着水稻种植年限的延长,首先是氮的限制,然后是磷的有效性限制了微生物的碳循环功能,养分的有效性比土壤pH值的影响更重要。土壤养分和pH值的动态变化以及水稻田的淹水条件可能会限制微生物的碳分解,从而促进盐碱土中SOC的积累。

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071724003912

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