植物根系分泌的有机酸对土壤碳氮矿化的影响

学术   2024-10-23 22:08   广东  





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植物根系分泌的有机酸对土壤碳氮矿化的影响

引用格式:李彦林, 陈杨洋, 杨霜溶, 刘菊梅, 2024. 植物根系分泌的有机酸对土壤碳氮矿化的影响[J]. 生态环境学报, 33(9): 1362-1371.

文章亮点

  1  

以高寒草甸典型优势植物为研究对象,运用室内培养法,探讨了植物根系分泌的有机酸对土壤理化特征及土壤碳、氮矿化过程的影响;

  2  

利用相关性分析、冗余分析等,明确了影响土壤氮、氮矿化过程的主要有机酸和主要环境因子。

 导读 

高寒草甸以其独特的气候和植被类型,在全球碳循环和氮循环中扮演着重要角色。而土壤作为地球生态系统的重要组成部分,不仅是植物生长的基础,也是全球氮循环和氮循环的关键环节。在这复杂的生态过程中,植物根系通过分泌多种化学物质与土壤环境进行交互作用,其中,有机酸作为根系分泌物的重要组成部分,影响土壤理化性质并直接或间接地调控土壤微生物群落组成、多样性和功能,在土壤碳氮转化中起着重要作用。然而,目前国内外有关根系分泌物有机酸对土壤碳氮矿化的影响及调控研究尚有不足,而且这种影响是正效应还是负效应仍存在很大争议,极大地限制了对高寒草甸生态系统土壤碳氮循环的认识与理解。

基于此,本研究以藏东南高寒草甸典型的优势植物莎草科嵩草、豆科异叶米口袋和杂类草草玉梅根系分泌物有机酸为研究对象,研究确定其共有有机酸为乙酸、乳酸和富马酸,通过为期30 d的室内培养实验,分析不同种类、浓度及环境条件下有机酸对土壤碳氮矿化的具体影响差异,并探讨这些差异产生的可能原因。这将有助于更全面地理解高寒草甸植物根系-土壤互作机制及其对全球变化的响应策略,以期为生态脆弱区高寒草甸土壤生态系统的可持续发展提供科学依据。


 数据图表 

 研究结论 

(1)添加根系分泌物乙酸、乳酸和富马酸显著提高了土壤AN和AP的含量,而对土壤TN和TP的影响却不显著,有机酸对土壤速效养分的影响乳酸>富马酸>乙酸;

(2)不同有机酸作用下土壤有机碳矿速率随培养时间的增加逐渐下降最后趋于平缓,土壤碳矿化过程主要受乙酸的影响,土壤累积碳矿化量与土壤pH呈正相关;

(3)不同有机酸对土壤净氨化速率无显著影响,中高浓度乙酸抑制土壤净硝化和净氮矿化速率,土壤氮矿化过程主要受乙酸的影响,其次是乳酸,土壤氮矿化过程与土壤环境因子显著相关(p<0.05)

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