盐碱农田有机碳矿化丨APPL SOIL ECOL:盐度和养分对盐碱地700年耕作时序中有机碳矿化的协同调控

文摘   2024-10-06 07:03   德国  

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编译:王上

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文章信息





原名:Synergistic regulation of salinity and nutrients on organic carbon mineralization in a 700-year cultivated saline soil chronosequence

译名:盐度和养分对盐碱地700年耕作时序中有机碳矿化的协同调控

期刊:Applied Soil Ecology

2023年影响因子:4.8

5年影响因子:5.1

在线发表时间:2024.10.02

第一作者:张红瑞

通讯作者:祝贞科 研究员zhuzhenke@nbu.edu.cn

第一单位:宁波大学植物病毒学研究所/农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室/农业农村部植保生物技术重点实验室

文章亮点

高盐度土壤中的微生物丰度和生物量都有所下降

微生物丰度的增加导致有机碳矿化率小于50%

经过700年的栽培,土壤养分含量增加,盐度降低

养分含量增加,盐度降低,有利于微生物生长

r-对策取代K-对策成为700年盐碱土壤中的优势物种

文章摘要
01

研究背景

在开垦的滩涂(reclaimed mudflats)上长期耕作会通过盐度和有机碳输入量的变化对土壤性质产生重大影响,进而影响土壤的物理、化学和生物特性。此外,长期种植水稻有助于优化稻田的土壤健康和肥力管理,减缓气候变化,提高生态系统服务功能。然而,长期耕作对盐度梯度上有机碳矿化的影响仍不清楚。

02

研究方案

作者于202203月在地处亚热带季风气候的杭州湾地区采集了不同盐度的土壤,之后对这些土壤进行室内培养分析。在一项为期80天的培养实验中,作者评估了栽培耕种了5年、20年、200年和700年的土壤中13C标记的葡萄糖矿化度,每种土壤的盐度水平各不相同。

03

研究结果

作者的结果表明,随着土壤盐度的增加,葡萄糖矿化度呈线性下降,从低盐度土壤中的76%降至高盐度土壤中的31%,反映出明显的物理影响。这一过程与化学特性密切相关,与奥尔森P值和微生物生物量碳氮水平呈正相关。无论土壤盐度如何,土壤有机碳矿化主要受溶解有机碳控制。

进一步研究发现,生物特性发生了重大变化,尤其是细菌群落组成,它随土壤耕作时间的长短而变化。细菌香农指数从50年到700年稳步上升,形成了明显的群落,在高盐度土壤中主要受电导率和pH值的影响,而在低盐度土壤中则受土壤易分解养分(soil-labile nutrients)的影响。700年栽培土壤中的优势菌门AcidobacteriaProteobacteriaVerrucomicrobia的丰度与土壤盐度和pH值呈负相关,与可溶性养分、葡萄糖和有机碳矿化度呈正相关,而5年栽培土壤中的BacteroidetesFirmicutes优势菌门则相反,与土壤盐度和pH值呈正相关,与可溶性养分和葡萄糖矿化度呈负相关。

04

研究结论

总之,土壤盐度和养分会协同调节栽培700年的盐碱土壤中的有机碳矿化。解决这些因素对于提高盐碱土壤中的微生物活性和有机碳积累至关重要,这也强调了综合采取措施减少盐分、增加外源有机物的输入和积累的重要性。

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0929139324003986


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