土壤微生物碳循环丨SOIL BIOL BIOCHEM:转化生物固体以土壤碳的 “代价 ”促进黑麦草生长和微生物碳循环

文摘   2024-11-23 07:05   山东  

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编译:王上

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文章信息





原名:Transformed biosolids promote ryegrass growth and microbial carbon cycling at the ‘cost’ of soil carbon

译名:转化生物固体以土壤碳的代价促进黑麦草生长和微生物碳循环

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:2024.09.26

第一作者:George D. Mercer george.mercer@research.uwa.edu.au

第一单位:澳大利亚西澳大学农业与环境学院和农业研究所

文章亮点

黑麦草生长在经转化的生物固体(碳含量相同)改良的土壤中

转化生物固体增加了植物干重,但降低了根际碳含量

在未添加生物固体的对照组中,根际中的总碳量和细组分碳含量最高

转化后的生物固体增加了可溶性碳循环基因,减少了细组分碳

文章摘要
01

研究背景

土壤碳支持理想的生态系统功能,以实现全球农业生产力和气候适应性目标。废水生物固体(wastewater biosolids)可转化为土壤改良剂(amendments),以维持碳稳定的化学比率将碳和养分返还给农业系统。然而,提高稳定土壤碳浓度和植物产量的实际交付(practice delivery)仍具有挑战性。土壤碳稳定性和养分有效性部分受微生物群落组成和功能的影响,而人们对经转化生物固体改良的土壤中的微生物群落组成和功能了解甚少。

02

研究方案

作者在温控玻璃温室中进行了一项为期56天的研究,在添加了秸秆、补充营养的秸秆或转化生物固体(堆肥生物固体、干燥生物固体或生物固体生物炭)的牧场土壤中种植多年生黑麦草(Lolium perenne),所有土壤的碳添加量相同(3500 kg ha-1)。此外还包括添加和不添加养分的对照土壤。收获时测量植物干重、土壤化学特征和土壤碳组分。16S rRNA 测序用于推断根际土细菌群落的组成和推定功能(putative function)。

03

研究结果

与未经改良的土壤相比,堆肥生物固体(236%)和干生物固体(559%)处理的地上部干重增加,但堆肥生物固体(16.3%)、干生物固体(13.3%)和生物固体生物炭(12.7%)的根际土壤总碳量减少。添加了补充养分的秸秆(6.8%)、干生物固体(6.3%)和生物固体生物炭(4.6%)根际土壤中的细组分碳减少。根际细菌群落按处理分组,与细组分碳相关的种群不同于与地上部和根系干物质量相关的种群。路径分析显示,在有效养分和植物生长的驱动下,细组分碳损失与推定碳循环基因的增加有关。

04

研究结论

转化后的生物固体可引发微生物反应,将养分从有机物重新分配给植物,从而扰乱土壤碳-养分平衡,促进碳流失。在将转化生物固体的益处转化给最终用户时,了解这种生态系统服务的碳成本至关重要。

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003807172400292X


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