土壤氮转化过程对维持土壤的氮素有效性和控制N2O排放至关重要。刈割作为常见的草地管理方式之一，长期刈割对土壤的养分状况和草地生态系统中的养分循环过程造成影响。刈割可以促进根系分泌物的分泌，并调控根际微生物群落组成。尽管已有关于刈割对土壤氮转化过程和根系分泌物影响的报道，但很少有研究专门评估刈割引起的根系分泌物变化是否参与刈割影响的草地生态系统土壤氮转化过程，以及它们如何参与其中。
在本研究中，我们通过开展野外和温室试验来探究刈割对根系分泌物和土壤氮转化过程的影响。使用glmm.hp 包探讨了根系分泌物、土壤属性和微生物属性对土壤氮转化过程的贡献度，并发现根系分泌物对土壤氮转化过程的贡献度最大。基于这一结果，进一步通过微宇宙实验来探究根系分泌物组分在土壤氮转化过程中的作用机制。
图1 刈割对土壤净氮矿化速率和氧化亚氮通量的影响
图2 刈割对有机酸、糖类、酚类和有机含氮化合物分泌的影响。
图3 根系分泌物组分与土壤氮转化过程的联系。
图4 根系分泌物组分对微生物生物量碳、氮，α-多样性，β-多样性的影响。
图5 根系分泌物组分对β-1,4-乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和参与氮转化过程功能基因丰度的影响。
图6 刈割对土壤氮转化过程调控路途径示意图。
结果揭示了根系分泌的有机酸、氨基酸和糖类在刈割提高土壤氮转化过程中发挥重要作用。这些新发现为在刈割处理下调控氮有效性和减少N2O排放提供了新的视角。
相关结果以“Root exudation is involved in regulation of nitrogen transformation under mowing in a temperate steppe”为题在土壤学期刊《Soil Biology and Biochemistry》发表。
中国科学院植物研究所博士生翟秀峰为论文第一作者，张文浩研究员与田秋英研究员为论文共同通讯作者，白文明研究员、任立飞工程师和硕士生郑瑶、马芳玲参与了本研究。本研究得到了国家重点研发计划（2022YFF1302803）和内蒙古自治区科技厅（2021ZD00450、2020CG0064）项目的资助。
论文信息
标题：Root exudation is involved in regulation of nitrogen transformation under mowing in a temperate steppe
期刊：Soil Biology and Biochemistry
类型：article
作者：翟秀峰、田秋英* &张文浩*
时间：2024-5-27
DOI: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2024.109481
