JIA:适当有机替代缓解了化肥对土壤微食物网的负面影响

文摘   2024-09-26 10:01   北京  

文章题目:Partial organic substitution weakens the negative effect of chemical fertilizer on soil micro-food webs

期刊:Journal of Integrative Agriculture

影响因子:4.6

发表时间:2022

参考文献:LIU Han-wen, ZHANG Xiao-ke, ZHANG Gui-zong, et al. Partial organic substitution weakens the negative effect of chemical fertilizer on soil micro-food webs. Journal of Integrative Agriculture, 2022. 10.1016/j.jia.2022.07.043.

1.研究背景

土壤微生物群落对增强土壤养分循环和土壤肥力发挥着至关重要的作用。长期过量施用氮肥(N)对土壤微食物网的稳定性不利,影响耕地的健康和可持续利用。适当的有机肥替代对于改善土壤健康和减轻过量施用化肥的不利影响至关重要。然而,不同有机肥料对土壤微生物食物网的生物效应尚不清楚。

2.研究目的

本研究旨在探索不同有机肥料(包括秸秆、生物炭和粪肥)对土壤微食物网(微生物和线虫群落)的影响。研究假设有机肥料通过调节土壤生物群落来改善土壤肥力,并在农田生态系统中减轻化肥对土壤生物群落的负面影响。

3.科学问题

研究主要解决的科学问题包括:有机肥料替代化学肥料对土壤微生物和线虫群落的影响;有机肥料如何通过调节土壤生物群落来改善土壤肥力;以及有机肥料对土壤食物网中营养级联效应的调控机制。    

4.实验材料与方法

实验在中国辽宁省沈阳市的国家农田观测与研究站进行,采用玉米田间小区试验,设置了五种处理:100%尿素(100% N)、70%尿素(70% N)、70%尿素加秸秆(Stover)、70%尿素加牛粪(Manure)和70%尿素加生物炭(Biochar)。

通过土壤采样、土壤性质分析、磷脂脂肪酸(PLFA)分析、线虫提取和鉴定以及统计分析等方法,研究了不同处理对土壤性质、微生物群落和线虫群落的影响。

5.结果与讨论

研究结果显示,有机肥料处理提高了土壤微生物的碳氮利用效率,有助于土壤碳的保持,同时生物炭处理提高了土壤有机碳(SOC)和土壤pH值。生物炭处理还减轻了土壤酸化对土壤微生物食物网的负面影响,并减少了植食性线虫的丰度。通过主坐标分析,有机肥料的生物效应与化肥(100% N和70% N)有所区别。在减少化肥的条件下,土壤性质、微生物和线虫生物量的负相关关系减弱。在有机肥料替代处理中观察到了土壤微食物网的自下而上效应。总之,有机肥料通过调节土壤微生物和线虫群落来改善土壤肥力,减轻了化肥对微生物食物网的负面影响,并控制了土壤生物群落之间的营养级联效应。    

图1.不同施肥处理对土壤微生物群落组成的影响    

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