沈陽生態(tài)所揭示免耕條件下秸稈還田量及頻率對土壤微食物網(wǎng)分解通道的調(diào)節(jié)機(jī)制
為探討秸稈還田量及頻率對土壤微食物網(wǎng)分解通道的調(diào)節(jié)機(jī)制,中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所農(nóng)業(yè)中心保護(hù)性耕作特色研究團(tuán)隊(duì)成員張曉珂、解宏圖等依托我所梨樹試驗(yàn)基地平臺,重點(diǎn)研究在不同秸稈還田量及還田頻率下,土壤微食物網(wǎng)內(nèi)土壤微生物、食微線蟲和捕食/雜食線蟲的變化規(guī)律和相互關(guān)系。研究結(jié)果表明,秸稈的還田頻率對土壤微食物網(wǎng)群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響(P < 0.05)。高頻秸稈還田方式顯著增強(qiáng)土壤微食物網(wǎng)中細(xì)菌與食細(xì)菌線蟲的相互聯(lián)系,同時加強(qiáng)了細(xì)菌分解通道在有機(jī)質(zhì)分解中的作用;而低頻的秸稈還田方式在增加了細(xì)菌PLFAs的同時,還增強(qiáng)了土壤微食物網(wǎng)中真菌與食真菌線蟲的聯(lián)系,同時真菌分解通道被加強(qiáng)(圖2)。綜上所述,秸稈還田頻率調(diào)節(jié)了土壤微生物與線蟲之間的雙向耦合關(guān)系并驅(qū)動了微食物網(wǎng)主要功能群之間碳的流動,而秸稈還田產(chǎn)生的上行效應(yīng)對于土壤微食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)具有決定性作用。該研究為免耕農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展提供了相應(yīng)的土壤生物學(xué)依據(jù)。
研究成果以“Frequency of stover mulching but not amount regulates the decomposition pathways of soil micro-foodwebs in a no-tillage system”為題,發(fā)表在Soil Biology and Biochemistry期刊上,土壤生態(tài)組聯(lián)合培養(yǎng)博士生寇新昌和馬寧寧助理研究員為共同第一作者,張曉珂研究員和吳正方教授為共同通訊作者。該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國家科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)、王寬誠教育基金(盧嘉錫國際團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目)及我所農(nóng)業(yè)中心特色團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的支持。

圖1 土壤微食物網(wǎng)對外源有機(jī)碳輸入的響應(yīng)機(jī)理

圖2 不同秸稈還田量及頻率方式下土壤微食物網(wǎng)間的網(wǎng)絡(luò)分析。紅色和藍(lán)色的線分別代表正相關(guān)和負(fù)相關(guān)關(guān)系,點(diǎn)的大小代表生物量的多少。
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