东北地理所在根际沉积物相关微生物群对土壤有机碳的贡献研究方面取得新进展
根际沉积在土壤碳循环中起着重要作用,土壤中根际沉积-碳转移和保存过程主要受微生物调控。然而,根沉积-C与土壤有机碳之间的联系仍然是陆地碳循环中最不为人所知的部分之一,尤其对于植物发育过程中根沉积-C如何被隔离到土壤有机碳中的潜在机制知之甚少。
中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土有机碳与保护性耕作团队采用脉冲标记法结合13C磷脂脂肪酸(PLFA)和13C核磁共振(NMR)技术,在东北黑土的大田条件下追踪了玉米根系活跃期的营养期和籽粒形成的生殖期中光合产物C是如何通过微生物过程被隔离到土壤中。
结果表明,腐生真菌在营养期对标记C的掺入起重要作用,而放线菌在生殖期占优势。此外,固定在微生物生物量C(13C-MBC)中的标记C对固定在土壤有机C(13C-SOC)中的总标记C的贡献从营养期的5%增加到生殖期的25%,尽管在两个生长阶段13C-MBC的量几乎相同。营养期和生殖期土壤C化学组成的差异主要体现在芳基C和O-烷基C中,营养期的芳基C比例较高,生殖期的O-烷基碳比例较高。此外,腐生真菌和放线菌与各个玉米生长阶段SOC中较高比例的芳基C和O-烷基C有关。研究结果强调了土壤微生物在玉米生长过程中对根际碳沉积的连续处理和螯合中的重要作用。进一步的研究应更多地关注不同作物品种和田间条件下管理实践中SOC形成所涉及的微生物过程,以阐明根际沉积对固碳和土壤肥力的重要性。
图:不同生长期光合碳在玉米-土壤系统中的分布情况
该成果以“Contribution of rhizodeposit associated microbial groups to SOC varies with maize growth stages ”为题发表在土壤学1区top期刊Geoderma上。中国科学院东北地理与农业生态研究所张士秀副研究员为论文第一作者,梁爱珍研究员为通讯作者。该研究得到本研究得到国家自然科学基金(编号42077046和U20A2083)、中国科学院青年创新促进会(编号2021228)、吉林省科学技术发展计划项目(编号20190201116JC)的支持,以及吉林省中青年领军人才创新团队计划(20200301022RQ)等项目的支持。
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