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树木土壤微生物群落对磷添加、干旱的响应研究获进展

发布时间:2018-06-22来源:成都生物研究所点击量:568
土壤微生物是生态系统中的重要组成部分,其需要磷、氮、碳、水等多个必需的资源来提供能量和合成大分子物质,同时也依赖于适宜的温度、pH、土壤含水量等环境因子,进而维持其在生态系统中的正常的功能。土壤中的磷和水是限制生态系统生产力的重要因子,有效磷的改变和土壤水分的减少可以通过改变土壤碳氮和其他养分循环不可避免地影响土壤微生物。由于土壤条件和树种特性的不同,植物和土壤微生物对外源磷添加的响应可能不同。对大多数土壤类型而言,即使是肥沃的土壤也常常缺乏供植物吸收的有效磷。干旱也可以减少土壤中磷的移动性,导致土壤有效磷在干旱条件下愈加缺乏。尽管磷和土壤微生物对维持生态系统生产力和稳定性十分重要,但很少有人研究磷、干旱和树种特性协同影响土壤微生物对干旱环境的响应过程。

  巨桉(Eucalyptus grandis)属高大常绿乔木,喜光、喜温润气候,是非固氮植物,原产于澳大利亚,是重要的短周期工业原料和绿化植物物种,因其速生性和良好的经济效益,广泛引种栽培于我国西南地区,为我国提供了一半以上的国产木质原材料。桤木(Alnus cremastogyne)是我国特有树种,喜光、喜温暖气候,为重要的荒山绿化落叶树种,是非常重要的非豆科固氮植物。

  中国科学院成都生物研究所生态过程与生物多样性保育学科团组来自尼日利亚的留学生Olusanya A. Olatunji在博士生导师潘开文的指导下,研究了磷添加、水分亏缺、种植固氮树种桤木、非固氮树种巨桉对土壤原生动物、土壤微生物和酶活性的单独及其交互作用。研究表明:干旱、磷添加及其相互作用对土壤微生物群落和化学性质的影响因地上树种的种类不同而有差异。与无干旱处理相比,干旱显著地降低了土壤变形虫、纤毛虫、总原生动物和大部分微生物群落的丰度,但与固氮植物相比,非固氮植物下的效果更显著。磷添加和干旱处理的交互作用提高了土壤硝态氮(NO3 - N)和溶解有机氮(DON)含量。在干旱条件下,磷添加显著提高了非固氮树种土壤的纤毛虫、鞭毛虫、变形虫和总原生动物的平均丰度,显著增加了固氮树种土壤的放线菌、革兰氏染色阳性菌、总细菌。此外,研究显示,施用磷对土壤微生物的影响效果取决于其与干旱的相互作用,也取决于地上树种的特性,在干旱事件发生时可以增加大多数土壤生物群落的稳定性。该研究揭示了磷添加和固氮树种对维持干旱条件下土壤微生物功能的重要性,有助于在不利气候条件下为森林生态系统的可持续管理和造林绿化提供依据。

  该研究得到国家重点研发计划(2016YFC0502101 ,2017YFC0505000)、国家自然科学基金(31370632,31500517)等项目的资助,近日以Influence of phosphorus application and water deficit on the soil microbiota of N2-fixing and non-N-fixing tree 为题发表在国际期刊Ecosphere上。


  复层巨桉人工林


  桤木人工林

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