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原名:Plant roots increase both decomposition and stable organic matter formation in boreal forest soil译名:植物根系促进了北方森林土壤的分解和稳定有机质的形成期刊:NATURE COMMUNICATIONSIF:17.694发表时间:2019.9第一作者:Adamczyk, Bartosz摘要ABSTRACT北方针叶林是氮(N)有效性低的生态系统,在全球范围内储存了大量的碳(C),主要储存在植物生物量和土壤有机质(SOM)中。尽管对未来的气候变化预测至关重要,但控制北方碳库和氮库的机制尚未得到很好的理解。在这里,通过为期三年的野外实验,研究比较了SOM在有根、不含根但有真菌菌丝和不含根和真菌菌丝的情况下的分解和稳定。与排除根系处理相比,根系加速了SOM的分解,但也促进了不同的土壤氮经济,有机土壤氮浓度高于无机土壤氮浓度,并伴有稳定的SOM-N的积累。相反,排除根系导致土壤无机氮经济(即高水平的无机氮),即减少稳定的SOM-N积累。基于研究发现,提供了一个关于植物根系如何影响SOM分解和稳定的框架。研究背景RESEARCH BACKGROUND北方寒带森林因其高碳储量和巨大的碳序列潜力而成为全球碳(C)循环的关键组成部分。然而,随着气候变化,SOM分解可能会加速北方森林从碳汇向...
发布时间: 2023 - 06 - 14
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发布时间: 2021 - 10 - 12
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摘要植物源和微生物源碳(C)在土壤剖面中的化学组成已被定量评估,但基于根际视角的植物源和微生物源C在土壤有机碳形成中的垂直分布格局及其相对贡献仍然缺乏。我们以云杉人工林(Picea asperata)为研究对象,量化了矿质层土壤不同深度(0-10 cm, 10-20 cm及20-30 cm)根际微生物源C、植物源C和土壤有机碳(SOC)的差异化积累,并分析了其垂直分异规律的关键调控因素。此外还进一步揭示了植物源和微生物源C对根际SOC的相对贡献。结果表明,根际微生物和植物源C、SOC含量随土壤深度的增加而降低,主要受根生物量和微生物生物量的调节。此外,微生物源C对根际SOC的贡献(大于62%)显著高于植物源C (小于6%)。上述结果表明,高寒人工针叶林根际土壤微生物源C是矿质土壤上层根际SOC的主要贡献者。研究结果从根际视角为评估土壤剖面中微生物或植物源C对SOC的相对贡献提供了直接的实验证据。关键词根际,微生物源C,植物源C,土壤剖面,高寒针叶林研究背景土壤有机碳(SOC)的组成和主要来源已经成为当前生态学和土壤学领域亟需解决的核心科学问题之一。根际作为受根系活动强烈影响的微生物热点区,根系生理代谢活性在土壤剖面的变异很可能导致根际土壤C动态的垂直变异。然而,目前的大部分研究仅关注非根际SOC化学组成和来源(植物源和微生物源C)的垂直分异规律,而忽视了土壤垂直方向上根-土互作差异所导致的根际SOC形成途径的空间分异规律。因此,求证和量化森林根系活动介导的根际SOC组成和来源的垂直分异规律已成为一个十分重要又极度缺乏的研究课题。研究内容以西南亚高山典型的云杉人工林(Picea asperata)为试验对象,利用2种被广泛使用的生物标志物(氨基糖和植物源脂类/木质素酚类),量化了矿质土壤不同深度(0-10 cm, 10-20 cm及20-30 cm)根际微生物源和植物源C的含量,并分析了其垂直分异规律的关键调控因素。此外还进一步揭示了植物源和微生物源C对根际SOC的相对贡献。主要结果1)SOC、植物源C和微生物源C含量随土层深度的变化随着土壤深度的增加,SOC含量显著降低(图1)。其次,土壤微生物残体C、真菌残体C和细菌残体C也呈下降趋势(图2),并且各土层中根际真菌残体C是微生物残体C的主要组成部分(图2)。此外,随着土壤深度的增加,长链脂肪酸、角质、软木脂和木质素酚单体的含量均呈下降趋势(图3),并且各土层植物源C主要成分为软木脂(占57.59 ~ 63.27%),其次为长链脂肪酸(占17.14 ~ 24.66%),最后为木质素酚单体(占4.74 ~ 13.5...
作者: 土壤微生物组
发布时间: 2021 - 09 - 17
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文献分享       农业实践可以驱动植物相关微生物群落的组成,使植物适应生物和非生物胁迫。研究表明,施用除草剂、杀虫剂和耕作措施可导致根际微生物群落组成的变化,从而影响作物生长表现。通过对单作植物和轮作植物的比较,发现前者的微生物多样性最低。然而,连续单作的影响并不一定是负面的,因为不仅病原体的增加,而且病原体的拮抗微生物也可能富集。我们对种植制度如何影响根际微生物群落的理解仍然有限。这个研究揭示了农业栽培历史对与当前作物相关的根际微生物区系的重要影响,表明了根际微生物组的组装与植物生长表现相关。连续单作后在作物根际富集的物种可能导致作物根际在栽培土壤中的群落功能下降。这可能涉及植物激素信号转导的调控,从而对作物生长产生影响。总之,文中所提出的结果提供了土地利用历史通过选择特定的根际分类群对植物表型的影响,为未来植物微生物组影响作物生长的研究提供了基础。主要内容      根系相关的微生物被认为是植物表型的一部分,在植物养分吸收、产生生长激素和防御方面起着重要作用。由于作物有选择地从土体土壤中富集大多数根际微生物,我们假设由农业管理引起的土体土壤群落组成的变化影响植物生长表现。在本研究中,我们对具有不同的管理历史(花生单作和作物轮作)花生根际微生物组进行了宏基因组测序,并宏转录组分析。我们发现,过去的种植历史影响花生根际微生物群落的组装,表明了土壤记忆效应。单作导致根际微生物多样性的降低,几种稀有物种的富集以及与植物性能相关基因的表达减少,如营养物质代谢和植物激素生物合成。此外,单作土壤中的花生植株的生长显著减少,与激素产生相关基因(主要是生长素和细胞分裂素)的下调和脱落酸、水杨酸、茉莉酸和乙烯途径有关的基因的上调相关。这些发现表明,土地利用历史影响作物根际微生物群落和生长表现。参考文献Li, X., Jousset, A., de Boer, W., Carrión, V. J., Zhang, T., Wang, X., & Kuramae, E. E. (2018). Legacy of land use history determines reprogramming of plant physiology by soil microbiome. The ISME Journal. doi:10.1038/s41396-018-0300-0.
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发布时间: 2021 - 09 - 08
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#01摘要真菌菌丝体是土壤生物地球化学循环的重要组成部分,但目前对真菌残体分解的生态控制仅限于单个地点和植被类型。通过在美国中西部温带橡树稀树草原和阔叶林中部署常见的真菌残体,评估了高质量和低质量真菌残体分解的普遍性及真菌残体分解者群落的变化。真菌残体质量对分解速率的影响在不同的地点和植被类型上差异显著,在初始阶段高质量的真菌残体比低质量的快2.5倍。在不同植被类型中,真菌残体的细菌和真菌群落与土壤微生物群落不同,并受真菌残体质量的影响。霉菌、酵母菌和富营养细菌始终主导着高质量真菌残体。研究表明,无论分解环境的差异如何,与低质量的残体相比,高质量的残体分解更快,并支持不同类型的分解微生物。#02关键词真菌菌丝,真菌菌丝体,黑色素,菌根类型,残体,橡树稀树草原,温带森林#03研究背景土壤碳(C)储量取决于土壤有机质输入及其随后的分解和碳损失速率之间的平衡。真菌菌丝体是土壤碳储量的主要决定因素之一。真菌菌丝生物量储量大,周转快。真菌生物量死亡(即成为残体)后迅速腐烂,并融入活微生物生物量。与其他有机物输入相比,真菌残体的高营养含量也使其成为各种分解者的重要资源。已有研究表明,真菌残体生化性状(氮(N)和细胞壁黑色素含量)是驱动真菌残体分解率的重要预测因子。与黑色素含量低、氮含量高的真菌组织(高质量底物)相比,黑色素含量高、氮含量低的真菌组织(低质量底物)的腐烂速度更慢。通过这种方式可以广泛预测分解速率。然而,目前尚不清楚环境条件如何与初始基质质量相互作用,以控制真菌残体的分解速率。生态系统中的分解受土壤的生物和非生物特性的影响,而这些特性受植被类型,菌根共生优势类型的影响。土壤性质的差异又导致AM和EM群落中分解者生物的功能变异。因此,为探索基质质量和非生物和生物环境条件的差异如何相互作用来控制真菌坏死块腐烂提供了理想的试验平台。此外,真菌残体分解者群落不同于非根际土壤,并随着时间的推移显示出相当大的组成变化。真菌残体质量能够显著影响细菌和真菌分解者群落组,也可以通过C:N或黑色素含量的变化影响群落组成。然而这些研究都是在单个地点进行的,其普遍性仍不清楚。这项研究有助于深化影响土壤有机质快速循环组分和与快速分解相关的微生物群落的主导因素的理论理解。#04研究结果真菌残体的残留量受残体质量和培养时间的影响显著,而不受植被类型的影响。高质量真菌残体平均比低质量真菌残体分解快2-3倍。然而,残体质量的影响是由培养时间调节的,质量类型之间的差异在14 天时最大(图1)。14 d后,低质量的残体在草原和森林分别增加了60%和80%,但在56 d和92 d后,两种残体的剩余质量...
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发布时间: 2021 - 09 - 03
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标题:Nitrogen deposition accelerates soil carbon sequestration in tropical forests论文id:https://doi.org/10.1073/pnas.2020790118原名:译名:氮沉降加速热带森林土壤碳吸存期刊:PNASIF:9.351发表时间:2021年4月13日第一作者: 鲁显楷通讯作者:(选填)鲁显楷,PM. Vitousek,莫江明合作作者:(选填)毛庆功、Frank S. Gilliam,骆亦其,Benjamin L. Turner,周国逸主要单位:(选填)Key Laboratory of Vegetation Restoration and Management of Degraded Ecosystems, South China Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510650, China;Center of Plant Ecology, Core Botanical Gardens, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China;Department of Biology, Stanford University, Stanford, CA 94305;Department of Biology, University of West Florida, Pensacola, FL 32514;Center for Ecosystem Science and Society, Northern Arizona University, Flagstaff, AZ 86011;Smithsonian Tropical Research Institute, Apartado 0843-03092 Balboa, Ancon, Republic of PanamaAbstract: Terrestrial ecosystem carbon (C) sequestration plays an important role in ameliorating global climate change. While tropical forests exert a disproportionately large influence on global C cycling, the...
作者:
发布时间: 2021 - 09 - 03
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论文id:https://doi.org/10.1038/s41467-021-22378-8 原名:Non-structural carbohydrates mediate seasonal water stress across Amazon forests译名:非结构性碳水化合物调节亚马逊森林的季节性水分胁迫期刊:Nature CommunicationsIF:12.121发表时间:2021.04.19第一作者:Caroline Signori-Müller通讯作者:Caroline Signori-Müller合作作者:Rafael S. Oliveira, Fernanda de Vasconcellos Barros, Julia Valentim Tavares, Martin Gilpin, Francisco Carvalho Diniz, Manuel J. Marca Zevallos, Carlos A. Salas Yupayccana, Martin Acosta, Jean Bacca, Rudi S. Cruz Chino, Gina M. Aramayo Cuellar, Edwin R. M. Cumapa, Franklin Martinez, Flor M. Pérez Mullisaca, Alex Nina, Jesus M. Bañon Sanchez, Leticia Fernandes da Silva, Ligia Tello, José Sanchez Tintaya, Maira T. Martinez Ugarteche, Timothy R. Baker, Paulo R. L. Bittencourt, Laura S. Borma, Mauro Brum, Wendeson Castro, Eurídice N. Honorio Coronado, Eric G. Cosio, Ted R. Feldpausch, Letícia d’Agosto Miguel Fonseca, Emanuel Gloor, Gerardo Flores Llampazo, Yadvinder Malhi, Abel Monteagudo Mendoza, Victor Chama Moscoso, Alejandro Araujo-Murakami, Oliver L. Phillips, Norma Salinas, Marcos Silve...
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