028-8525-3068
新闻动态 News
News 行业新闻

对日本寒温带森林优势种Quercus crispula五年施氮处理后影响细根分泌物及其与根系呼吸的关系

日期: 2021-12-15
标签:

原名:Five-year nitrogen addition affects fine root exudation and its correlation with root respiration in a dominant species, of a cool temperate forest, Japan

译名:对日本寒温带森林优势种Quercus crispula五年施氮处理后影响细根分泌物及其与根系呼吸的关系

期刊:Tree Physiology

IF4.196

发表时间:2020.01.24

第一作者:Mioko Ataka


摘要:

森林生态系统中,细根呼吸直接影响地下C循环,细根分泌物则通过促进微生物对SOC降解间接影响C循环。虽然这两种根源C通量是地下C循环的重要组成部分,但氮添加如何分别影响两者及其之间的关系尚未阐明。本研究中,我们测定了五年氮添加处理下寒温带森林中冠层优势物种Quercus crispula Blume的细根分泌物输入速率、细根呼吸速率以及细根化学和形态指标。还测定了根际土壤和非根际土壤中DOC含量用于评估细根分泌物对土壤C动态的影响。结果显示,与对照处理相比,氮添加处理下细根具有较大的平均直径以及较高的N含量,但比根长和比根面积较低。在单位根重基础上,两种处理下细根呼吸速率没有显著差异,但氮添加处理下细根分泌物输入速率略高于对照处理。在单位根表面积基础上,氮添加处理下细根分泌物输入速率显著高于对照处理。此外,氮添加处理下根际土壤和非根际土壤中DOC差值比对照处理中高两倍。虽然在两种处理下细根呼吸速率与细根分泌物输入速率具有显著正相关关系,但相比对照处理,氮添加处理下细根分泌物C输入与细根呼吸C输入的比值降低。氮添加处理影响了植物C向细根分泌物的净分配量,同时改变了细根分泌物与细根呼吸之间的C分配策略。这些发现有助于提高未来富N条件下对植物地下C分配和土壤C动态的预测能力。

研究背景:

植物向细根分配的C最高可占全年净生产力的67%,细根也是植物最重要的吸收器官。因此,细根的形态、化学以及生理特征对氮添加的响应十分敏感。有研究表明,随着土壤N有效性增加,根组织N含量增加。然而,细根形态特征(如:比根长SRL)对氮添加的响应十分复杂。在不同研究中,SRL对氮添加的响应表现主要有不受影响、升高或降低。因此,由于养分获取能力的不同,氮添加下细根可能呈现不同的响应。

除了具有吸收功能,细根还强烈影响地下C循环过程。细根呼吸和细根分泌物是细根的两个重要生理特征,分别占光合产物向地下分配量的30%21%。细根呼吸通常在氮添加处理下增强,这与根组织N含量对氮添加的响应一致。然而,关于细根分泌物如何响应氮添加的研究还较少,其结果也存在争议。

我们此前的研究发现,温带森林中两种 Quercus 树种的细根分泌物和细根呼吸速率与根组织N含量正相关。这种相关关系表明,在自然条件下植物细根生理活性与细根功能之间存在联系,尽管环境因子和植物生长状态的变化挑战着这种关系的可靠性。此外,关于氮添加处理下植物向细根呼吸和细根分泌物之间进行C分配如何响应的研究还未开展过。因此,氮添加如何影响细根呼吸和细根分泌物之间的关系尚未阐明。

主要结果:

1. 氮添加处理下土壤特性、细根形态特征和化学特征的变化

经过五年氮添加处理后,非根际土壤特性(如TCTNC/N)与对照处理相比无显著差异。非根际土壤DOC含量在氮添加处理与对照处理之间无显著差异。氮添加处理下,根际土壤与非根际土壤DOC差值显著高于对照处理(表1)。

氮添加处理显著影响了细根形态和化学特征。氮添加处理下,细根N含量显著高于对照处理约40%。与对照处理相比,氮添加处理下细根直径增加、比根长降低、比根面积降低,但根组织密度无显著变化(表2)。

1 氮添加处理和对照处理中根际土壤和非根际土壤特性

对日本寒温带森林优势种Quercus crispula五年施氮处理后影响细根分泌物及其与根系呼吸的关系

2 氮添加处理和对照处理下细根形态特征和化学特征

对日本寒温带森林优势种Quercus crispula五年施氮处理后影响细根分泌物及其与根系呼吸的关系


1. 细根呼吸和细根分泌物对五年氮添加处理的响应

在单位根重基础上,氮添加和对照处理下细根分泌物输入速率分别为0.15 ± 0.030.09 ± 0.01 mgC g−1 h−1 ,而细根呼吸速率分别为0.63 ± 0.130.48 ± 0.03 mgC g−1 h−1。在单位根表面积基础上,氮添加和对照处理下的细根分泌物输入速率分别为2.94 ± 0.621.28 ± 0.17 mgC g−1 h−1 ,而细根呼吸速率分别为12.03 ± 2.687.35 ± 0.41 mgC g−1 h−1。通过Welch’s ANOVA分析表明,氮添加处理下单位根重细根分泌物输入速率略显著高于对照处理(p = 0.066),单位根表面积细根分泌物输入速率显著高于对照处理(p = 0.008)(图1)。对于细根呼吸速率而言,氮添加处理下单位根重呼吸速率与对照处理没有显著差异(p = 0.251),但单位根表面积呼吸速率显著高于对照处理(p = 0.097)(图1

对日本寒温带森林优势种Quercus crispula五年施氮处理后影响细根分泌物及其与根系呼吸的关系 

1 氮添加处理和对照处理下(a)单位根重细根分泌物输入速率;(b)单位根重细根呼吸速率;(c)单位根表面积细根分泌物输入速率;(d)单位根表面积细根呼吸速率

2. 细根分泌物和细根呼吸与根组织NRTN含量的关系

本研究测定的细根形态和化学特征中,只有根组织N含量与单位根重细根呼吸速率(r = 0.41, p = 0.02)和单位根重细根分泌物输入速率正相关(r = 0.36, p = 0.04)。

对照处理下,单位根重细根分泌物输入速率与细根呼吸速率显著正相关r = 0.52, slope = 1.11, p = 0.045; 2。氮添加处理下两者也具有显著的正相关关系(r = 0.53, slope = 0.49, p = 0.034; 2)。此外,对照处理下两者的斜率显著高于氮添加处理(p = 0.017)。在单位根表面积基础上,细根分泌物输入速率和细根呼吸速率仅在氮添加处理下显著正相关(r = 0.61, slope = 0.50, p = 0.01)。

对日本寒温带森林优势种Quercus crispula五年施氮处理后影响细根分泌物及其与根系呼吸的关系 

2 氮添加处理和对照处理下单位根重细根分泌物输入速率与细根呼吸速率相关性分析

 

结论:

我们的研究发现,经过五年氮添加处理,Quercus crispula细根的养分获取能力下降,但细根分泌物输入速率增加。氮添加处理还影响了植物向细根分泌物和细根呼吸之间的C分配策略,具体表现为氮添加处理使植物将更多的C分配给细根呼吸。因此,我们认为氮添加处理对这两种C通量及两者关系的影响可能会进一步影响地下C循环。这些发现有助于提高未来富N条件下对植物地下C分配和土壤C动态的预测能力。



  • 最新资讯 MORE+
  • 点击次数: 0
    2025 - 03 - 14
    栢晖,第三方专业科研检测机构2025年3月8日下午13点,栢晖生物举行了一年一度的“安全日”活动。本次活动分为“安全知识培训”和“消防实操演练”两个环节,旨在进一步提升全员安全意识和应急处置能力。活动伊始,总经理杨锦兀发表讲话,介绍了举办“安全日”活动的初心与意义,并强调实验室安全对企业和员工的重要性。他指出,只有将安全理念内化于心、外化于行,才能保障科研工作的有序开展。在随后的安全知识培训中,实验室张副经理围绕灭火器使用、试剂管理、气瓶安全和现场应急处理等内容进行了系统讲解。张副经理结合真实案例,深入浅出地讲解了灭火器的正确操作步骤、火灾应对要点,以及实验室试剂的分类、存储和废弃处理规范等。通过图示和现场互动,全体员工对安全操作有了更清晰、更全面的认识。消防演练环节中,张副经理现场示范灭火器的正确使用方法,并组织员工逐一进行实操训练。通过动手演练,大家切实掌握了应急灭火技能,提升了面对突发状况的应对能力。安全,是科研顺利推进的前提,也是企业可持续发展的保障。栢晖生物始终坚持“安全第一、预防为主”的原则,持续夯实安全管理基础,营造更加安全、高效的实验环境。
  • 点击次数: 0
    2025 - 03 - 05
    文献解读原名:Multitrophic interactions support belowground carbon sequestrationthrough microbial necromass accumulation in dryland biocrusts译名:多营养级相互作用通过微生物残体积累以支持干旱生物结皮中土壤碳封存期刊:Soil Biology and BiochemistryIF:9.8发表日期:2025年1月第一作者:石佳 中国农业大学 博士研究生通讯作者:王祥 中国农业大学 教授1背景土壤有机碳(SOC)是全球最大的陆地有机碳库,估计有1500-2400 Pg。SOC在调节全球碳储量和通量方面发挥着重要作用。土壤微生物被视为土壤碳动态的主要调节因子。一般来说,微生物通过分解减少SOC库存,同时通过形成微生物生物量和稳定坏死残留物来促进稳定的碳库。最近对土壤生物标志物的全球评估表明,微生物尸体占SOC库的50%,而活微生物生物量不到5%。因此,需要深入了解控制微生物生命和死亡过程的机制,以揭示全球碳循环的复杂性,并制定有效的土壤管理策略。如生物物理特征、细胞化学组成和生活史等,影响土壤有机物循环与微生物残体碳(MNC)积累。碳利用效率(CUE)衡量转化为微生物生物量的有机碳占比,反映土壤有机碳(SOC)平衡,与 MNC、SOC 的关系存争议。竞争、互利共生和捕食等生物相互作用,影响微生物残体形成与性质。土壤微生物是食物网基础,种间竞争和高营养级捕食影响其存亡与生物量向残体的转化。营养级内和级间的相互作用,会影响 MNC 积累与 SOC 。2提出假设(1)多个营养级类群会介导土壤微生物残体碳的积累。(2)营养级内的资源竞争和跨营养级的掠食性捕食,都可能导致土壤碳更高效地分解,以及微生物残体积累减少。3材料与方法(1)研究区域位于中国西北部陕西省神木市...
  • 点击次数: 0
    2025 - 03 - 01
    栢晖生物成立于2014年,致力于为生态、农业、林业等科学研究领域提供专业的检验检测服务。公司总部位于成都市成华区四川检验检测创新科技园,实验室规模近3000平,拥有成熟、完善的实验室管理体系。01招聘岗位概览01技术支撑(3人,6-15k)岗位要求:1.生态学、农学、土壤学、林学、草学、环境工程专业硕士,接受应届生;2.有相关实验经验(氨基糖,木质素酚,土壤酶活,有机酸检测,磷组分,PLFA,微生物碳氮磷,有机氮组分等),对于常规实验方法熟悉;3.熟悉相关实验室仪器设备(如:TOC仪,元素分析仪,液相等),了解并掌握相关实验数据的分析能力;4.性格外向,沟通能力强,能适应偶尔出差;岗位职责:1.项目前期对接(回复技术咨询,实验方案确认等);2.监督项目进度(与实验室对接检测要求,监督实验进度、确认实验数据);3.项目后期处理(追踪数据发放,协助处理项目结算等相关问题)。工作地点:成都02品牌经理(9人,6-15k)岗位要求:1、生态学、农学、土壤学、林学、草学、环境工程专业本科及以上学历,23及24届研究生优先,优秀25届亦可;2、有相关实验经验(氨基糖,木质素酚,土壤酶活,有机酸检测,磷组分,PLFA,微生物碳氮磷,有机氮组分等),对于常规实验方法熟悉;3、性格外向,沟通能力强,能适应出差;4、工作踏实,自律性和执行能力强,具有积极进取的精神和不断学习的态度;5、有第三方检测机构相关经验者优先考虑。岗位职责:1、负责所在区域高校和企业市场的开拓推广工作,进入高校开展线下讲座、企业宣讲等活动;2、定期拜访高校和企业相关重点客,通过邮件、直播讲座、电话及微信等与需求客户维持良好的检测合作关系;3、主动学习各种专业知识,关注行业动态及政策;4、负责完成上级领导布置的业绩目标和工作目标;工作地点(驻点城市):北京 广州 南京 杭州 昆明 西安 长沙 沈阳 福州03项目管理(3人,...
  • 点击次数: 0
    2025 - 02 - 13
    木质素酚的来源木质素是土壤有机碳的重要组成部分,具有芳香单元的三维立体结构, 化学稳定性高,未经分离或化学转化,现有的分析技术很难对其进行直接定量分析。分子标志物的方法是目前用于测定土壤木质素含量和组成较为普遍的方法,即用木质素酚类化合物的含量,对木质素的含量及有机质来源进行指示。目前常用的处理方法是碱性氧化铜裂解出小分子单体,通过LC-DAD、LC-MS、GC-FID和GCMS测定。目标物质分类及应用意义香草基酚系列(V):香草酸、香草醛、香草乙酮丁香基酚系列(S):丁香酸、丁香醛、乙酰丁香酮肉桂基酚系列(C):对-香豆酸、阿魏酸对羟基酚系列(P):对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛、对羟基苯乙酮样品处理方法方法原理:土壤样品中木质素通过碱性氧化铜在高温下水解成单环酚盐类,调节pH=1,用液液萃取提取出酚类单体,经双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)衍生,用GCMS分离检测,以保留时间和质谱特征离子定性,内标法定量。操作步骤:称0.5-1.0g(精确至0.0001g)样品于反应釜,加1.0g氧化铜和0.1g硫酸亚铁铵,混匀。加10mL氢氧化钠(2mol/L),氮气置换釜内空气15min,170 ℃ 水解3h,加40ug内标,转移,离心,固液分离,10mL超纯水分两次清洗沉淀,合并上清液。1+1盐酸调pH=1,暗处放置1h,离心,固液分离,0.1molL盐酸清洗沉淀两次,合并上清液。提取液加2g氯化钠,混匀,用30mL乙酸乙酯分3次萃取,收集合并有机相,过无水硫酸钠除水。40 ℃氮吹至干燥,加100uL吡啶和400uLBSTFA,70℃下反应3h,上机测定。校正曲线:取适量木质素酚标准使用液,加入到预先装有1mL乙酸乙酯的衍生瓶中,加40ug内标,配制成系列标准溶液,40 ℃下氮气吹干,衍生。数据计算及分析定性方法:通过样品中目标物与标准系列中目标物的保留时间、质谱图,碎片离...
文体活动 MORE+
案例名称: 孵化中心
说明: 栢晖生物科技有限公司项目孵化中心成立于2015.06.01日,研发领域涉及生物试剂耗材、仪器、新产品开发及各生物科技服务类项目等。自成立以来,陆续吸引了大批专家教授加盟合作,并与全国数十家高校及知名企业建立了良好的合作关系。中心共有博士及以上学位骨干人员10人,专门负责公司新产品研发等工作,已成功研发出无线温度监控器及NO检测试剂盒等产品(详情见成功案例),另有细胞分选仪等三个项目正在积极孵化当中。
2017 - 05 - 31
案例名称: 孵化中心流程
说明:
2017 - 07 - 17
微信公众号
检测咨询热线
 
地址:四川省成都市成华区成宏路72号-四川检验检测创新科技园2号楼4层
          湖南省长沙市芙蓉区雄天路98号广发隆平创业园2栋6002
官方热线:028 8525 3068
投诉电话:18181920125
传真:+86 0755-2788 8009
Copyright ©2005 - 2013 成都栢晖生物科技有限公司
犀牛云提供企业云服务