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文献解读| 长期N添加减缓了凋落叶分解,并促进土壤有机质形成的物理转移

日期: 2022-03-29
标签:

原名:The path less taken: Long-term N additions slow leaf litter decomposition and favor the physical transfer pathway of soil organic matter formation

译名:长期N添加减缓了凋落叶分解,并促进土壤有机质形成的物理转移

期刊:Soil Biology and Biochemistry

IF7.229

发表时间:2022

第一作者Brooke A. Eastman

通讯作者Brooke A. Eastman

合作作者:Brooke A. Eastman, Mary Beth Adams, William T. Peterjohn

主要单位:

Department of Biology, West Virginia University, Life Sciences Building, 53 Campus Drive, Morgantown, WV, 26506, USA

Northern Research Station, USDA Forest Service, 180 Canfield Street, Morgantown, WV, 26506, USA 

研究背景:

SOM及其相关的土壤生物地球化学过程对添加的响应对于预测全球土壤C库对环境变化的响应至关重要。将土壤有机质(SOM)的形成理解为土壤微生物获取有机植物输入与化学抵抗和矿物组合保护之间的平衡,可以极大地改善我们对陆地碳库的预测。然而,对于控制SOM形成和不稳定的过程,以及这些过程如何受到持续的氮沉降的影响,我们的认识仍然存在不足。为了评估长期氮沉降增加如何影响凋落物分解和土壤有机质不同组分中的分布我们在一个长期的N施肥试验区,将交替移植凋落叶分解研究与SOM在矿物结合(MAOM)和颗粒有机物质(POM)组分中的分布相结合用于理解高氮输入条件下SOM的形成和失稳。

科学假设:

1凋落叶移植到氮处理土壤中的分解速度较慢,尤其是高木质素和/或低氮含量的凋落叶;

2)添加氮表层矿质土壤中POM的比例较高,这是由于植物凋落物中存在较多的微生物分解的颗粒状凋落物;

3)添加氮的表层矿质土壤中MAOM的比例较高,这是由于微生物CUE增加所致。

研究结果:

结果表明,无论初始凋落物来自哪个流域,近30年的N添加都使施肥流域凋落叶分解速率降低了约11%。分解速率变化造成一个明显结果是,施肥小流域土壤轻颗粒有机质中SOM的比例比无施肥小流域高40%左右,且与土壤碳氮比呈正相关。总的来说,在温带森林中,N饱和通过减缓凋落叶分解速率和促进颗粒有机质的积累改变了SOM的形成,而不是微生物处理的矿物结合态有机质。

文献解读| 长期N添加减缓了凋落叶分解,并促进土壤有机质形成的物理转移

1. 4种优势树种凋落物分解的初始凋落物质量百分比

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2. 施氮和未施氮地区SOM的土壤密度分级结果

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3. 施氮和未施氮地区土壤总碳中轻POM的含量与土壤碳氮比呈显著正相关

结论:

施氮显著降低了凋落叶的分解速率,并影响了植物在不同SOM组分中投入。SOM及其相关的土壤生物地球化学过程对N添加的响应对于预测全球土壤C库对环境变化的响应至关重要。将SOM的稳定氮沉降和有效性联系起来的植物-微生物相互作用的复杂响应可能是预测未来陆地碳储量和为碳固存做出森林管理决策的关键组成部分。

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说明:
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