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發(fā)布時(shí)間: 2022 - 03 - 08
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原名:Thresholds in aridity and soil carbon-to-nitrogen ratio govern the accumulation of soil microbial residues譯名:干旱閾值和土壤碳氮比控制著土壤微生物殘?bào)w的積累期刊:Communications Earth & EnvironmentIF:12.298發(fā)表時(shí)間:2021.11.18第一作者:Zhiguo Hao、Yunfei Zhao、Xia Wang通訊作者:Xia Wang主要單位:蘭州大學(xué)地球與環(huán)境科學(xué)學(xué)院摘要:微生物殘?bào)w有助于土壤碳(C)庫的形成和穩(wěn)定,但影響其在全球范圍內(nèi)積累的因素尚不清楚。該研究綜合了268個(gè)來自草原和森林生態(tài)系統(tǒng)的氨基糖濃度數(shù)據(jù)(微生物殘?bào)w的生物標(biāo)志物)進(jìn)行Meta分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),土壤有機(jī)碳(SOC)、土壤碳氮比和干旱指數(shù)是預(yù)測(cè)微生物殘?bào)wC積累的關(guān)鍵因子。超過土壤的臨界干旱指數(shù)和土壤碳氮比(分別為~0.768和~9.583)后,土壤微生物殘?bào)w量急劇下降。干旱指數(shù)閾值與濕潤(rùn)氣候范圍有關(guān),而土壤碳氮比的閾值可能與真菌豐度的急劇下降相一致。盡管主導(dǎo)因子在生態(tài)系統(tǒng)和氣候帶之間存在差異,但土壤SOC和干旱指數(shù)始終重要,該研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)氣候和土壤環(huán)境可能控制微生物殘?bào)w積累。 研究背景:土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的C儲(chǔ)存庫。C收支的微小變化可能會(huì)對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。作為土壤的原住民,微生物可以通過分解代謝和合成代謝來調(diào)節(jié)土壤C的動(dòng)態(tài)。其中,微生物合成代謝在促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定儲(chǔ)存方面的作用日益突出。微生物利用所獲得的植物殘?bào)w進(jìn)行群落構(gòu)建,其死亡后,微生物衍生的C(體內(nèi)周轉(zhuǎn)產(chǎn)物,包括死亡的微生物殘留物和部分代謝物)通過化學(xué)吸附(與礦物質(zhì)結(jié)合)或物理包裹(團(tuán)聚體)的形式被封閉而穩(wěn)定在土壤中,能夠有效抵抗外界因素的干擾,長(zhǎng)期留存。有研究表明,微生物殘?bào)wC占土壤SOC庫很大比例,甚至高達(dá)80%。雖然微生物量C對(duì)SOC的貢獻(xiàn)微小,但微生物殘?bào)wC對(duì)SOC的貢獻(xiàn)不容忽視。微生物群落對(duì)環(huán)境變化高度敏感。例如土壤性質(zhì)和氣候變化,可以通過影響微生物的生理特性(如微生物生長(zhǎng)速率和生長(zhǎng)效率)以及生化特性來影響微生物代謝物向土壤的轉(zhuǎn)移及其穩(wěn)定性??紤]環(huán)境變化對(duì)微生物群落內(nèi)部特征的影響,存在一個(gè)微生物殘?bào)w積累最大化的最佳環(huán)境條件范圍。確定微生物生長(zhǎng)的最佳環(huán)境條件,使微生物的殘?bào)w積累量最大,SOC分解量最小,有利于土壤固C管理。目前,氨基糖生物標(biāo)志物越來越多地被用來研究微生物殘?bào)w的儲(chǔ)存機(jī)制。由于土壤中只有少部分的氨基糖與微生物...
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發(fā)布時(shí)間: 2022 - 03 - 04
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銨態(tài)氮是自然界氮元素的一種存在形態(tài),以銨根離子(NH4+)的形態(tài)存在和流通于土壤、植物、肥料和大氣中。可以與其他形式的氮元素在一定條件下相互轉(zhuǎn)化。今天栢暉給大家介紹一下如何通過2mol?L-1KCl浸提—靛酚藍(lán)比色法測(cè)定土壤中的銨態(tài)氮。方法原理2mol?L-1KCl溶液浸提土壤,把吸附在土壤膠體上的NH4+及水溶性NH4+浸提出來。土壤浸提液中的銨態(tài)氮在強(qiáng)堿性介質(zhì)中與次氯酸鹽和苯酚作用,生成水溶性染料靛酚藍(lán),溶液的顏色很穩(wěn)定。在含氮0.05~0.5mol?L-1的范圍內(nèi),吸光度與銨態(tài)氮含量成正比,可用比色法測(cè)定。試劑(1)2mol?L-1KCl溶液 稱取149.1g氯化鉀(KCl,化學(xué)純)溶于水中,稀釋至1L。(2)苯酚溶液 稱取苯酚(C6H5OH,化學(xué)純)10g和硝基鐵氰化鈉[Na2Fe(CN)5NO2H2O]100mg稀釋至1L。此試劑不穩(wěn)定,須貯于棕色瓶中,在4℃冰箱中保存。(3)次氯酸鈉堿性溶液 稱取氫氧化鈉(化學(xué)純)10g、磷酸氫二鈉(Na2HPO4?7H2O, 化學(xué)純)7.06g、磷酸鈉(Na3PO4?12H2O, 化學(xué)純)31.8g和 52.5g?L-1次氯酸鈉(NaOCl,化學(xué)純,即含5%有效氯的漂白粉溶液)10mL溶于水中,稀釋至1L,貯于棕色瓶中,在4℃冰箱中保存。(4)掩蔽劑 將400g?L-1的酒石酸鉀鈉(KNaC4H4O6?4H2O, 化學(xué)純)與100g?L-1的EDTA二鈉鹽溶液等體積混合。每100mL混合液中加入10 mol?L-1氫氧化鈉0.5mL。(5)銨態(tài)氮(NH4+—N)標(biāo)準(zhǔn)溶液 稱取干燥的硫酸銨[(NH4)2SO4,分析純]0.4717g溶于水中,洗入容量瓶后定容至1L,制備成含銨態(tài)氮(N)100ug ?mL –1的貯存溶液;使用前將其加水稀釋20倍,即配制成含銨態(tài)氮(N)5ug ?mL –1的標(biāo)準(zhǔn)溶液備用。分析步驟(1)浸提 稱取適量土樣,準(zhǔn)確到0.01g,置于150mL三角瓶中,按固液比1:5加入氯化鉀溶液,塞緊塞子,在振蕩機(jī)上振蕩1h。取出靜置,待土壤—氯化鉀懸濁液澄清后,吸取一定量上層清液進(jìn)行分析。如果不能在24h內(nèi)進(jìn)行,用濾紙過濾懸濁液,將濾液儲(chǔ)存在冰箱中備用。(2)比色 吸取土壤浸出液2mL~10mL(含NH4+—N 2-25ug)放入50mL容量瓶中,用氯化鉀溶液補(bǔ)充至10mL,然后加入苯酚溶液5mL和次氯酸鈉堿性溶液5mL,搖勻。在20℃左右的室溫下放置1h后(注1),加掩蔽劑1mL以溶解可能產(chǎn)生的沉淀物,然后用水定容至刻度。2h后,用1cm比色槽在625nm波長(zhǎng)處(或紅色濾光片)進(jìn)行比色,讀取吸光度。(3...
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發(fā)布時(shí)間: 2022 - 03 - 01
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原名:Nitrogen addition increases microbial necromass in croplands and bacterial necromass in forests: A global meta-analysis譯名:氮添加增加農(nóng)田微生物殘?bào)w和森林細(xì)菌殘?bào)w:一項(xiàng)全球薈萃分析期刊:Soil Biology and BiochemistryIF:8.312發(fā)表時(shí)間:2021年12月6日第一作者: Junxi Hu通訊作者:黃從德合作作者:Shixing Zhou, Xiong Liu, Feike A. Dijkstra主要單位:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,長(zhǎng)江上游生態(tài)林業(yè)工程四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都;國家林業(yè)和草原局,長(zhǎng)江上游森林資源保護(hù)與生態(tài)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都;摘要人工N輸入的增加改變了全球土壤碳儲(chǔ)量,但微生物殘?bào)w(氨基糖)對(duì)添加N的土壤碳的貢獻(xiàn)尚不清楚。在此,我們對(duì)32篇文獻(xiàn)進(jìn)行了meta分析,并評(píng)估了N添加對(duì)微生物殘?bào)w量的影響。結(jié)果表明,N添加的總體效應(yīng)顯著提高了真菌(葡萄糖胺,GluN)和細(xì)菌(胞壁酸,MurN;半乳糖胺,GalN)殘?bào)w;但對(duì)微生物總殘?bào)w量(總氨基糖)無顯著影響。N添加對(duì)氨基糖的影響與生態(tài)系統(tǒng)類型有關(guān)。N添加增加了農(nóng)田中GluN、MurN、GalN和總氨基糖的含量,而在森林中N添加僅增加了MurN的含量。在農(nóng)田中,施N對(duì)微生物殘?bào)w含量的影響取決于施N是單獨(dú)施N還是與磷鉀復(fù)合施N。其中,施N對(duì)細(xì)菌MurN、GalN、真菌GluN和總氨基糖含量無顯著影響。而添加NPK顯著提高了所有個(gè)體(GluN、MurN和GalN)和總氨基糖含量。此外,高施N量(150 kg N ha?1 yr?1)和長(zhǎng)期施N量(10年)顯著提高了農(nóng)田各氨基糖和總氨基糖的含量,這可能是由于高施N量和長(zhǎng)期施N刺激了微生物的生長(zhǎng)。我們的研究結(jié)果表明,N添加增加了農(nóng)田微生物殘?bào)w量和森林細(xì)菌殘?bào)w量,為全球持續(xù)的人為N輸入改善微生物源碳的封存提供了重要信息。關(guān)鍵詞N添加;微生物殘?bào)w;土壤有機(jī)碳;氨基糖前言土壤有機(jī)質(zhì)(Soil organic matter, SOM)是陸地上最大的有機(jī)碳(SOC)庫,在全球碳C循環(huán)中發(fā)揮著重要作用。微生物在SOM轉(zhuǎn)化過程有兩種關(guān)鍵而又截然不同的作用。一方面,微生物可以通過分解代謝活動(dòng)分解SOM并釋放CO2;另一方面,微生物可以利用植物源C生成微生物產(chǎn)物或?qū)⑵錃報(bào)w轉(zhuǎn)化為非生命的SOM,從而促進(jìn)SOM的形成和穩(wěn)定。氨基糖是微生物殘基和植物的組成成分,具體來說,葡萄糖胺(GluN)主要來源于真菌細(xì)胞壁的幾丁質(zhì),胞壁酸(Mu...
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發(fā)布時(shí)間: 2022 - 02 - 25
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一、文章基本信息原名:Drought promotes soil phosphorus transformation and reduces phosphorus bioavailability in a temperate forest譯名:干旱促進(jìn)溫帶森林土壤磷素轉(zhuǎn)化,降低磷的生物有效性 作者:Chengjie Ren,et al. 期刊:Science of the Total Environment2021年影響因子/JCR分區(qū):7.963/Q1發(fā)表時(shí)間:2020.05 二、文獻(xiàn)閱讀內(nèi)容1 關(guān)鍵詞干旱;土壤磷生物有效性;磷素轉(zhuǎn)化;微生物量;磷酸酶活性。2 研究主題和背景(1)背景:干旱能不斷改變生態(tài)系統(tǒng)功能,尤其是關(guān)鍵養(yǎng)分的生物地球化學(xué)循環(huán);P作為必需且限制元素,在生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵過程中起著重要的作用,而干旱如何影響土壤磷素轉(zhuǎn)化和磷的生物有效性尚未清楚。(2)主題:本研究采用透雨減少法進(jìn)行了為期4年的田間干旱試驗(yàn),以研究干旱對(duì)溫帶森林土壤磷動(dòng)態(tài)和磷生物有效性的影響。3 科學(xué)問題或科學(xué)假說科學(xué)問題:干旱對(duì)土壤磷的生物地球化學(xué)循環(huán)及磷生物有效性的影響?(1)將土壤P分為9個(gè)組分,探究哪一組分對(duì)干旱條件更為敏感,以及在干旱條件下P組分的轉(zhuǎn)化;(2)干旱如何影響土壤微生物磷動(dòng)態(tài),這些微生物特性是否可以解釋土壤磷組分的變化;(3)評(píng)估三種生物機(jī)制對(duì)無機(jī)磷釋放的影響。4 材料與方法A.試驗(yàn)樣地與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):位于河南省森林生態(tài)研究站,在林分和環(huán)境條件相近的60年生次生林中建立6個(gè)20 m × 20 m的試驗(yàn)區(qū)組,設(shè)置對(duì)照試驗(yàn)。2013年5月開始干旱處理,歷經(jīng)4年。B. 土壤理化性質(zhì)分析土壤水分;土壤pH;SOC;TN;TP;DOC、DON;Olsen PC. 土壤磷組分采用順序提取法測(cè)定土壤中P的含量,Hedley 1982:9種組分對(duì)于磷的生物有效性貢獻(xiàn)存在不同意義,D. 土壤微生物P和酸性磷酸酶活性氯仿熏蒸法;對(duì)硝基苯酚法。E.數(shù)據(jù)分析 所有數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn),進(jìn)行單因素方差分析;由于土壤磷動(dòng)態(tài)與土壤水分密切相關(guān),且干旱處理顯著降低了土壤水分含量,本研究通過簡(jiǎn)單回歸分析探討了土壤水分與化學(xué)磷和微生物磷參數(shù)之間的關(guān)系;所有統(tǒng)計(jì)分析均采用SPSS20.0進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。5 結(jié)果(1) 土壤基本理化性質(zhì)干旱條件顯著降低了土壤水分,同時(shí)也顯著減少了土壤TN(4.21-3.78g/kg干土),但SOC、TP、DOC、...
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發(fā)布時(shí)間: 2022 - 02 - 18
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原名:Root exudation of mature beech forests across a nutrient availability gradient: the role of root morphology and fungal activity譯名:成熟歐洲山毛櫸根系分泌物沿養(yǎng)分有效性梯度的變化:根系形態(tài)特征和真菌活性的影響期刊:New PhytologistIF:10.15發(fā)表時(shí)間:2020.01第一作者:Ina C. Meier摘要:根系分泌物是一種重要的植物功能,對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)中土壤有機(jī)質(zhì)動(dòng)態(tài)和植物-土壤反饋具有強(qiáng)烈的影響。然而,成熟森林根系分泌物的主要生態(tài)驅(qū)動(dòng)因素尚不確定。在兩個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi),原位收集生長(zhǎng)于不同基巖類型的六個(gè)成熟歐洲山毛櫸(Fagus sylvatica L.)林分的根系分泌物,并分析根系分泌物輸入速率與根形態(tài)特征、土壤化學(xué)特征以及養(yǎng)分有效性之間的關(guān)系。結(jié)果表明,根系形態(tài)特征是驅(qū)動(dòng)根系分泌物輸入速率在養(yǎng)分有效性梯度上變化的主要因子。具體來說,SRL增加兩倍,根系分泌物輸入速率增加約5倍。同時(shí),根系分泌物輸入速率與土壤pH和N有效性顯著負(fù)相關(guān)。與pH和養(yǎng)分含量較高的地點(diǎn)相比,在pH和養(yǎng)分含量較低的地點(diǎn),真菌活性下降,根系分泌物輸入速率約高3倍。除此之外,根系分泌物輸入速率與參與分解低生物有效性碳和氮的胞外酶活性負(fù)相關(guān)。綜上,在偏酸性且N有效性較低的土壤中,真菌活性降低,森林根系分泌物輸入速率增加,更多的光合固定碳以根系分泌物形式輸入到土壤中參與碳循環(huán)。研究背景根系分泌物輸入是決定根際功能和植物-土壤關(guān)系的關(guān)鍵過程,最高可占植物總光合固定碳的1/3。根系分泌物中的不穩(wěn)定碳組分可作為根際微生物易獲取的重要能量物質(zhì)來源。土壤微生物能夠?qū)⑼寥烙袡C(jī)質(zhì)(SOM)轉(zhuǎn)化為生物可利用形式。然而,大部分微生物群落都受到能量限制并表現(xiàn)出功能不活躍性,其胞外酶產(chǎn)生也受到養(yǎng)分經(jīng)濟(jì)調(diào)控。因此,微生物產(chǎn)生的水解酶(將纖維素和幾丁質(zhì)解聚成生物可利用形式)與生物群落內(nèi)部和整個(gè)生物群落中的底物有效性(SOM或總C含量)和pH值密切相關(guān)。相比之下,氮(N)有效性對(duì)水解酶活性的影響仍不確定。不同的研究表明,N限制可能抑制、不影響或促進(jìn)水解酶活性,取決于真菌的相對(duì)數(shù)量。這些不同的結(jié)果可能反映了微生物產(chǎn)生酶的過程受到生物可利用碳限制,而根系分泌物被認(rèn)為是一種微生物可利用碳的來源。養(yǎng)分限制會(huì)影響植物細(xì)根的生長(zhǎng)和活力。大量研究表明養(yǎng)分限制條件下會(huì)誘導(dǎo)差異化的植物根系響應(yīng),比如比根長(zhǎng)(SRL)增大、直徑減小,或者根生物量增加和根壽命延長(zhǎng)。然而,根系性狀的響應(yīng)是否對(duì)根...
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