《成都生物所在干旱和施磷对桢楠幼苗土壤微生物群落及酶活性的影响研究方面获进展》

  • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: changjiang
  • 发布时间:2018-12-18
  • 桢楠( Phoebe zhennan )是中国特有的珍贵木材,在我国四川、重庆等地区有天然分布,是低海拔区常绿阔叶林的主要组成树种之一。由于人为砍伐,致使这一丰富的天然林资源近于枯竭。因此,人工营造珍贵楠木用材林在生态建设和林业生产中越来越受到重视。然而,全球气候变化导致的干旱频率和强度正逐渐增加,这可能对桢楠生长有直接或间接的影响。 相对于干旱和施磷对地上植物的影响研究而言,仅有相对较少的关于干旱和施磷对地下生态过程的影响研究报道。土壤肥力是维持地上植物健康生长的基础,研究干旱和施磷对楠木幼苗土壤的微生物和酶活性有利于认识干旱和施磷对楠木幼苗土壤的生物学影响过程,进而有利于楠木幼苗的干旱适应性经营管理。 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尼亚的博士研究生 Olusanya Abiodun Olatunji 在博士生导师潘开文研究员的指导下,研究了在两种水分状况(水分充足和干旱胁迫)下,施磷对桢楠幼苗土壤化学性质、微生物群落和酶活性的影响。研究表明,磷添加对可溶性有机氮( DON )、微生物群落、土壤含水量( SM )和土壤 pH 值无显著影响,但显著增加了土壤有效磷。与不施磷处理相比,在干旱处理中,碱性磷酸盐和 β- 呋喃果糖苷酶活性随施磷量的增加而增大。研究还表明,土壤微生物群落组成对干旱处理比施磷更为敏感,干旱降低了总的磷脂脂肪酸( PLFAs )、丛枝菌根真菌( AMF )与真菌磷脂脂肪酸 (PLFA) 含量。这些结果表明,除碱性磷酸盐和 β- 呋喃果糖苷酶外,磷添加并不能改善干旱对土壤微生物群落和酶活性的负面影响;在干旱条件下,磷对维持桢楠土壤肥力所必需的生化过程中可能不起调节作用。这些结果表明,施磷对大多数微生物特性没有影响,干旱持续时,水分减少和养分吸收降低的负面作用会影响桢楠生产能力和对干旱的适应性。在全球气候变化背景下,本研究结果还强调了需要进一步研究珍稀濒危树种桢楠的管理措施来维持土壤健康,提高桢楠的抗旱能力。研究结果对正确认识施磷和干旱对桢楠幼林土壤健康和肥力维持以及桢楠幼林的可持续经营有重要指导作用。 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 )和 CAS-TWAS 的资 助 。近日以 “The responses of soil microbial community and enzyme activities of Phoebe zhennan cultivated under different soil moisture conditions to phosphorus addition” 为题发表在国际期刊 iForest 上。 原文链接 桢楠林 .

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  • 《成都生物研究所在土地利用变化影响土壤磷相关微生物方面获得新进展》

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    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2023-06-21
    •     磷是植物和土壤生物发育的第二大必需营养元素,但其在土壤中的生物有效性通常较低,各类陆生生态系统普遍存在磷限制的现象。土壤微生物通过产生磷酸酶等参与土壤磷循环,提高土壤磷的生物有效性。土地利用变化可通过改变植被覆盖和其他相关属性进而影响土壤物理、化学和生物特性,对土壤磷酸酶活性和相关微生物群落具有显著的影响。青藏高原是世界屋脊、亚洲水塔,是地球第三极,也是全球最脆弱的地区之一,生态系统容易受到全球气候变化和人类活动的影响,该区域在环境和植被覆盖变化方面具有高度多样性。了解土地利用变化对青藏高原地区土壤磷酸酶活性和相关微生物群落的影响,对评估该区域土壤磷循环和地力可持续性具有至关重要的意义。     基于此,中国科学院成都生物研究所博士研究生Belayneh Azene和朱仁欢在博士生导师潘开文研究员和张林副研究员的指导下,以天然林、人工林、农田和灌木林四种土地利用类型的土壤为研究对象,探讨青藏高原东南缘亚高山生态系统土地利用类型变化对土壤磷酸酶活性、磷酸酶编码基因和相关微生物群落的影响。结果表明:磷的有效性在天然林转化为农田后显著增加。天然林转化为其他土地利用方式后,由于土壤有机碳、水分和全氮的降低,磷酸酶活性显著降低。检测到13个与磷溶解和磷矿化相关的基因,其中phoD和gcd分别是主要的磷矿化和磷溶解基因。农田土壤中gcd基因的丰度较高,而天然林中phoD基因的丰度较高。gcd基因丰度主要受pH和全磷控制,phoD基因丰度主要受pH和速效磷控制;土壤水分含量、有机碳和全氮调控研究检测到的其他基因。编码gcd基因的主要微生物门包括酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),编码phoD基因的主要微生物门包括变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和Candidatus Rokubacteria。大多数携带gcd和phoD的微生物主要受pH、有效磷和总磷的调控,部分微生物门也受土壤水分含量、有机碳和全氮的调节。土地利用变化显著改变了土壤磷酸酶以及磷酸酶编码基因和相关微生物的丰度,这些变化对研究土壤磷循环以及该区域土壤磷的可持续管理具有重要意义。
  • 《邓晔研究组在干旱区土壤微生物群落物种互作关系对降水梯度响应方面取得重要进展.》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2018-02-09
    • 全球气候变化对土壤生态系统造成的影响受到广泛关注,干旱 - 半干旱生态系统约占全球陆地面积的 40% 。微生物广泛分布于土壤,在调控土壤营养循环和气候变化以及保障生态系统服务功能方面发挥着重要作用。模型预测显示未来在全球气候变化背景下,干旱 - 半干旱面积会扩大而且极端气候事件会更加频发。与温度增加和二氧化碳浓度升高相比,降水变化对干旱 - 半干旱土壤微生物的影响更为显著。已有研究表明微生物活性、群落结构和多样性与降水有不同程度地相关性,而微生物群落作为一个相互作用的整体,我们对其相互作用关系如何响应降水变化还一无所知。   中国科学院生态环境中心邓晔研究组与中国科学院沈阳应用生态研究所王晓波及中国科学院植物研究所韩兴国研究员合作,依托中国北方干旱、半干旱区东西跨度 3000 多公里的草地样带系统研究了降水梯度在 36 mm 到 436 mm 之间的不同生境类型(典型草地、荒漠草地、荒漠)的微生物网络结构变化及控制因素。主要研究结果表明,在样带尺度上,年均降雨量是控制微生物网络结构的主要因素,而在单一生境尺度下,微生物网络结构的变化受控于不同的环境因子;微生物网络结构在不同生境类 型下大不相同,表现在网络中关键微生物种群的变化和网络复杂度的变化上,随着降雨量增加网络复杂度增加(见图)。这些结果表明年均降雨量对干旱 - 半干旱草地生态系统的微生物网络结构起主导作用,并推测最为干旱的荒漠生态系统对未来气候变化更敏感,变化更为剧烈。   该研究得到了国家重点研发项目、中国科学院前沿科学重点研究项目、中国科学院战略先导项目、和中国科学院相关人才计划项目的资助。文章第一作者是研究组助研王尚和应用生态所王晓波。   该成果近日在线发表于环境与生态学权威杂志 Global Ecology and Biogeography 上。