《研究揭示团聚体周转动态与根际激发效应的关联》

  • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
  • 编译者: 陈方
  • 发布时间:2020-09-11
  • 根系既能驱动土壤团聚体周转(aggregate turnover),在团聚体的形成(formation)和破碎(breakdown)过程中调控土壤有机碳的稳定和分解,也能驱动根系-土壤互作,产生根际激发效应(rhizosphere priming effect,RPE)。然而,受限于方法,二者间的机制性联系目前仍停留在假说阶段(即“团聚体周转假说”),缺少直接实验证据。
    中国科学院沈阳应用生态研究所地下生态过程组借助稀土氧化物标记和天然13C同位素示踪技术,发现植物生长和种类显着影响团聚体周转速率,总体表现为团聚性增加(aggregation),即大团聚体(larger aggregates)形成大于破碎过程,物种间团聚体周转速率的差异与细根属性有关;植物种间根际激发效应的差异与团聚体周转速率的差异趋于一致,意味着二者之间存在显着正向关联。基于此,发展一个以团聚体周转为核心的土壤有机碳动态变化框架——“key”模型,即根系加速的团聚体周转引起的团聚体破碎过程可提高根际激发效应,同时,团聚体形成过程可固持根源碳,二者的平衡调控土壤碳的动态变化。该模型将为准确预测土壤有机碳动态提供理论参考。
    相关研究成果以Rhizosphere priming is tightly associated with root-driven aggregate turnover为题,发表在Soil Biology & Biochemistry上。博士生王小红和助理研究员阴黎明为论文共同第一作者,研究员王朋为论文通讯作者。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的支持。(生物谷Bioon.com)

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    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-08-20
    • 长期以来,位于南水北调丹江口库区的淅川县石漠化和水土流失较为严重,曾对当地生态环境造成严重破坏,对社会经济发展造成不利影响。石漠化造成严重的水土流失,大面积基岩裸露,土地生产力严重降低,景观同质化。近年来,当地政府实施了封山育林、荒山造林、退耕还林还草等措施。森林面积迅速增加,石漠化进程得到有效遏制,石漠化程度显著降低。然而,库周大面积存在的人工林地由于地力贫瘠,植被生长极为缓慢,地力提升有限,存在“远看绿油油,近看水土流”的现象。因此,有必要开展石漠化地区植被恢复过程中土壤质量改善和固碳等相关的理论研究。   土壤团聚体是由土壤颗粒自然形成的颗粒或小团块结构,土壤团聚体的稳定性是预测土壤水分流失和土壤侵蚀能力的重要指标。团聚体的稳定性会影响与土壤侵蚀相关的过程,如入渗、结皮和沉积物生成。此外,土壤团聚体是土壤有机碳(SOC)固定的主要场所。据估计,陆地生态系统表土中约90%的SOC固定在土壤团聚体中。土壤团聚体受多种因素的影响,如植物根系的生长、土壤理化性质、土壤动物和微生物的活动以及人工管理。植物根系有效地控制土壤侵蚀,稳定土壤结构,对土壤团聚体的形成和土壤有机碳的固存起着至关重要的作用。因此,探讨土壤团聚体的稳定性对防止土壤侵蚀、保持土壤肥力、提高土壤固碳潜力具有重要意义。   武汉植物园研究生李俊雅在刘毅老师的指导下,在河南丹江湿地国家级自然保护区内,对须根系和直根系植物的根际和非根际土壤进行采样分析,研究不同粒径团聚体中的稳定性分布、SOC含量和δ13C动态去向。结果发现:根际效应显著提高了土壤团聚体的稳定性,显著促进了土壤团聚体固碳。稳定同位素分析发现,SOC会随着土壤团聚体周转在不同大小团聚体中迁移流动,总的流动方向表现为从大团聚体向小团聚体流动,且根际区域内团聚体间C的流动大于非根际。对于土壤团聚体稳定性和有机碳的固定,须根系植物的根际效应明显强于直根系植物。   本研究是建立在中国科学院武汉植物园与大自然保护协会(TNC)合作的基础上,目的是评估石漠化植被恢复过程中根际效应对土壤团聚体稳定性的影响;探讨根际和非根际土壤团聚体固碳机制上的差异,期望通过植物根际调控土壤结构的稳定性,增强土壤侵蚀抗性和SOC固定,为后续石漠化植被恢复策略提供了理论基础。 该研究结果以“Rhizosphere effects promote soil aggregate stability and associated organic carbon sequestration in rocky areas of desertification”为题发表在学术期刊Agriculture, Ecosystems and Environment上,受到国家自然科学基金(31971532)和大自然保护协会丹江项目的资金支持。
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    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:姜丽华
    • 发布时间:2022-10-31
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