秸秆与生物炭诱导的微生物差异响应调控土壤团聚体碳氮动态
《European Journal of Soil Science》:Divergent Microbial Responses to Straw Versus Biochar Shape Carbon and Nitrogen Dynamics in Soil Aggregates
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时间:2025年10月22日
来源:European Journal of Soil Science 3.8
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本研究针对不同有机输入下土壤团聚体尺度碳(C)氮(N)稳定化机制不清的问题,通过田间试验揭示:生物炭(NPKB)通过物理化学保护优先提升细粒组分(<0.053 mm)的C/N固存潜力,而秸秆(NPKS)在微团聚体(0.053–0.25 mm)激发微生物共现网络与固氮功能,为协调农业短期养分活化与长期固碳提供理论依据。
土壤团聚体作为承载空间异质性微生物群落的基本结构单元,通过生态位特异的生物与非生物过程驱动碳(C)和氮(N)的稳定化。然而,在不同有机物料输入下,微生物介导的团聚体尺度C/N稳定机制仍不明确。研究人员通过水稻-油菜轮作系统的长期田间试验,设置单施化肥(NPK)、秸秆还田(NPKS)和生物炭施用(NPKB)三种处理,将土壤团聚体分级为>?2?mm(大团聚体,LA)、0.25–2?mm(团聚体,MA)、0.053–0.25?mm(微团聚体,SA)和0.053?mm(粉粒+黏粒,XSA)。结果表明,生物炭优先提升细粒组分(0.053?mm)的C和N浓度,其化学惰性与物理保护作用增强了长期稳定潜力;而秸秆还田则促进微团聚体(0.053–0.25?mm)中复杂的微生物共现网络、富集固氮功能并提高微生物多样性,使该组分成为动态C/N转化的微生物热点。此外,NPKS处理下几丁质降解类群丰度降低与氮保守功能上调,暗示了易分解碳输入引发的微生物功能策略转变。这些发现揭示了秸秆与生物炭驱动团聚体尺度C/N稳定的差异化路径,凸显了微团聚体作为连接微生物结构、功能与土壤化学的生态界面的关键作用。
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