旱地农业生态系统土壤自养微生物的环境偏好与种间相互作用及其碳汇增效潜力

《Applied Soil Ecology》：Environmental preferences and interspecific interactions of autotrophic microorganisms in dryland agroecosystems soils

本研究通过宏基因组学揭示了旱地农田土壤中645种主要自养微生物（MAM）的环境适应性与互作网络，发现其群落偏好低土壤碳、氮、磷的干旱条件，且种间以协同关系为主（75%物种受生物互作间接调控）。研究筛选出33个关键种（如Hassallia byssoidea），为通过微生物管理提升土壤固碳（SOC）提供了理论依据，对优化旱地农业碳汇具有重要指导意义。

　　

Highlight

本研究亮点在于首次在物种水平系统解析了旱地农田土壤自养微生物群落的生态偏好与互作模式，揭示了其以协同为主导的网络结构，并明确了关键环境驱动因子，为定向调控微生物固碳路径提供了新视角。

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本研究以内蒙古河套灌区和宁夏引黄灌区为研究区域，这些区域是西北旱地农业生态系统的典型代表，具有长期的连续农业实践（如玉米、向日葵和苜蓿种植）以及撂荒地等关键土地利用类型，为探索自养微生物...

Soil physical and chemical properties and autotrophic microbial species

通过宏基因组检测发现，在门水平上，六个样点土壤中共鉴定出4345种自养微生物。其中，S1、S2、S3和S6样点中丰度最高的自养微生物物种均为 Chloroflexi bacterium CSP1–4，占各自样点自养微生物总相对丰度的3.7%至6.7%。在S4样点，丰度最高的自养物种是 Solirubrobactersp. URHD0082，而在S5样点则是...

Interspecies interactions of MAM in dryland farm soils

针对旱地农田土壤自养微生物群落的特异性表征发现，研究区域内MAM（主要自养微生物）和MHM（主要异养微生物）数据集共包含3585个不同的微生物物种。这些自养和异养物种的相对丰度分别占土壤中自养和异养微生物总相对丰度的62.1%和81.2%。在构建了显著的微生物拓扑网络后，模块化分析显示...

Conclusion

本研究发现，在鉴定的645种MAM中，有165种自养微生物物种受到土壤环境因子的显著影响（绝对值r > 0.5 且 p < 0.05）。基于这些结果，研究区域内的土壤自养微生物群可能偏好于高全氮（TN）和低铵态氮（AN）、硝态氮（NN）、土壤无机碳（SIC）、土壤有机碳（SOC）及全磷（TP）的旱地条件。此外，土壤自养微生物群内部及其与主要异养微生物之间主要表现出潜在的协同关系而非竞争关系...