Soil & Tillage Research | 西北农林科技大学:保护性耕作中微生物群落与分解代谢多样性的关系

推荐:江舜尧

编译:杉砜

编辑:小菌菌

西北农林大学刘杨, 廖允成等于Soil & Tillage Research (IF4.601)上发表了题名为《Relationship between the microbial community and catabolic diversity in response to conservation tillage》的文章。该研究通过高通量测序技术和菌群水平生理概况分析探究了三种耕作方式下(凿耕、免耕、翻耕),根际和土壤中微生物(细菌和真菌)群落多样性和碳基质的利用。研究结果发现与常规耕作相比,保护性耕作提高了土壤有机碳、有机碳和转化酶活性。耕作干扰改变了土壤微生物系统发育组成和碳基质的利用能力,土壤微生物α多样性与分解代谢多样性呈显著正相关。在不同的耕作方式下。土壤微生物系统发育组成与三种耕作方式下不同土壤类型(根际和块根)对碳的影响较大基质利用率。土壤理化参数与微生物分类组成呈显著正相关。结构方程模型分析表明在不同耕作方式下根际Proteobacteria菌(Alpha-和 Beta Proteobacteria)、Bacteroidetes, Capnodiales, 和 Pleosporales菌有助于氨基酸、碳水化合物和羧酸的利用。该研究可以提高我们对保护性耕作在改变土壤微生物群落和分解代谢多样性作用的理解,同时也有助于建立一个有价值的农业生态系统去改善土壤养分状况,改变土壤微生物生态,进而改善植物生产的可持续性。

文章摘要

本研究通过高通量测序技术和对菌群水平生理概况分析探究了三种耕作方式下(凿耕、免耕、翻耕),根际和土壤中微生物(细菌和真菌)群落多样性和碳基质的利用。与常规耕作相比,保护性耕作提高了土壤有机碳、有机碳和转化酶活性。耕作干扰改变了土壤微生物系统发育组成和碳基质的利用能力,土壤微生物α多样性与分解代谢多样性呈显著正相关。在不同的耕作方式下。土壤微生物系统发育组成与三种耕作方式下不同土壤类型(根际和块根)对碳的影响较大基质利用率。土壤理化参数与微生物分类组成呈显著正相关。结构方程模型分析表明在不同耕作方式下根际proteobacteria菌(Alpha-和 Beta proteobacteria)、Bacteroidetes, Capnodiales, 和 Pleosporales菌有助于氨基酸、碳水化合物和羧酸的利用。我们的结果表明,保护性耕作措施和作物根系活动改变了土壤理化性质参数,丰富了土壤养分条件,导致了土壤微生物系统发育和组成的差异,增加根际共生营养微生物种群的新陈代谢能力的提高。因此,这些结果可以提高我们对保护性耕作在改变土壤微生物群落和分解代谢多样性作用的理解,同时也有助于建立一个有价值的农业生态系统去改善土壤养分状况,改变土壤微生物生态,进而改善植物生产的可持续性。

文中重要图片说明

图1 |基于Bray Curtis差异性和土壤特征的(A)细菌和(B)真菌群落的非计量多维标度图(箭头)。

图2 |微生物Shannon指数与土壤性质的关系。

图3 |不同耕作方式下,根际与土壤碳基质利用差异显著。

图4 |基于群落水平生理剖面的平均井色深度的主成分分析(PCA)。

图5 |微生物α多样性(细菌和真菌Shannon指数)与分解代谢多样性的关系。

图6 |不同耕作处理下不同土壤中六个碳基底基团(胺、氨基酸、碳水化合物、羧酸、酚c)与(A)细菌门(变形杆菌类)和(B)真菌级丰富度的冗余分析

图7 | 耕作方式和植物根系对土壤性质的关系的结构方程模型的路径图,以及随后改变分解代谢多样性的微生物群落变化




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