您所在的位置: 首页 - 学术成果

【科研新进展】(289)水保所在氮添加对化学计量和微生物养分限制研究领域取得新进展

近日,水土保持研究所刘国彬研究员黄土高原生态修复科研创新团队在Soil Biology and Biochemistry上发表题为 “Impact of nitrogen addition on plant-soil-enzyme C–N–P stoichiometry and microbial nutrient limitation”的研究论文。徐红伟博士为论文第一作者,薛萐研究员为通讯作者,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室为第一单位。该研究工作得到了国家自然科学基金(42130717;42171301)和陕西省杰出青年科学基金(2021JC-50)等项目的联合资助。

图1  研究样点分布图_副本.jpg

大气氮沉降显著影响生态系统中的养分循环和C-N-P化学计量。然而,全球尺度氮添加对植物、土壤和微生物C-N-P化学计量的影响尚未进行定量化研究。该研究基于全球164个地点的898个氮添加实验数据结果,综合分析了氮添加对不同生态系统类型(农田、草地和森林)植物、土壤和酶C-N-P化学计量和微生物养分限制的影响(图1)。

研究结果表明,氮添加显著降低植物C:N(地上:16.5%,地下:27.1%,凋落物:16.5%)、土壤C:N(5.9%)、酶C:P(1.2%)和酶N:P(5.1%),而显著增加土壤C:P(4.9%)、酶C:N(7.1%)、向量角度(4.4%)、向量长度(3.9%)和植物N:P(地上:24.1 %,地下:23.8%,凋落物:13.5%)。同时,氮添加主要影响草地系统的酶C:N和向量长度。此外,植物、土壤和酶中C:N以及向量角度和长度的变化效应在10 g N m-2 yr-1时最大。

上述结果说明,氮添加显著降低了植物和土壤中的C:N比,但增加了植物N:P比,氮添加导致微生物受到C和P的共同限制;由于不同生态系统类型的养分吸收策略和效率不同,氮添加主要导致草地系统微生物受C限制,而森林系统微生物受P限制;氮添加强度和持续时间削弱了微生物P限制;氮添加强度加剧了微生物C限制,而氮添加持续时间削弱了微生物C限制(图2)。该研究结果有利于认识大气氮沉降作用下的陆地生态系统植物-土壤-微生物养分循环过程。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108714


编辑:张晴

终审:徐海