GCB 高引文章 | 長期施用氮肥對全球農(nóng)田土壤微生物的影響（被引276次）

昵稱37581541 2022-11-17 發(fā)布于江蘇

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轉(zhuǎn)載自生態(tài)學(xué)者公號（2022年11月13日）

微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中起著重要作用。土壤微生物多樣性的破壞會(huì)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡、結(jié)構(gòu)退化、生態(tài)功能下降，并嚴(yán)重影響土壤生產(chǎn)力和土壤健康。施用氮肥作為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中最常見的農(nóng)藝措施，在短期內(nèi)可以提升作物產(chǎn)量，但長期施用會(huì)造成土壤酸化、土壤肥力下降、土壤污染加劇等嚴(yán)重問題。

浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院徐建明教授團(tuán)隊(duì)基于全球70個(gè)長期定位試驗(yàn)結(jié)果，探討了單施氮肥（N）、氮肥配施磷鉀肥（NPK）等施肥方式對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中土壤肥力、微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。研究表明，單施氮肥顯著降低土壤微生物的多樣性并改變其群落結(jié)構(gòu)，多樣性下降與氮肥導(dǎo)致的土壤酸化和有機(jī)質(zhì)改變密切相關(guān)。氮肥配施磷鉀肥（NPK）則顯著提高微生物的多樣性，主要與氮磷鉀配施引起的土壤有機(jī)質(zhì)提升密切相關(guān)。長期單施氮肥還會(huì)提高土壤變形菌門（Proteobacteria）和放線菌門（Actinobacteria）的相對豐度，并降低酸桿菌門（Acidobacteria）的相對豐度，揭示氮素輸入會(huì)促進(jìn)土壤中富養(yǎng)型微生物的生長，而抑制貧養(yǎng)型微生物的生長。雖然單施氮肥會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤酸化，但對于pH強(qiáng)敏感的酸桿菌門來說，其豐度卻顯著降低，揭示“養(yǎng)分輸入因子”對此類菌群的決定作用大于“土壤酸化因子”。研究還發(fā)現(xiàn)土壤微生物生物量隨著其多樣性的降低而下降，初步揭示施用氮肥導(dǎo)致的微生物多樣性改變直接影響了土壤的生態(tài)功能，即可能不存在功能冗余。

單施氮肥（N）和氮肥配施磷鉀肥（NPK）等施肥方式對土壤微生物多樣性和主要微生物類群相對豐度的影響

該研究揭示了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分輸入與微生物群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能之間的關(guān)聯(lián)，為全球農(nóng)田土壤肥力管理策略提供理論依據(jù)。為緩解土壤微生物多樣性的下降，在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，建議在氮肥的基礎(chǔ)上配施磷鉀肥。

上述研究以題為“Long-term nitrogen fertilization decreases bacterial diversity and favors the growth of Actinobacteria and Proteobacteria in agro-ecosystems across the globe”發(fā)表在在國際權(quán)威期刊Global Change Biology。浙江大學(xué)戴中民副研究員為第一作者，通訊作者為徐建明教授（此文已被引276次，數(shù)據(jù)來源于谷歌學(xué)術(shù)）。

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https:///10.1111/gcb.14163

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