土壤有机碳（SOC）在地球系统的全球碳（C）动态中起着至关重要的作用，是影响土壤功能和健康的主要属性。在农业生态系统中，向土壤施用作物残留物是提高土壤有机碳储量的常用策略。当微生物分解植物残体并利用碳进行代谢时，它们会分解一部分碳（通常以二氧化碳的形式释放），同时将一部分碳同化并合成代谢为生物量。

 

 

增加可耕地土壤中种植的作物的多样性可提供多种生态功能。目前尚不清楚，在混养中种植的不同作物的残留物混合物是否有助于微生物对碳 (C) 的同化作用比应用单个残留物所预期的更大。为此，来自英国雷丁大学土壤研究中心的科研团队进行了一项研究，相关科研成果发表在了《European Journal of Soil Science》期刊上。

 

 

材料与方法

1、土壤样品：

从研究的耕地中随机抽取 7 个表层土壤样品（0-20?cm 深度）并彻底混合，制成一个均质样品，重约20kg。（pH (H2O) 6.3、22.32g C kg-1、2.24g N kg-1、0.90 mg NH4+ -N kg-1、2.75 mg NO3--N kg-1）

 

2、四种13C作物残留物的制备

荞麦（buckwheat）、三叶草（berseem clover）、油萝卜（oilradish）和向日葵（sunflowe），在标记箱中用13CO2连续且均匀地进行标记。荞麦和三叶草在播种后 5?周收获，萝卜和向日葵在播种 4?周后收获。荞麦、三叶草、萝卜和向日葵的 13C 原子百分比分别为 6.7%、7.8%、7.8% 和 8.0%。相应的未标记作物在相同条件下生长，并同时收获。收获后，将13C标记和未标记作物的地上残留物在70°C下干燥并研磨通过 0.05?mm 筛孔。

 

3、实验设计

将湿润土壤通过4mm的筛网，然后在26°C条件下预培养7天。如下表所示，实验组包括添加纯的未标记残留物、13C标记的非混合残留物、含一种13C标记和3种未标记残留物的四元混合物以及不添加任何残留物的对照组。培养24小时。

 

 

通过磷脂脂肪酸(PLFA)分析跟踪植物残留物衍生的 C 的微生物同化。同时还量化了来自土壤有机质的 C 的微生物同化。经过数据分析：1.作物秸秆增加土壤微生物量并改变群落结构。2.混合作物秸秆增加了总 PLFA 生物量，改变了微生物群落结构。3.混合作物残留物增加了残留物衍生碳的微生物同化。4.混合作物残留物不会增加土壤有机质衍生碳的微生物同化。

 

 

 

 

结论

作物残留物的混合对土壤微生物总量产生了协同效应，因为真菌、一般细菌和革兰氏阳性细菌能够将作物残留物衍生的 C 直接同化到其生物量中，其程度高于单独施用作物残留物时的程度。这些发现可能是由于植物化合物的多样性为微生物开发提供了更多的生态位，随后微生物多样性和生物量也更大。在作物残留物分解的早期阶段，混合种植作物(例如覆盖作物混合物)可能比种植单一作物时观察到的微生物C同化更大。

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