近日,中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所土壤有害生物防控創(chuàng)新團隊聯(lián)合多組學分析和同位素標記法,揭示了生物炭調(diào)控熏蒸劑消毒后土壤微生物群落恢復(fù)及土壤氮代謝的機制。相關(guān)研究發(fā)表在《危險材料(JournalofHazardousMaterials)》上。
土壤熏蒸的流程及生物炭調(diào)控熏蒸劑消毒后土壤微生物群落及氮循環(huán)過程
熏蒸劑消毒在土傳病害防控、耕地質(zhì)量提升方面發(fā)揮重要作用,近年來,土壤有害生物防控創(chuàng)新團隊開展了系列研究,明確了熏蒸劑消毒對土壤微生物群落及生態(tài)功能的影響。研究表明,土壤消毒對微生物多樣性及群落結(jié)構(gòu)的影響因熏蒸劑種類及土壤類型而異,細菌和真菌多樣性及豐度在兩個月內(nèi)可恢復(fù)至對照水平。熏蒸劑消毒抑制或促進土壤微生物途徑關(guān)鍵基因的表達,干擾土壤碳、氮、磷元素的循環(huán),從土壤微生態(tài)角度揭示了熏蒸劑消毒通過改變土壤有效氮、磷存在形態(tài)及數(shù)量的“肥料效應(yīng)”及增產(chǎn)機制。
在上述工作的基礎(chǔ)上,科研團隊聯(lián)合宏基因組分析技術(shù)及氮氧雙同位素標記法,發(fā)現(xiàn)在熏蒸劑消毒后的農(nóng)田混入生物炭有效促進氮循環(huán)過程氨氧化細菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)、亞硝酸還原型(nirS/K)等功能微生物的恢復(fù),促進銨態(tài)氮、硝態(tài)氮的消耗,從而加速土壤氮代謝進程,氧化亞氮排放由反硝化過程轉(zhuǎn)變?yōu)橄趸毦姆聪趸窂?。該研究結(jié)果為消毒后土壤微生態(tài)的恢復(fù)及土壤生態(tài)功能的定向調(diào)控提供有效途徑。
該研究得到國家重點研發(fā)計劃項目及中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程等項目資助。