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成都生物所在高寒森林植物根系調控土壤氮素轉化過程研究中獲新進展
发表日期: 2021-06-15 作者: 朱晓敏 文章來源:
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 土壤氮養分有效性是高寒森林生産力和結構、功能穩定性的重要限制元素。前期大量研究表明高寒針葉樹種根系偏好吸收铵態氮,且相对于非根际区而言,根际通常具有更高的铵態氮養分供給模式。然而目前對上述生態現象的根際土壤N素循環微生物調控過程尚不清楚,很大程度上制約了高寒森林群落結構和功能穩定的根際養分維持機制這一前沿基礎科學問題的深入認識。 

 針對上述科學問題,中科院成都生物研究所森林生態過程與調控項目組尹華軍研究團隊以青藏高原東緣典型的高寒針葉林爲研究對象,以根際N素轉化微生物過程爲核心,利用15N穩定性同位素標記技術,探究了高寒針葉林樹木根系如何差異化地調控土壤NH4+NO3-的産生與留存過程的方向與幅度。研究結果表明,與非根際土壤相比,根際土壤具有更高的總N礦化、NH4+的微生物固持與硝酸鹽異化還原爲铵的速率,而表現出較低的總硝化速率(圖1)。總體而言,高寒森林植物通過根系活動促進了根際土壤NH4+産生與留存,同時限制NO3-産生,從而實現根際高效NH4+養分供給模式。本研究結果爲深入理解高寒森林根系養分獲取策略及其群落結構和功能穩定性維持的根際養分維持機制提供了新見解。 

 上述研究結果近期以“Roots regulate microbial N processes to achieve an efficient NH4+ supply in the rhizosphere of alpine coniferous forests”爲題發表在國際生物地球化學權威期刊《Biogeochemistry(IF=4.161) (2021)上。该論文第一作者为中科院成都生物研究所朱晓敏博士,通讯作者为尹华军研究員。 

 上述研究得到了國家自然科學基金和四川省科技計劃項目的聯合資助。 

 原文鏈接

  

 

   1 高寒針葉林根際土壤總N产生与留存概念框架示意圖。NH4+産生與留存:總礦化(GM)和NH4+的微生物固持(IA);NO3-産生與留存:總硝化(GN),NO3-的微生物固持(IN)和硝酸鹽異化還原爲铵 (DNRA)。(方框表示土壤氮庫,箭頭表示土壤N通量。實線(虛線)表示根際效應顯著(不顯著)。 


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