科研進展
土壤質地和灌溉方式交互影響土壤微生物生態適應和養分固存機制研究獲新進展
在干旱區綠洲農業生態系統中,灌溉方式不僅影響土壤水分狀況,還會改變水鹽運移過程、調控微生物群落結構及其功能特征,進而影響碳、氮等關鍵生物地球化學循環過程。而不同土壤質地因其孔隙結構、持水能力和離子吸附能力的不同,導致土壤水鹽動態、微生物及養分轉化途徑對灌溉方式的響應具有差異性。
中國科學院西北生態環境資源研究院楊榮研究員團隊基于在甘肅臨澤農田生態系統國家野外科學觀測研究站設置的農田定位監測試驗(2023年—2024年),系統研究了質地-灌溉交互下的土壤微生物生態適應和養分固存機制。
研究表明,與傳統漫灌相比,膜下滴灌使微生物多樣性、富營養類群比例、網絡復雜性、養分循環基因豐度分別增加了25.5%、20.4%、106.8%和93.5%。此外,相較于砂土,在壤土中采用膜下滴灌模式能更有效地提升土壤微生物α多樣性(提高9.54%)和碳氮循環基因豐度(提高11.62%),但在提升富營養類群比例和代謝通路豐度方面的效果則相對較弱,增幅較在砂土條件下分別降低了4.70%和6.27%。
研究指出,土壤質地是調控微生物群落結構和功能對灌溉響應的關鍵因子,并進一步調節土壤碳、氮、磷的固存。因此,優化灌溉管理策略應結合土壤質地,以充分發揮微生物潛力、促進干旱區農業生態系統的長期可持續性。
相關研究成果以Soil texture modulates microbial responses to irrigation: Implications for nutrient cycling in arid agroecosystem為題在線發表在Soil & Tillage Research。西北研究院孫開博士為論文第一作者,楊榮研究員為通訊作者。該研究得到甘肅省重大科技專項、甘肅省重點研發計劃、甘肅省農業科技支撐項目的資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.still.2025.106838.
土壤質地調控微生物群落結構對灌溉的響應