文章摘要
高温和不同光照条件下微地膜对土壤微生物群落结构和碳固定/碳降解功能的影响
Effects of micro mulch film on soil microbial community structure and carbon fixation/decomposition function under high temperature and different light conditions
投稿时间:2024-08-08  
DOI:10.13254/j.jare.2024.0617
中文关键词: 微地膜,光照强度,群落结构,碳固定,碳降解
英文关键词: micro mulch film, light intensity, community structure, carbon fixation, carbon decomposition
基金项目:上海市科技兴农项目(2022-02-08-00-12-F01121);国家自然科学基金项目(42207436);上海市农业科学院卓越团队建设计划项目(沪农科卓[2022]008)
作者单位E-mail
余殊彤 上海海洋大学海洋科学与生态环境学院, 上海 201306  
张饮江 上海海洋大学海洋科学与生态环境学院, 上海 201306  
张娟琴 上海市农业科学院生态环境保护研究所, 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站, 农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室, 上海 201403  
白娜玲 上海市农业科学院生态环境保护研究所, 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站, 农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室, 上海 201403  
李双喜 上海市农业科学院生态环境保护研究所, 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站, 农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室, 上海 201403  
张翰林 上海市农业科学院生态环境保护研究所, 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站, 农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室, 上海 201403  
郑宪清 上海市农业科学院生态环境保护研究所, 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站, 农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室, 上海 201403  
张月 上海市农业科学院生态环境保护研究所, 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站, 农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室, 上海 201403  
吕卫光 上海市农业科学院生态环境保护研究所, 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站, 农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室, 上海 201403 lvweiguang@saas.sh.cn 
张海韵 上海市农业科学院生态环境保护研究所, 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站, 农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室, 上海 201403 zhanghaiyun@saas.sh.cn 
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中文摘要:
      为揭示高温和不同光照条件下微小地膜碎片(微地膜)对土壤微生物群落结构和碳固定/碳降解功能的影响,本研究运用宏基因组测序技术,探究了强、弱光照下4种微地膜(传统黑地膜B、传统白地膜W、可降解黑地膜DB、可降解白地膜DW)对土壤微生物群落结构和碳固定/碳降解功能的影响。结果表明:可降解微地膜对细菌群落结构的影响程度比传统微地膜更强,如强光照下鞘氨醇单胞菌属在B、W、DB和DW的相对丰度分别比对照(未添加微地膜)下降了30.4%、6.9%、40.8%和51.4%。微地膜对真菌群落结构的影响程度较细菌更显著,如篮状菌属在弱光照添加B微地膜条件下的丰度上升了47.8倍,强光照下B、DB和DW使其丰度增加了2.4、2.1倍和4.2倍。土壤pH、硝态氮和速效钾与微生物群落结构具有显著相关性,光照和微地膜转变了土壤理化性质与微生物群落结构的正、负相关性。弱光照下B、W和DB显著提升了土壤碳固定功能丰度(5.1%~13.1%),强光照下B、DB和DW增加了土壤碳降解功能丰度(17.7%~20.6%)。研究表明,微地膜和光照共同影响土壤微生物群落结构,强光照下添加可降解微地膜的效应总体更显著,同时微地膜在特定光照下对碳固定/碳降解功能有一定促进作用,但可降解与传统微地膜的效应之间差异不大。
英文摘要:
      To reveal the effects of micro mulch film fragments(MMFs) on soil microbial community structure and carbon fixation/decomposition function under high temperature and different light conditions, this study investigated the effects of four types of MMFs (conventional black film B, conventional white film W, degradable black film DB, degradable white film DW) on soil microbial community structure and carbon fixation/decomposition function under strong and weak light conditions via metagenomic sequencing technology. The results showed that degradable MMFs had stronger impacts on structure of bacterial community compared with conventional ones. For instance, the relative abundance of genus Sphingomonas decreased by 30.4%, 6.9%, 40.8%, and 51.4% in B, W, DB, and DW treatments respectively compared with control under strong light. The impact of MMFs on fungal community structure was more significant than that on bacteria. For example, the abundance of the genus Chytridium in B treatment under weak light increased by 47.8 times, those in B, DB, and DW treatments under strong light increased by 2.4, 2.1, and 4.2 times, respectively. There was a significant correlation between soil pH, nitrate nitrogen, and available potassium and microbial community structure. Light and MMFs converted the positive and negative correlation between soil physicochemical properties and community structure. B, W and DB significantly promoted soil carbon fixation function under weak light(5.1% - 13.1%), while B, DB and DW enhanced carbon decomposition function under strong light(17.7% - 20.6%). MMFs and light simultaneously affect soil microbial community structure. The effect of degradable MMFs under strong light is generally more significant. Meanwhile, MMFs have certain promoting effects on carbon fixation/decomposition function under specific light conditions, but there is little difference in the effects between degradable and conventional MMFs.
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