在氮添加对化学计量和微生物养分限制研究领域取得新进展

作者：安塞站  更新时间：2024-04-02

        刘国彬研究员黄土高原生态修复科研创新团队在土壤学领域著名期刊Soil Biology and Biochemistry（学校双一流G2类刊物，中科院大类1区TOP期刊）上发表题为 “Impact of nitrogen addition on plant-soil-enzyme C–N–P stoichiometry and microbial nutrient limitation”的研究论文。徐红伟博士为论文第一作者，薛萐研究员为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金（42130717；42171301）和陕西省杰出青年科学基金（2021JC-50)等项目的联合资助。

   大气氮沉降显著影响生态系统中的养分循环和C-N-P化学计量。然而，全球尺度氮添加对植物、土壤和微生物C-N-P化学计量的影响尚未进行定量化研究。该研究基于全球164个地点的898个氮添加实验数据结果，综合分析了氮添加对不同生态系统类型（农田、草地和森林）植物、土壤和酶C-N-P化学计量和微生物养分限制的影响（图1）。

　　 研究结果表明，氮添加显著降低植物C:N（地上：16.5%，地下：27.1%，凋落物：16.5%）、土壤C:N（5.9%）、酶C:P（1.2%）和酶N:P（5.1%），而显著增加土壤C:P（4.9%）、酶C:N（7.1%）、向量角度（4.4%）、向量长度（3.9%）和植物N:P（地上：24.1 %，地下：23.8%，凋落物：13.5%）。同时，氮添加主要影响草地系统的酶C:N和向量长度。此外，植物、土壤和酶中C:N以及向量角度和长度的变化效应在10gNm-2yr-1时最大。

　　 上述结果说明，氮添加显著降低了植物和土壤中的C:N比，但增加了植物N:P比，氮添加导致微生物受到C和P的共同限制；由于不同生态系统类型的养分吸收策略和效率不同，氮添加主要导致草地系统微生物受C限制，而森林系统微生物受P限制；氮添加强度和持续时间削弱了微生物P限制；氮添加强度加剧了微生物C限制，而氮添加持续时间削弱了微生物C限制（图2）。该研究结果有利于认识大气氮沉降作用下的陆地生态系统植物-土壤-微生物养分循环过程。

研究样点分布图

氮添加对植物、土壤和微生物C-N-P化学计量的影响

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108714