文章摘要
覆膜滴灌对河套平原盐碱土微生物特性及碳氮周转的影响
Effects of Mulched Drip Irrigation on Microbial Properties and Carbon-Nitrogen Turnover in Saline-Alkali Soils of The Hetao Plain
投稿时间:2025-08-28  修订日期:2025-11-14
DOI:
中文关键词: 覆膜滴灌  盐碱土  土壤微生物群落  微生物功能基因  碳氮组分
英文关键词: Mulched drip irrigation  saline-alkali soil  soil microbial community  microbial functional genes  carbon-nitrogen fractions
基金项目:中国科学院科研项目资助
作者单位邮编
陶岐瑞 中国科学技术大学 230031
张十月 安徽农业大学 
曹明辉 中国科学院合肥物质科学研究院 
张慧兰 中国科学院合肥物质科学研究院 
陈鸿 安徽农业大学 
黄河 中国科学院合肥物质科学研究院 
孙友强 中国科学院合肥物质科学研究院 
段衍 中国科学院合肥物质科学研究院 
吴丽芳* 中国科学院合肥物质科学研究院 230031
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中文摘要:
      【目的】提升土壤碳氮库储量对减缓温室效应、促进农业可持续发展及提升土壤产能具有重要意义。覆膜滴灌作为河套地区盐碱地改良的关键措施,可通过地膜抑蒸和精准滴灌等途径控水脱盐,进而提升我国内陆盐碱地作物产量和土壤碳氮水平。但目前针对覆膜滴灌技术下土壤微生物群落、功能和碳氮周转之间关系仍需进一步解析。【方法】本研究以河套灌区盐碱土为研究对象,探究覆膜滴灌对土壤盐含量、pH、碳氮组分和微生物群落及功能的影响并建立其潜在关联,进而评估覆膜滴灌对盐碱地的改良效果。【结果】结果表明(1)覆膜滴灌能够显著提高向日葵的作物产量并降低了土壤盐含量和pH值;(2)覆膜滴灌条件下土壤平均质量直径和大团聚体含量,分别提高26.25%和70.13%;土壤POC(颗粒有机碳)、MaOC(矿物结合态有机碳)、PON(颗粒有机氮)、和MaON(矿物结合态有机氮)分别提高3.29%、3.16%、10.28%和8.00%;(3)覆膜滴灌提升显著提升了土壤碳氮周转功能基因丰度,其中cbhI和GH48基因丰度与POC含量显著正相关;cbhI基因丰度与MaOC含量显著正相关;另外,AOA-amoA、AOB-amoA和nosZ基因丰度与MaON存在显著的相关关系;(4)Mantel检验表明覆膜滴灌通过影响土壤水盐状况,改变了土壤微生物群落和碳氮组分周转之间的关系;网络分析表明,Gammaproteobacterium SCSA5和Arenimonas daejeonensis驱动了模块1和2的微生物群落进而促进了对POC的周转;Phormidium sp. CENA525、Flavobacterium tibetense是驱动模块2和模块4的微生物物种,从而改变MaON的周转。【结论】综上,覆膜滴灌能够提升土壤保水能力,降低土壤盐含量和pH,进而改变了土壤微生物群落,激发其碳氮周转潜力,最终促进土壤碳氮组分的积累和产量的提升。
英文摘要:
      本研究通过借助微生物分析手段揭示了覆膜滴灌改善盐碱土壤的作用机制,创新性关联土壤微生物群落、功能和碳氮组分周转,为盐碱地的高效利用和可持续发展提供了重要的理论依据;
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