SBB成果发表|秸秆还田下微生物残体介导的氮肥减施增效机制

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文章信息

英文原名：Dynamics of microbial necromass in response to reduced fertilizer application mediated by crop residue return

中文译名：秸秆还田介导微生物残体对氮肥减施的响应

发表期刊：Soil Biology and Biochemistry

期刊2020影响因子：7.609

第一作者：马雪松，张威

通讯作者：何红波研究员；梁超研究员

通讯邮件：[e-mail]; [e-mail]

第一单位：中国科学院沈阳应用生态研究所

DOI：10.1016/j.soilbio.2021.108512

文章亮点

1. 微生物残体动态受到碳氮有效性的交互影响

2. 微生物残体可通过降解供应土壤氮

3. 缺氮情况下细菌残体比真菌残体更易降解

4. 玉米秸秆还田有利于微生物残体氮的保留和稳定

摘要与图表

    了解微生物源氮对土壤氮素有效性的响应对优化氮肥管理至关重要。基于微生物标识物氨基糖，我们研究了在经历长期全量秸秆还田的保护性耕作系统中3年氮肥减施（240, 190, 135, 0 kg N/ha）和秸秆还田与否对微生物残体氮动态的影响。结果表明，在常规施肥下，长期秸秆还田土壤微生物残体贡献土壤氮库的61%，对土壤氮库的维持具有重要作用。随着氮素输入的减少微生物残体氮总量降低，其中细菌残体倾向于在氮素缺乏时降解供氮，而真菌残体则贡献土壤氮库稳定。但是，在停止施肥后微生物残体氮仅降低4.4%-7.3%，说明虽然微生物残体具有补偿氮素需求的能力，但其对氮素的保留起主导作用。秸秆还田通过优先提高真菌残体氮的净积累，缓解土壤-作物系统中的氮素缺乏，抵消微生物残体氮降低，有利于土壤有机氮库的维持，提高微生物残体库的稳定性。另外，在所有施肥处理中，秸秆还田降低了土壤硝态氮含量，说明碳有效性的提高通过增强微生物氮固持从而竞争性抑制了土壤硝化作用，有利于提高氮保留效率降低氮素淋失风险。    

图1. 2008-2018年全量秸秆还田0-20 cm土壤中微生物残体氮总量(a)；微生物残体氮对氮肥减施和秸秆还田的响应(b)；240 kg N/ha处理中真菌和细菌残体氮总量以及两者的相对变化(c)。

图2. 铵态氮(a)、硝态氮(b)、3年玉米累积吸氮量(c)和土壤-作物系统氮素输入输出累积变化量(d)。