百歐博偉生物：許多生物和非生物因素影響長期擾動后土壤群落的恢復(fù)。我們研究了土壤質(zhì)地在恢復(fù)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和微生物脅迫變化中的作用，以磷脂脂肪酸（PLFA）剖面為指標，使用了美國內(nèi)布拉斯加州0至19年恢復(fù)的粉質(zhì)粘壤土和壤土細砂土草原的兩個時間序列。所有的修復(fù)都是以前通過美國農(nóng)業(yè)部的保護區(qū)計劃種植當?shù)嘏静莸母亍?br />
許多PLFA濃度的增加發(fā)生在粉質(zhì)粘壤土的時間序列上，包括PLFA總生物量、豐富度、真菌、叢枝菌根真菌、革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和放線菌。
在整個粉質(zhì)粘壤土?xí)r間序列中，飽和：單不飽和和異：前異PLFA的比率降低，表明隨著草地的建立，微生物群落的營養(yǎng)脅迫減少。對整個粉質(zhì)粘壤土?xí)r間序列的PLFA剖面的多變量分析表明，微生物群落結(jié)構(gòu)在向原生草原的軌跡上恢復(fù)。
相反，沒有微生物群在泥細沙的時間序列上表現(xiàn)出方向性變化。土壤結(jié)構(gòu)的變化也僅在整個粉質(zhì)粘壤土?xí)r間序列中觀察到。骨料平均加權(quán)直徑（MWD）呈指數(shù)上升至最大值，這是由于大骨料比例（>2000μm）呈指數(shù)增長至最大值以及微骨料（<250μm和>53μm）和粉土和粘土部分（<53μm。在這兩個時間序列中，MWD與PLFA總生物量和許多微生物群的生物量高度相關(guān)。
許多PLFA組與團聚體的MWD之間的強相關(guān)性強調(diào)了土壤微生物群落的恢復(fù)與土壤結(jié)構(gòu)之間的相互依賴性，這可能解釋了一些土壤（即泥細沙）比時間更大的變化。這項研究表明，土壤微生物對草地恢復(fù)的反應(yīng)受土壤質(zhì)地的調(diào)節(jié)，這對估計恢復(fù)工作恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)功能的真實能力具有重要意義。
歷史上1.62億公頃的牛脂草草原中，86%以上已被改為農(nóng)業(yè)用途（Samson等人，2004年）。傳統(tǒng)耕作破壞了土壤結(jié)構(gòu)，減少了有機物的儲存，改變了養(yǎng)分供應(yīng)率，增加了土壤溫度的波動，并導(dǎo)致土壤中出現(xiàn)更極端的濕/干循環(huán)（Tisdall和Oades，1982，Mann，1986，Tisdall，1994）。
美國農(nóng)業(yè)部的保護區(qū)計劃（CRP）是在1985年《糧食與安全法》中引入的，其目標是通過將易受侵蝕的農(nóng)田轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗄晟脖粊頊p少侵蝕。在2007財政年度，CRP減少了4.26億噸土壤侵蝕，1.88億噸土壤徑流，21.8萬公噸氮徑流，4.9萬公噸磷徑流，估計可封存5000萬公噸大氣碳（CO2）（美國農(nóng)業(yè)部，2008年）。
在以前種植的土壤上種植多年生草可以增加碳和氮的儲存（Parton等人，1988，Baer等人，2002，McLauchlan，2006a，Matamala等人，2008，Baer et al.，2010），但積累率可能部分取決于土壤微生物群落和土壤團聚體結(jié)構(gòu)的恢復(fù)（Six等人，2006）。
土壤微生物通過結(jié)合土壤顆粒和有機物形成聚集體，對土壤結(jié)構(gòu)的發(fā)展和維持產(chǎn)生影響，在提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用（Jastrow等人，1998年，Six等人，2000a）。在草地恢復(fù)過程中，土壤微生物生物量隨著時間的推移而增加，以響應(yīng)多年生根系的發(fā)育和不穩(wěn)定碳庫的增加（Baer et al.，2002，Baer等人，2010）。
磷脂脂肪酸（PLFA）圖譜已用于檢測微生物群落在農(nóng)業(yè)管理（Petersen等人，1997）、干擾（DeGrood等人，2005）和通過恢復(fù)從干擾中恢復(fù)期間的變化（Allison等人，2005，McKinley等人，2005年）。此外，PLFA標記已被用于記錄不同官能團生物量的變化，并闡明在停止耕作和重建多年生草本植物后，與C限制相關(guān)的營養(yǎng)脅迫的變化（Allison等人，2005，McKinley等人，2005）。
然而，微生物對恢復(fù)反應(yīng)的普遍性可能因土壤質(zhì)地而異。淤泥和粘土顆粒通常比以真菌為主的沙子顆粒支持更大、更多樣的微生物群落（Sessionsch等人，2001）。粘土含量高的土壤能更好地保護微生物生物量（Six等人，2006年），形成更多更大的團聚體（Angers和Caron，1998，Kristiansen等人，2006，McLauchlan，2006b，Wick等人，2009年），并具有更大的持水能力（Voroney，2007年）。
土壤水分與微生物生物量，特別是真菌生物量和菌絲長度的增加有關(guān)（Frey等人，1999）。此外，粘土含量與土壤中的養(yǎng)分保持率呈正相關(guān)（Knops和Tilman，2000）。因此，質(zhì)地可以調(diào)節(jié)土壤微生物群落所經(jīng)歷的營養(yǎng)和環(huán)境脅迫，從而影響微生物群落的恢復(fù)和地下恢復(fù)。
土壤微生物與團聚體形成、碳固存以及土壤孔隙空間和水文之間的密切聯(lián)系（Tisdall，1994，Edgerton等人，1995，Jastrow，1996，DeGrood等人，2005）強調(diào)了在土壤恢復(fù)過程中考慮微生物群落作用的重要性。
因此，本研究的目的是通過（1）量化前農(nóng)田草地重建過程中由PLFA剖面索引的土壤微生物群落恢復(fù)率，比較從長期常規(guī)耕作向多年生原生草地系統(tǒng)過渡期間兩種不同土壤質(zhì)地之間的微生物群落和土壤結(jié)構(gòu)恢復(fù)，（2）確定土壤微生物群落的生理脅迫在恢復(fù)過程中是否發(fā)生變化，以及（3）將土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化與土壤C和N的恢復(fù)以及土壤結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來。
具體而言，我們假設(shè)，自停止耕作和草地建立多年以來，PLFA總生物量和豐富度會隨著時間的推移而增加，微生物脅迫的PLFA指標會降低，但在粘土含量較高的土壤中會更大程度地降低。我們還假設(shè)真菌與土壤結(jié)構(gòu)恢復(fù)的相關(guān)性最高。
最后，我們預(yù)測微生物群落結(jié)構(gòu)和脅迫將因土壤質(zhì)地而異，在壤土細砂土中，真菌生物量的比例相對較大，PLFA脅迫指標比率水平較高。
歡迎訪問微生物菌種查詢網(wǎng)，本站隸屬于北京百歐博偉生物技術(shù)有限公司，單位現(xiàn)提供微生物菌種及其細胞等相關(guān)產(chǎn)品查詢、咨詢、訂購、售后服務(wù)！與國內(nèi)外多家研制單位，生物醫(yī)藥，第三方檢測機構(gòu)，科研院所有著良好穩(wěn)定的長期合作關(guān)系！歡迎廣大客戶來詢！