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| SEL | 前沿研究：有机-无机配施所建立的土壤和根际微生物网络更稳定 |
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论文标题：Combined organic-inorganic fertilization builds higher stability of soil and root microbial networks than exclusive mineral or organic fertilization（有机-无机配施所建立的土壤和根际微生物网络更稳定）
期刊：Soil Ecology Letters
作者：Luhua Yang, Renhua Sun, Jungai Li, Limei Zhai, Huiling Cui, Bingqian Fan, Hongyuan Wang, Hongbin Liu
发表时间：02 Jun 2023
DOI：10.1007/s42832-022-0142-6
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本文利用长期定位实验，研究了潮土、潮褐土、黑土3类农田土壤在不同种植模式施肥制度下对土壤和作物根际细菌群落的影响。研究发现，相比单施化肥和有机肥处理，有机-无机配施农田土壤和作物根际微生物的网络稳定性更高。
文章简介
植物的健康和生长性能高度依赖于土壤和根际微生物。农业管理对土壤微生物群落的影响已得到广泛研究。然而，目前我们对作物根际微生物群落组成及其稳定性的了解甚少，其是否遵循与土壤微生物群落相同的模式并不清楚。本文利用长期定位实验，研究了潮土、潮褐土、黑土3类农田土壤在不同种植模式施肥制度下对土壤和作物根际细菌群落的影响。主坐标分析(PCoA)表明，将所有样品考虑在内，微生物群落组成的土壤类型间差异明显；且相比根际微生物群落结构，土壤微生物群落表现出较高的多样性。研究发现，相比单施化肥和有机肥处理，有机-无机配施农田土壤和作物根际微生物的网络稳定性更高，表明有机-无机配施形成的农田微生态系统具有更强的抗逆性和抗病性。
施肥对根际微生物群落结构的影响大于土壤微生物，且根际微生物群落结构主要受氮素调控，而土壤微生物群落主要受土壤pH和有机质的调控。放线菌门(Actinobacteria)在单施化肥土壤中表现出选择性富集特征；酸杆菌（Acidobacteria）和拟杆菌门(Bacteroidetes)在根际微生物中占主导地位，且有机肥施用会促进二者的富集。根际中酸杆菌（Acidobacteria）占施肥敏感性OUTs的28%，而在土壤中仅占14%。拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)是有机肥处理的主要驱动菌群，尤其厚壁菌门在增施粪肥处理中的巨大优势，可作为过量施肥的标志性微生物。我们的研究结果展示了土壤和根际微生物群落对不同施肥制度的响应，有助于更好地理解施肥策略对农业可持续发展的作用。
摘要
Plant health and performance are highly dependent on the root microbiome. The impact of agricultural management on the soil microbiome has been studied extensively. However, a comprehensive understanding of how soil types and fertilization regimes affect both soil and root microbiome is still lacking, such as how fertilization regimes affect the root microbiome?s stability, and whether it follows the same patterns as the soil microbiome. In this study, we carried out a long-term experiment to see how different soil types, plant varieties, and fertilizer regimens affected the soil and root bacterial communities. Our results revealed higher stability of microbial networks under combined organic-inorganic fertilization than those relied solely on inorganic or organic fertilization. The root microbiome variation was predominantly caused by total nitrogen, while the soil microbiome variation was primarily caused by pH and soil organic matter. Bacteroidetes and Firmicutes were major drivers when the soil was amended with organic fertilizer, but Actinobacteria was found to be enriched in the soil when the soil was treated with inorganic fertilizer. Our findings demonstrate how the soil and root microbiome respond to diverse fertilizing regimes, and hence contribute to a better understanding of smart fertilizer as a strategy for sustainable agriculture.
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期刊简介
Soil Ecology Letters(SEL)由高等教育出版社与中国科学院城市环境研究所共同主办，SpringerNature海外发行。报道领域包括：土壤生物多样性、土壤互营和食物网、土壤微生物组、土壤—植物相互作用、土壤生物地球化学循环、土壤生物修复和恢复、土壤多功能性、土壤生物对环境变化的响应和适应、土壤生态过程的突破性技术、新理论和模型。栏目包括但不限于：letter to editor, perspective, review, rapid report, research article, commentary, SEL digest。
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