来源:Soil Ecology Letters 发布时间:2024/1/5 13:24:23
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SEL Research | 水稻根际微生物群落对镉污染土壤原位修复的响应差异

论文标题:Contrasting response of rice rhizosphere microbiomes to in situ cadmium-contaminated soil remediation(水稻根际微生物群落对镉污染土壤原位修复的响应差异)

期刊:Soil Ecology Letters

作者:Zhongyi Cheng, Qinyu Han, Yan He, Jiachun Shi, Laosheng Wu, Jianming Xu

发表时间:15 sep 2023

DOI:10.1007/s42832-023-0203-5

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了解根际微生物群落对镉污染土壤原位修复过程中土壤钝化剂的不同响应,对于评估污染土壤修复效果和作物健康具有重要意义。本文基于为期六年的镉污染土壤原位钝化试验,评估了石灰(LM)、生物质炭(BC)、猪粪有机肥(PM)和商业镁钙硅调节剂(CMC)对水稻根际土壤理化性质和细菌、真菌和原生动物群落组成的影响。结果表明,相比于真菌和原生动物群落,细菌对土壤钝化剂引起的变化更为敏感。网络分析揭示土壤钝化剂增加了微生物网络的复杂性并激发了掠食性原生动物Cercozoa在微生物互作中的作用。

土壤重金属污染正在成为影响可持续农业发展的一个严重的全球环境问题。施用土壤钝化剂可以改变土壤性质,稳定土壤中不稳定的镉(Cd)组分,从而降低镉的生物有效性。然而,目前关于土壤钝化剂施用后对农作物根际微生物群落的影响仍不清楚,这影响到我们评估钝化剂修复后的生态效果以及对作物生长的潜在影响。

在这项研究中,我们比较了4种常用的土壤钝化剂对水稻根际不同微生物群落(细菌、真菌和原生动物)多样性和群落组成的影响。结果表明,土壤pH值是影响修复过程中有效Cd占总Cd比例的关键因素。在本研究中调查的3个微生物区系中,细菌群落是对土壤改良剂引起的土壤性质变化最敏感的微生物群体。石灰和生物炭增加了消费型原生动物的相对丰度,而猪粪和商业土壤调理剂显著促进了光营养型原生生物的相对丰度。有趣的是,4种改良剂都增强了原生动物类群Cercozoa在调控微生物相互作用中的潜在重要作用。同时,方差分解分析结果表明,细菌和真菌群落是影响原生动物群落组成的重要生物因素。

作者及团队介绍

程中一(第一作者),浙江大学环境与资源学院博士研究生,研究方向为土壤污染修复与生态健康。

施加春(通讯作者),浙江大学环境与资源学院博士、副教授、美国加州大学戴维斯及河滨分校访问学者,长期从事土壤质量调查与评价、污染源解析及土壤污染治理与修复等研究。目前主持国家重点研发计划项目课题、子课题及国家自然科学基金面上项目、省基金及其地市合作项目等10余项,在国内外本领域核心期刊发表论文40余篇,申请或授权国家发明专利5项,国家计算机软件著作权登记6项,作为副主编编撰著作1部,并参编专著3部,获得教育部科技进步一等奖1项、浙江省科学技术二等奖2项以及浙江省农业丰收一等奖1项。

SEL虚拟专辑文章合集

土壤生物地球化学循环

12. 丰富物种携带的独特基因促进青藏高原生长季节CH4的排放速率

11. 土壤细菌群落的地理分布特征(中国)及其与土地类型和土壤有机碳含量的关联

10. 施氮和生物炭添加对土壤无机碳源CO2排放的影响

9. 侵蚀对中国东北黑土土壤微生物碳利用效率的影响

8. 生物炭和生物风化矿粉通过碱化土壤增强无机碳固存

7. 土壤微生物碳利用效率对气候变暖的响应

6. 长期增温对青藏高原土壤生态酶活性及初始微生物养分限制无影响

5. 氮添加对白羊草地群落中不同功能物种植物-土壤-微生物化学计量特征的影响

4. 土壤磷决定了退耕还林过程丰富和稀有细菌群落的独特构建策略

3. 不同施肥对稻田土壤氧氨氧化活性、丰度及群落组成的影响

2. 土壤总氮矿化的根际效应:整合分析

1. 水稻生育期二氧化碳升高和氮肥施用对收获后土壤团聚体中根际沉积碳去向的影响

土壤微生物生态学

12. 不同芽孢杆菌菌株生长速率及抗氧化系统对酸胁迫的差异响应

11. 有机碳源多样性通过生态位调节激活土壤微生物群落功能

10. 相比化肥或有机肥单施,有机-无机配施建立了更稳定的土壤和根际微生物网络

9. 重新认识菌根:菌根真的如普遍认为的那样重要吗?

8. 土壤pH驱动紫金山小海拔尺度下土壤细菌群落的分异

7. 一平方米的土壤中生活着多少种细菌和古菌?

6. 土壤颗粒和水分相关因子驱动了锡林河流域河床-河漫滩-阶地连续体细菌群落的分异

5. 长期秸秆还田影响土壤细菌群落与硅形态相互转化的关系及提高水稻产量

4. 间作系统中丛枝菌根真菌的作用与变化

3. 细菌和真核生物群落的相互作用可能对对虾养殖池塘土壤生态系统的贡献

2. 不同农艺措施对根际和根区土壤细菌群落的影响

1. 植物通过根系分泌物招募假单孢菌协助抵抗地上部病原菌侵染

土壤污染与修复

12. 脱硫石膏和三叶草种植对滨海盐渍枣园土壤及冬枣品质的影响研究

11. 长期覆盖农田土壤中塑料残膜的分布特征

10. 微塑料对水稻根际碳氮磷水解酶活性及其空间分布的影响

9. 黄土高原土壤微生物介导的酶促进了采后复垦人工林的次生演替

8. 结合宏基因组学评估消毒剂使用对土壤微生态的潜在风险

7. 新型生物炭物理结构和化学组成变化对水溶液中铜的吸附影响和机理研究

6. 重金属污染增加土壤微生物碳限制:来自生态酶化学计量学的证据

5. 两种水稻根系Cd胁迫响应的表型和代谢组学分析

4. 改性粉煤灰对Cd和Pb污染土壤的修复

3. 有机磷系阻燃剂在土壤-植物体系中的环境行为和生态效应

2. 性激素在水-土或沉积物体系中的吸附-解吸

1. 重金属污染土壤热固化修复再利用生态风险和人体健康风险评价方法体系构建

土壤动物及其生态功能

8. 氮磷添加对大豆农田土壤线虫的影响

7. 低密度聚乙烯微塑料(LDPE)部分缓解重金属镉暴露对蚯蚓的生态毒理效应

6. 数据库和引物的选择对长白山不同植被土壤线虫群落组成的影响

5. 在微田间实验中施肥和杂草物种丰富度对土壤线虫群落影响

4. 植物资源输入对土壤线虫能量通量的影响受气候和植物资源类型的影响

3. 黑土农田区域和局域尺度蜘蛛、甲虫和蚂蚁的beta多样性分析

2. 纳米银在土壤动物食物链中积累和转移的潜在风险及对N元素传递的影响

1. 蚯蚓在长期免耕土壤中促进了根系来源碳向土壤大团聚体的累积

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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