大气CO2浓度升高对大豆根际微生物代谢功能的影响

作者：高志颖^*; 李彦生; 于镇华^*; 金剑; 王光华; 刘晓冰^*

来源：中国生态农业学报（中英文）, 2022, 30(09): 1417-1424.

• 气候变化
• CO2浓度升高
• 大豆
• 根际微生物
• BIOLOG
• 东北黑土区
• 微生物代谢功能

作为全球气候变化主要因子,大气CO2浓度升高以植物为媒介间接影响土壤微生物代谢功能,进而影响由土壤微生物参与的土壤养分循环过程和土壤碳库的平衡。本研究以不同年代培育的大豆品种:‘小黄金’(XH)、‘牡丰5号’(MF)、‘绥农14号’(SN)和‘东生1号’(DS)为试验材料,采用开顶式气室(OTC)模拟21世纪中叶大气CO2浓度(550 mol·L-1)升高条件(EC),并以正常大气CO2浓度为对照(CK),通过BIOLOG方法,解析了大气CO2浓度升高条件下大豆根际土壤微生物对不同碳源利用的特征。结果表明,不同大豆品种根际土壤微生物群落碳源代谢特征不同,单孔平均颜色变化率(AWCD)总体趋势表现为MF>SN>DS>XH。微生物功能多样性指数和主成分分析结果显示,大气CO2浓度升高对不同大豆品种根际微生物碳源代谢特征的影响不一致,其中XH、MF和DS的根际微生物功能受大气CO2浓度升高影响不显著,而SN的根际微生物功能受大气CO2浓度升高影响显著;主成分贡献率结果表明, SN的EC碳源变化与主成分1中正相关的碳源种类相关性较强,而CK的碳源变化与主成分1中负相关的碳源种类相关性较强,其中L-精氨酸和2-羟基苯甲酸为不利于植物生长的碳源类型,未来大气CO2浓度升高是否会增加有害/有益根系分泌物的释放有待通过田间原位试验进一步佐证。综上,未来大气CO2浓度升高对大豆根际微生物碳源代谢功能的影响与大豆品种有关,同时,大豆品种和大气CO2升高及其交互作用显著影响部分碳源的代谢。

• 单位
  东北农业大学; 中国科学院东北地理与农业生态研究所