水保所在氮添加对化学计量和微生物养分限制研究领域取得新进展

近日，水土保持研究所刘国彬研究员黄土高原生态修复科研创新团队在Soil Biology and Biochemistry上发表题为 “Impact of nitrogen addition on plant-soil-enzyme C–N–P stoichiometry and microbial nutrient limitation”的研究论文。徐红伟博士为论文第一作者，薛萐研究员为通讯作者，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室为第一单位。该研究工作得到了国家自然科学基金（42130717；42171301）和陕西省杰出青年科学基金（2021JC-50)等项目的联合资助。

大气氮沉降显著影响生态系统中的养分循环和C-N-P化学计量。然而，全球尺度氮添加对植物、土壤和微生物C-N-P化学计量的影响尚未进行定量化研究。该研究基于全球164个地点的898个氮添加实验数据结果，综合分析了氮添加对不同生态系统类型（农田、草地和森林）植物、土壤和酶C-N-P化学计量和微生物养分限制的影响（图1）。

研究结果表明，氮添加显著降低植物C:N（地上：16.5%，地下：27.1%，凋落物：16.5%）、土壤C:N（5.9%）、酶C:P（1.2%）和酶N:P（5.1%），而显著增加土壤C:P（4.9%）、酶C:N（7.1%）、向量角度（4.4%）、向量长度（3.9%）和植物N:P（地上：24.1 %，地下：23.8%，凋落物：13.5%）。同时，氮添加主要影响草地系统的酶C:N和向量长度。此外，植物、土壤和酶中C:N以及向量角度和长度的变化效应在10 g N m-2 yr-1时最大。

上述结果说明，氮添加显著降低了植物和土壤中的C:N比，但增加了植物N:P比，氮添加导致微生物受到C和P的共同限制；由于不同生态系统类型的养分吸收策略和效率不同，氮添加主要导致草地系统微生物受C限制，而森林系统微生物受P限制；氮添加强度和持续时间削弱了微生物P限制；氮添加强度加剧了微生物C限制，而氮添加持续时间削弱了微生物C限制（图2）。该研究结果有利于认识大气氮沉降作用下的陆地生态系统植物-土壤-微生物养分循环过程。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108714

编辑：张晴

终审：徐海