我院陈怀海副教授在土壤微生物研究上取得系列进展
气候变暖正威胁陆地生态系统生物多样性和土壤碳储量,因此我们以海螺沟冰川退缩形成的土壤时间序列为研究对象,采用微生物多组学相结合的技术手段,阐明了冰川退缩导致的土壤碳氮积累不同步现象,决定了土壤发育过程中与碳氮循环相关的土壤微生物群落结构和代谢功能的分化(图1)。

图1海螺沟冰川退缩对土壤微生物驱动碳循环的影响机理
生物炭的推广和微塑料的广泛分布,正影响着土壤健康与生态系统服务功能。因此,我们首先利用高通量测序技术,发现生物炭对土壤养分和重金属含量的调控是土壤碳际微生物群落多样性和组成结构的决定因素(图2)。

图2生物炭对土壤性质调控是碳际微生物多样性的决定因素
接着,从植物根际微生物组角度,证明了土壤细菌和真菌群落对生物炭等外源有机物添加及重金属有效性的反馈机制存在显著性的差异(图3)。

图3土壤细菌和真菌群落对生物炭等外源有机物添加及重金属有效性的反馈机制
最后通过室内培养试验,结合宏基因组学技术,揭示了微塑料对土壤微生物多样性和土壤碳代谢的抑制作用与其对重金属有效性调控之间的联系(图4)。

图4微塑料对土壤细菌和真菌群落以及宏基因组功能的作用机制
研究结果以“Soil development following glacier retreat shapes metagenomic and metabolomic functioning associated with asynchronous C and N accumulation”为题发表于环境科学期刊Science of The Total Environment(中科院1区Top);以“Microplastics drive microbial assembly, their interactions, and metagenomic functions in two soils with distinct pH and heavy metal availability”为题发表于环境科学期刊Journal of Hazardous Materials(中科院1区Top);以“Response of soil microbial communities to manure and biochar amendments in wheat cultivation of rice-wheat rotation agroecosystem in Eastern China”为题发表于土壤学期刊Pedosphere(中科院1区Top);以“Biochars regulate bacterial community and their putative functions in the charosphere: a mesh‑bag field study”为题发表于土壤学期刊Journal of Soils and Sediments(中科院3区)。我院陈怀海副教授、杨弦助理教授、黄愉、付琦、邱莹波、赵佳怡等硕士研究生以及浙江科技学院孟俊副研究员团队、中科院山地所王文志研究员、宁波大学姚志远副教授、浙江大学戴中民副研究员、南京农业大学仇云鹏博士参与了以上研究。
(全文链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.164405
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131973;


