東北地理所在牛糞沉積過程中氮磷向土壤和燕麥中轉移方面取得進展
在天然草地生態系統中，土壤N和P被植物吸收，30% ~ 50%的植物地上生物量被放牧動物消耗，部分N和P以排泄物的形式沉積在草地上。糞便沉積不僅能夠刺激植物生產，而且能夠維持土壤的質量，然而，考慮到養分的淋溶和蒸發，動物糞便中N和P向土壤和植物中的轉移量不清楚。此外，牛糞沉積過程中，微生物群落組成，特別是特定功能微生物的季節動態變化與養分吸收和歸還的關系尚不清晰，有待進一步探究。
為此，中國科學院東北地理與農業生態研究所草地農牧業組科研人員，通過盆栽試驗，研究了牛糞沉積過程中N、P向土壤和燕麥中的轉移量及其微生物學機理。
研究發現：牛糞沉積80 d后，74.83%的N和59.30%的P轉移到土壤和燕麥中，其中11.79%的N和7.89%的P被燕麥吸收，其余留在土壤中（表1）。牛糞沉積增加了有益微生物的相對豐度（圖1）。變形菌門（Proteobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidota）和厚壁菌門（Firmicutes）與燕麥生物量和養分積累呈正相關（圖2）。
研究成果于近期發表在國際期刊Frontiers in microbiology上。特別研究助理趙成振為論文的第一作者，鐘榮珍研究員為通訊作者。研究得到了中國科學院戰略先導專項（XDA28020400, XDA28080400, and XDA23070503），中國科學院和吉林省科技合作高新技術產業化項目（2021SYHZ0033），吉林省科技發展計劃項目（20200602016ZP）以及中國科學院青年創新促進會優秀會員（Y201949）的聯合資助。
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Items |
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Treatment |
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15 days after sowing |
47 days after sowing |
80 days after sowing |
SEM | ||||||
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CON |
CMD |
CON |
CMD |
CON |
CMD |
CON |
CMD |
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Nutrient absorption efficiency (%) |
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N absorption efficiency |
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2.05c |
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7.00b |
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10.58a |
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11.79a |
1.229 |
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P absorption efficiency |
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0.94c |
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5.14b |
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7.60ab |
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7.89a |
0.906 |
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Nutrient return efficiency (%) |
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N return efficiency |
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3.67c |
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30.95b |
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55.88a |
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63.05a |
5.316 |
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P return efficiency |
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6.20d |
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23.15c |
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37.45b |
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51.41a |
3.619 |
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Total nutrient transfer efficiency (%) |
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Total N transfer efficiency |
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5.72c |
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37.95b |
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66.46a |
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74.83a |
8.439 |
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T1otal P transfer efficiency |
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7.14d |
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28.29c |
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45.05b |
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59.30a |
5.905 |
表1牛糞沉積過程中N和P向土壤和燕麥轉移的動態過程
圖1牛糞沉積過程中燕麥根際微生物門水平（A）和屬水平（B）細菌的相對豐度
圖2冗余分析顯示細菌門水平群落組成與燕麥生物量，養分吸收和歸還的相關關系
論文信息如下：
Chengzhen Zhao, Juan Hu, Yi Fang, Di Liu, Ziguang Liu, Rongzhen Zhong*. 2022. Transfer of nitrogen and phosphorus from cattle manure to soil and oats under simulative cattle manure deposition. Frontiers in Microbiology, 13, 916610. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.916610.
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