文章亮點

土地利用方式可以決定微生物對干濕交替的恢復力

耕作取消了歷史氣候暴露和群落的分層

在農田中細菌生長是有彈性的，在牧場中則是敏感的

真菌的生長總是有彈性的，在農田中恢復稍快

呼吸在所有土壤中都表現出彈性模式，但在牧場深層土壤中除外

01、研究背景

氣候對土壤微生物的影響決定了土壤碳（C）的輸入和輸出通量。對干濕交替（drying-rewetting）的劇烈反應的研究提供了一個機會，通過評估微生物在土壤生物化學和碳循環中的作用來評估“土壤健康”的一個方面。最近的研究表明，反復暴露于極端水分波動的群落能夠更好地應對由其產生的壓力，并在復水后表現出“彈性（resilient）”微生物反應（微生物群落快速恢復到擾動前的生長水平），而在其他情況下，它們表現出更“敏感（sensitive）”的反應（緩慢恢復）。然而，土地使用管理是否能改變這些反應，目前尚不清楚。

02、研究方案

作者于2020年4月在地處瑞典南部的Vomb分別采集了永久牧場和耕地的0-5cm和20-30cm的土壤，并以高時間分辨率測量細菌生長、真菌生長和土壤呼吸。之后，作者根據這些微生物對干燥和復濕的反應特征，得出了一系列土壤健康指標。

03、研究結果

結果表明，牧場和農田的土壤模式截然不同，證實了土地利用改變土壤功能的能力。耕作措施取消了表層30cm土層的分層（stratification）并 增加了土壤微生物對水分脅迫條件的暴露和適應，從而導致微生物對干燥和復濕的反應發生變化。

在未受干擾的牧場土壤中發現的細菌生長的敏感模式被淺層和深層農田中的彈性響應（resilient response）所取代。真菌在農田中表現出更快恢復的趨勢，但在所有地點和深度的模式都具有一致的彈性，這表明真菌很少受到土地利用引起的干擾的影響。呼吸在淺層土壤中表現出相似彈性的反應，但在深層土壤中，真菌在牧場深層土中敏感，在農田深層土中具有彈性。

作者還觀察到隨著時間的推移細菌和真菌生長的交替序列，這表明競爭和兩種微生物復濕后的不同再激活（reactivation）策略。

原名：Soil depth and tillage can characterize the soil microbial responses to drying-rewetting

譯名：土壤深度和耕作可以表征土壤微生物對干濕交替的響應

期刊：Soil Biology and Biochemistry

2021年影響因子：8.546

5年影響因子：9.956

在線發表時間：2022.08.15

第一作者：Albert C. Brangarí albert.brangari@biol.lu.se

第一單位：瑞典隆德大學生物學系微生物生態組