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Incorporation of root-derived carbon into soil microarthropods varies between cropping systems
Biology and Fertility of Soils ( IF 5.1 ) Pub Date : 2020-05-07 , DOI: 10.1007/s00374-020-01467-8
Zhipeng Li , Nicole Scheunemann , Anton M. Potapov , Lingling Shi , Johanna Pausch , Stefan Scheu , Melanie M. Pollierer

As the dynamics and magnitude of rhizodeposition vary considerably among cropping systems, we investigated effects of cropping system on the incorporation of root-derived carbon (C) into Collembola, a dominant taxon of soil microarthropods. In the field, we used 13 CO 2 to pulse label a crop monoculture (oilseed rape, Brassica napus L.), a mixed-grass community (dominated by Lolium perenne L. mixed with clover Trifolium repens L.), and a tree plantation (willow, Salix schwerinii E.L. Wolf and Salix viminalis L.). During 28 days, the incorporation of 13 C was traced in nine species of Collembola including epedaphic (surface-dwelling), hemiedaphic (litter-dwelling), and euedaphic (soil-dwelling) functional groups. Incorporation of 13 C into Collembola reached a plateau before day 3 after the labeling in grass and willow, but increased up to day 14 in rape. While euedaphic Collembola incorporated less root-derived C than epedaphic and hemiedaphic Collembola in rape and willow, the incorporation of 13 C was similar among functional groups in grass. Differential incorporation of 13 C in euedaphic species points to niche differentiation within the same functional group. Our findings highlight that cropping system not only affects the flux of root C into soil mesofauna, being slower in rape than in grass and willow, but also the utilization of root-derived resources by functional groups and species of Collembola. The results indicate that pronounced differences in belowground C inputs between cropping systems affect microbivores as basal species and thereby soil food webs and their functioning and services.

中文翻译:

根源性碳进入土壤微节肢动物的情况因种植系统而异

由于不同种植系统的根际沉积动态和大小差异很大,我们研究了种植系统对根源碳 (C) 掺入跳虫(土壤微节肢动物的主要分类群)的影响。在田间,我们使用 13 CO 2 脉冲标记作物单一栽培(油菜、欧洲油菜)、混合草群落(以多年生黑麦草与三叶草三叶草混合为主)和人工林(柳树,Salix schwerinii EL Wolf 和 Salix viminalis L.)。在 28 天内,在九种弹跳虫中追踪了 13 C 的掺入,包括土壤(表面栖息)、半足(垃圾栖息)和 euedaphic(土壤栖息)功能组。在草和柳树中标记后第 3 天前,弹跳虫中 13 C 的掺入达到稳定水平,但在强奸中增加到第 14 天。虽然在油菜和柳树中,真足跳虫吸收的根源性 C 少于土壤和半足跳虫,但 13 C 的掺入在草中的功能组中相似。真植物物种中 13 C 的差异掺入表明同一功能组内的生态位分化。我们的研究结果强调,种植系统不仅影响根 C 进入土壤中型动物群的通量,油菜比草和柳慢,而且影响功能群和弹尾目物种对根源资源的利用。结果表明,种植系统之间地下碳输入的显着差异影响微生物作为基础物种,从而影响土壤食物网及其功能和服务。虽然在油菜和柳树中,真足跳虫吸收的根源性 C 少于土壤和半足跳虫,但 13 C 的掺入在草中的功能组中相似。真植物物种中 13 C 的差异掺入表明同一功能组内的生态位分化。我们的研究结果强调,种植系统不仅影响根 C 进入土壤中型动物群的通量,油菜比草和柳慢,而且影响功能群和弹尾目物种对根源资源的利用。结果表明,种植系统之间地下碳输入的显着差异影响微生物作为基础物种,从而影响土壤食物网及其功能和服务。虽然在油菜和柳树中,真足跳虫吸收的根源性 C 少于土壤和半足跳虫,但 13 C 的掺入在草中的功能组中相似。真植物物种中 13 C 的差异掺入表明同一功能组内的生态位分化。我们的研究结果强调,种植系统不仅影响根 C 进入土壤中型动物群的通量,油菜比草和柳慢,而且影响功能群和弹尾目物种对根源资源的利用。结果表明,种植系统之间地下碳输入的显着差异影响微生物作为基础物种,从而影响土壤食物网及其功能和服务。13 C 的掺入在草中的官能团中是相似的。真植物物种中 13 C 的差异掺入表明同一功能组内的生态位分化。我们的研究结果强调,种植系统不仅影响根 C 进入土壤中型动物群的通量,油菜比草和柳慢,而且影响功能群和弹尾目物种对根源资源的利用。结果表明,种植系统之间地下碳输入的显着差异影响微生物作为基础物种,从而影响土壤食物网及其功能和服务。13 C 的掺入在草中的官能团中相似。真植物物种中 13 C 的差异掺入表明同一功能组内的生态位分化。我们的研究结果强调,种植系统不仅影响根 C 进入土壤中型动物群的通量,油菜比草和柳慢,而且影响功能群和弹尾目物种对根源资源的利用。结果表明,种植系统之间地下碳输入的显着差异影响微生物作为基础物种,从而影响土壤食物网及其功能和服务。我们的研究结果强调,种植系统不仅影响根 C 进入土壤中型动物群的通量,油菜比草和柳慢,而且影响功能群和弹尾目物种对根源资源的利用。结果表明,种植系统之间地下碳输入的显着差异影响微生物作为基础物种,从而影响土壤食物网及其功能和服务。我们的研究结果强调,种植系统不仅影响根 C 进入土壤中型动物群的通量,油菜比草和柳慢,而且影响功能群和弹尾目物种对根源资源的利用。结果表明,种植系统之间地下碳输入的显着差异影响微生物作为基础物种,从而影响土壤食物网及其功能和服务。
更新日期:2020-05-07
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