Soils are characterized by diverse biotic and abiotic constituents, and this complexity hinders studies on the effects of individual soil components on microorganisms in soil. Although artificial soils have been used to overcome this issue, anoxic soils have not yet been examined. We herein aimed to create artificial soil that reproduces anaerobic methane production by soil from a rice field. Organic materials and mineral particles separated from rice field soil were mixed to prepare an artificial soil matrix; the matrix was added with a small volume of a soil suspension as a microbial inoculum. When the microbial inoculum was added immediately after matrix preparation, anaerobic decomposition was markedly less than that by original soil. When the inoculum was added 9–15 days after soil matrix preparation, anaerobic CO2 and methane production was markedly activated, similar to that by original soil after 40 days of incubation, which suggested that the maturation of the soil matrix was crucial for the reproduction of anaerobic microbial activities. The diversity of the microbial community that developed in artificial soil was markedly less than that in original soil, whereas their predicted functional profiles were similar. Humic substances altered the composition and network patterns of the microbial community. These results suggested that the functional redundancy of soil microorganisms was sustained by different microbial sub-communities. The present study demonstrated that artificial soil is a useful tool for investigating the effects of soil components on microorganisms in anoxic soil.

中文翻译：

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人造稻田土壤的发明：一种研究土壤成分对厌氧有机物分解所涉及的微生物的活性和群落影响的工具

土壤具有多种生物和非生物成分的特点，这种复杂性阻碍了对单个土壤成分对土壤中微生物影响的研究。虽然人工土壤已被用来解决这个问题，但尚未对缺氧土壤进行研究。我们在此旨在创造人造土壤，通过稻田土壤重现厌氧甲烷生产。从稻田土壤中分离出的有机物和矿物颗粒混合制备人工土壤基质；基质中加入少量土壤悬浮液作为微生物接种物。基质制备后立即加入微生物菌剂时，厌氧分解明显少于原土壤的厌氧分解。当在土壤基质制备后 9-15 天添加接种物时，厌氧 CO2 和甲烷的产生显着激活，与培养 40 天后的原始土壤相似，这表明土壤基质的成熟对于厌氧微生物活动的繁殖至关重要。在人工土壤中发育的微生物群落多样性明显低于原始土壤中的微生物群落，而它们的预测功能特征相似。腐殖质改变了微生物群落的组成和网络模式。这些结果表明土壤微生物的功能冗余是由不同的微生物亚群落维持的。本研究表明，人造土壤是研究土壤成分对缺氧土壤中微生物影响的有用工具。与培养 40 天后的原始土壤相似，这表明土壤基质的成熟对于厌氧微生物活动的繁殖至关重要。在人工土壤中发育的微生物群落多样性明显低于原始土壤中的微生物群落，而它们的预测功能特征相似。腐殖质改变了微生物群落的组成和网络模式。这些结果表明土壤微生物的功能冗余是由不同的微生物亚群落维持的。本研究表明，人造土壤是研究土壤成分对缺氧土壤中微生物影响的有用工具。与培养 40 天后的原始土壤相似，这表明土壤基质的成熟对于厌氧微生物活动的繁殖至关重要。在人工土壤中发育的微生物群落多样性明显低于原始土壤中的微生物群落，而它们的预测功能特征相似。腐殖质改变了微生物群落的组成和网络模式。这些结果表明土壤微生物的功能冗余是由不同的微生物亚群落维持的。本研究表明，人造土壤是研究土壤成分对缺氧土壤中微生物影响的有用工具。这表明土壤基质的成熟对于厌氧微生物活动的繁殖至关重要。在人工土壤中发育的微生物群落多样性明显低于原始土壤中的微生物群落，而它们的预测功能特征相似。腐殖质改变了微生物群落的组成和网络模式。这些结果表明土壤微生物的功能冗余是由不同的微生物亚群落维持的。本研究表明，人造土壤是研究土壤成分对缺氧土壤微生物影响的有用工具。这表明土壤基质的成熟对于厌氧微生物活动的繁殖至关重要。在人工土壤中发育的微生物群落多样性明显低于原始土壤中的微生物群落，而它们的预测功能特征相似。腐殖质改变了微生物群落的组成和网络模式。这些结果表明土壤微生物的功能冗余是由不同的微生物亚群落维持的。本研究表明，人造土壤是研究土壤成分对缺氧土壤中微生物影响的有用工具。而他们预测的功能特征是相似的。腐殖质改变了微生物群落的组成和网络模式。这些结果表明土壤微生物的功能冗余是由不同的微生物亚群落维持的。本研究表明，人造土壤是研究土壤成分对缺氧土壤中微生物影响的有用工具。而他们预测的功能特征是相似的。腐殖质改变了微生物群落的组成和网络模式。这些结果表明土壤微生物的功能冗余是由不同的微生物亚群落维持的。本研究表明，人造土壤是研究土壤成分对缺氧土壤中微生物影响的有用工具。