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Altered microbial resource limitation regulates soil organic carbon sequestration based on ecoenzyme stoichiometry under long-term tillage systems
Land Degradation & Development ( IF 4.7 ) Pub Date : 2022-05-06 , DOI: 10.1002/ldr.4318 Xiaojun Song 1 , Jingyu Li 2 , Xiaotong Liu 1 , Guopeng Liang 3 , Shengping Li 1 , Mengni Zhang 1, 4 , Fengjun Zheng 1 , Bisheng Wang 5 , Xueping Wu 1 , Huijun Wu 1
Land Degradation & Development ( IF 4.7 ) Pub Date : 2022-05-06 , DOI: 10.1002/ldr.4318 Xiaojun Song 1 , Jingyu Li 2 , Xiaotong Liu 1 , Guopeng Liang 3 , Shengping Li 1 , Mengni Zhang 1, 4 , Fengjun Zheng 1 , Bisheng Wang 5 , Xueping Wu 1 , Huijun Wu 1
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Soil microbial metabolism is critically important for regulating soil carbon (C) sequestration. However, how soil organic C (SOC) stock responds to the changes in microbial resource limitation and microbial C use efficiency (CUE) under long-term tillage system remains uncertain. Soil samples were randomly collected from a long-term (19 years) tillage experiment growing winter wheat with three treatments [i.e., moldboard-plough without straw retention (MPN), no-tillage with straw retention (NTS), and subsoiling with straw retention (SSS)] and an adjacent natural grassland (GRL) in 2018. We analyzed microbial resource limitation and CUE based on ecoenzyme stoichiometry. Results revealed that the reduction of soil bulk density and total dissolved nitrogen (N) resulted in an increased vector angle. Higher total dissolved N and lower vector length jointly led to higher CUE under long-term conservation tillage practices (i.e., NTS and SSS). Notably, the higher CUE and soil available phosphorus as well as the lower N limitation both directly contributed explaining the increase in SOC stock under conservation tillage practices. Overall, long-term conservation tillage practices could alleviate microbial resource limitation by enhancing available nutrients to promote SOC sequestration. Our study provides new knowledge to enhance the understanding of SOC stock regulated by microbial resource limitations and microbial C use efficiency.
中文翻译:
基于生态酶化学计量的长期耕作系统下改变的微生物资源限制调节土壤有机碳固存
土壤微生物代谢对于调节土壤碳 (C) 封存至关重要。然而,长期耕作制度下土壤有机碳(SOC)存量如何响应微生物资源限制和微生物碳利用效率(CUE)的变化仍不确定。从长期(19 年)耕作试验中随机收集土壤样本,该试验采用三种处理方式种植冬小麦 [即不留秸秆的铧式犁 (MPN)、不留秸秆的免耕 (NTS) 和留秸秆深松。 (SSS)] 和邻近的天然草地 (GRL) 于 2018 年。我们基于生态酶化学计量分析了微生物资源限制和 CUE。结果表明,土壤容重和总溶解氮(N)的降低导致矢量角增加。在长期保护性耕作(即 NTS 和 SSS)下,较高的总溶解氮和较低的载体长度共同导致较高的 CUE。值得注意的是,较高的 CUE 和土壤有效磷以及较低的 N 限制都直接解释了保护性耕作实践下 SOC 储量的增加。总体而言,长期保护性耕作做法可以通过增加可用养分促进 SOC 固存来缓解微生物资源限制。我们的研究提供了新知识,以增强对受微生物资源限制和微生物 C 使用效率调节的 SOC 库存的理解。较高的 CUE 和土壤有效磷以及较低的 N 限制都直接解释了保护性耕作实践下 SOC 储量的增加。总体而言,长期保护性耕作做法可以通过增加可用养分促进 SOC 固存来缓解微生物资源限制。我们的研究提供了新知识,以增强对受微生物资源限制和微生物 C 使用效率调节的 SOC 库存的理解。较高的 CUE 和土壤有效磷以及较低的 N 限制都直接解释了保护性耕作实践下 SOC 储量的增加。总体而言,长期保护性耕作做法可以通过增加可用养分促进 SOC 固存来缓解微生物资源限制。我们的研究提供了新知识,以增强对受微生物资源限制和微生物 C 使用效率调节的 SOC 库存的理解。
更新日期:2022-05-06
中文翻译:
基于生态酶化学计量的长期耕作系统下改变的微生物资源限制调节土壤有机碳固存
土壤微生物代谢对于调节土壤碳 (C) 封存至关重要。然而,长期耕作制度下土壤有机碳(SOC)存量如何响应微生物资源限制和微生物碳利用效率(CUE)的变化仍不确定。从长期(19 年)耕作试验中随机收集土壤样本,该试验采用三种处理方式种植冬小麦 [即不留秸秆的铧式犁 (MPN)、不留秸秆的免耕 (NTS) 和留秸秆深松。 (SSS)] 和邻近的天然草地 (GRL) 于 2018 年。我们基于生态酶化学计量分析了微生物资源限制和 CUE。结果表明,土壤容重和总溶解氮(N)的降低导致矢量角增加。在长期保护性耕作(即 NTS 和 SSS)下,较高的总溶解氮和较低的载体长度共同导致较高的 CUE。值得注意的是,较高的 CUE 和土壤有效磷以及较低的 N 限制都直接解释了保护性耕作实践下 SOC 储量的增加。总体而言,长期保护性耕作做法可以通过增加可用养分促进 SOC 固存来缓解微生物资源限制。我们的研究提供了新知识,以增强对受微生物资源限制和微生物 C 使用效率调节的 SOC 库存的理解。较高的 CUE 和土壤有效磷以及较低的 N 限制都直接解释了保护性耕作实践下 SOC 储量的增加。总体而言,长期保护性耕作做法可以通过增加可用养分促进 SOC 固存来缓解微生物资源限制。我们的研究提供了新知识,以增强对受微生物资源限制和微生物 C 使用效率调节的 SOC 库存的理解。较高的 CUE 和土壤有效磷以及较低的 N 限制都直接解释了保护性耕作实践下 SOC 储量的增加。总体而言,长期保护性耕作做法可以通过增加可用养分促进 SOC 固存来缓解微生物资源限制。我们的研究提供了新知识,以增强对受微生物资源限制和微生物 C 使用效率调节的 SOC 库存的理解。