2019-09-02 11:19:02 金鳳
每一克土壤里就有數(shù)十億微生物存在，當土壤里的空間和營養(yǎng)不足時，微生物們便開啟“適者生存模式”，有的能夠固氮，有的則能降解有機污染物，幫其他羸弱的微生物存活下去。近日，科技日報記者從南京農業(yè)大學獲悉，國際著名綜合性期刊《Nature Communications》在線發(fā)表了該校資源與環(huán)境科學學院土壤微生物與有機肥團隊，有關土壤微生物群落裝配和生態(tài)功能影響機制的研究成果。
由于土壤微生物的種類復雜，又難于培養(yǎng)，長期以來，人類對土壤微生物的多樣性及其生態(tài)功能認識不深，只能用“黑箱”來概括。
近年來，土壤微生物多樣性的重要生態(tài)功能、多樣性損失，以及對生態(tài)系統(tǒng)的威脅，逐漸引起各國政府和許多國際組織的重視。
論文的第一作者、南京農業(yè)大學資源與環(huán)境科學學院副教授荀衛(wèi)兵，針對農田土壤的微生物群落，用“微宇宙”培養(yǎng)結合宏基因組測序的方法，監(jiān)測到微生物群落的功能基因組成。
研究發(fā)現(xiàn)，土壤微生物群落中的“特異性”功能，是決定群落裝配過程的關鍵，也是維持微生物群落穩(wěn)定的重要基礎。所謂“特異性”功能，就是僅由少數(shù)微生物功能群“持有”的功能，如土壤氨氧化過程、有機污染物降解等功能。
他介紹，研究人員將微生物的“種子”放到土壤里繁殖，此時的營養(yǎng)和空間位充足，微生物隨機生長、繁殖、死亡，群落遵循隨機裝配過程。但當土壤所能容納的微生物群落數(shù)量達到上限時，空間和營養(yǎng)條件受限，微環(huán)境的pH值、含水量、養(yǎng)分含量等都會變化，環(huán)境選擇壓力增加，微生物們生存堪憂，這時，只有土壤微生物多樣性較高、能夠“持有”和“表達”更多“特異性”功能時，群落才能適應環(huán)境。
荀衛(wèi)兵舉了個例子，例如固氮微生物，當土壤中有效氮元素不足時，它們能把空氣中的氮氣變成微生物可以利用的氨態(tài)氮，為其他微生物和植物的生長提供氮源。又例如農田中有農藥或者重金屬殘留，有些微生物能降解有機污染物或者鈍化重金屬離子，可以使其他類群免受毒害作用。土壤中持有“特異性”功能的微生物，就像“超級英雄”一樣，在微生物群落面臨危機時挺身而出。
在荀衛(wèi)兵看來，該研究提出的“特異性”功能微生物多樣性，在影響土壤微生物群落裝配過程和維持土壤生態(tài)系統(tǒng)服務功能中的重要作用，對破譯土壤微生物多樣性和系統(tǒng)生態(tài)功能之間的關系，具有重要的科學意義。
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