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埋藏的新石器时代古水稻土揭示农业管理对土壤微生物多样性影响

来源: 神秘的地球
时间:2016年6月14日

浙江桐乡罗家角古水稻土样品及出土的动物遗骸和陶器残片

浙江桐乡罗家角古水稻土样品及出土的动物遗骸和陶器残片

(神秘的地球uux.cn报道)据EurekAlert!:大量研究显示,现代集约化的农业活动显著降低了农田生态系统动植物物种多样性。长期以来,由于很难获取没有人为干扰的对照样品,研究人类活动对土壤微生物的影响具有不确定性,对其认识仍极度缺乏。

来自中国科学院城市环境研究所的朱永官研究员领导的中国和美国科学家在浙江桐乡罗家角古水稻土遗址采集了埋藏的新石器时代古水稻土,以及该位点一直耕作至今的水稻土。碳-14断代表明该埋藏水稻土为距今6000多年古水稻土。他们采用高通量宏基因组学技术解析了两者之间微生物群落组成和功能基因多样性的差异,阐释了长时间尺度(千年级)水稻耕作对稻田土壤微生物多样性的影响,在人为活动和土壤微生物多样性相互关系研究方面取得重要进展。

他们发现现代水稻土微生物量是埋藏古水稻土的十倍;现代水稻土具有较高的细菌系统发育多样性,但功能基因多样性显著降低;长期水稻耕作显著改变了稻田土壤微生物群落结构和功能基因结构,增加了有机碳降解基因和氮转化相关基因的丰度和多样性。

水稻土是最古老的土地利用类型之一,孕育着世界50%以上的人口,中国具有长达7,000多年的水稻种植历史。朱永官研究员领导团队认为长时间尺度水稻耕作使得稻田微生物向功能均质化演化,集中于跟土壤营养元素生物地球化学循环相关的生态功能,从而有利于增强土壤活性和加快养分转化,提高水稻产量。

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