Влияние температуры на почвенное дыхание микробов в условиях изменения климата

Почвенное дыхание в полевых условиях складывается из гетеротрофного дыхания микробов и автотрофного дыхания растений. Температурная чувствительность (Q₁₀) — распространённый метод описания изменений гетеротрофного дыхания почвы в ответ на потепление. Однако оставалось неясно, как доступный субстрат и сообщество почвенных микробов регулируют Q₁₀ микробного дыхания в условиях естественного потепления.

В исследовании, опубликованном в Science of The Total Environment, учёные из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук и Аньхойской академии сельскохозяйственных наук впервые изучили адаптацию микробного сообщества к температуре в контексте Q₁₀ дыхания почвы, основываясь на ширине экологической ниши состава сообщества.

Был проведён долгосрочный полевой эксперимент, включающий два года наблюдений за дыханием почвы, анализ доступного субстрата и оценку термической адаптации микробного сообщества в условиях сезонного потепления.

Результаты анализа показали:

• Изменения дыхания почвы при колебаниях температуры в основном были вызваны вариациями в почвенных микробах и доступном субстрате (содержание воды, NH₄-N, NO₃-N, растворённый органический углерод (DOC) и азот (DON)).
• Температура была главным фактором, формирующим структуру бактериального и грибного сообщества почвы, что указывает на их термическую адаптацию.

Ключевой вывод: Доступный субстрат внёс больший вклад в регуляцию Q₁₀ гетеротрофного дыхания почвы, чем термическая адаптация микробного сообщества. Управление удобрением оказало более сильное влияние на доступный субстрат, чем температура.

«Можно сказать, что изменение доступного азота и DOC, вызванное в основном управлением удобрениями, внесло больший вклад в регуляцию Q₁₀ микробного дыхания почвы, чем термическая адаптация микробного сообщества», — пояснил Лю Чанган из XTBG.