不同经营模式茶园土壤微生物熵对台风干扰的响应

台风干扰可能显著影响我国东南沿海山地茶园土壤有机碳稳定性和矿化过程，而土壤微生物熵（qMB）是指示土壤有机碳稳定性和矿化潜力的敏感指标。因此，研究不同经营模式茶园土壤微生物熵对台风干扰的响应，可为山地茶园土壤碳库管理提供重要科学依据。为此，以浙江省台州市天台县苍山顶传统化肥经营的纯茶园（M0）、林茶间作（M1）、茶园养鸡（M2）、施用微生物肥料的纯茶园（M3）四种经营模式茶园为研究对象，在2021年7月28日台风"烟花"（第6号台风）来临前一天（T1）、台风过境后一天（T2）和台风过境后7天（T3），按照表层土壤（0-10 cm）和亚表层土壤（10-30 cm）采集四种经营模式的茶园土样，同步测定土壤有机碳（SOC）含量、微生物生物量碳（MBC）和可溶性有机碳（DOC）含量。结果表明：（1）台风干扰对M2和M3的土壤有机碳影响更显著，而且不同经营模式茶园中表层和亚表层的土壤有机碳含量对台风干扰的响应存在差异；（2）台风干扰对M2的土壤微生物熵影响更显著，对表层土壤的微生物熵影响更显著，说明台风干扰对M2土壤有机碳稳定性和矿化影响显著，M2的土壤微生物熵对台风干扰的响应显著；（3）台风干扰对M2的土壤微生物生物量碳影响最显著，对M0和M1的影响最弱，且不同经营模式茶园中不同土层的土壤微生物生物量碳对台风干扰的响应存在差异；（4）台风干扰对M0的土壤可溶性有机碳含量影响更显著，M1和M3次之，对M2的影响最弱。而且不同经营模式茶园中表层和亚表层土壤的可溶性有机碳含量对台风干扰的响应存在差异。综上，台风干扰会对不同经营模式茶园土壤微生物熵影响程度不同，说明台风干扰对不同经营模式茶园土壤有机碳稳定性具有不同程度的影响，其中M2的土壤有机碳是响应台风干扰最敏感的经营模式茶园。     

水位影响泥炭沼泽土壤有机碳分解的生物化学机制研究进展

在人类活动和气候变化影响下，泥炭沼泽生态系统急剧退化，其独特的氧化还原过程使得退化泥炭沼泽及其恢复过程中土壤有机碳（SOC）分解与存储机制成为研究的热点问题。泥炭沼泽排水/再湿过程会显著改变土壤的氧化还原条件，进而改变土壤微生物群落和酶活性，驱动铁氧化还原过程，影响SOC分解。已有研究对"缺氧是维持泥炭地碳存储的关键"的传统理论提出了质疑，而土壤酶及铁（Fe）在土壤SOC分解与存储过程中分别扮演着"酶锁"和"铁门"的作用，二者同时受到氧化还原条件的影响。然而，有关退化泥炭沼泽及其恢复过程中酶-土壤SOC-Fe相互作用及微生物驱动机制还有待深入。总结了干旱/排水/再湿对泥炭沼泽土壤SOC组分、分子结构、碳排放的影响，并从微生物、酶、Fe化学的角度归纳总结了泥炭沼泽土壤SOC分解的生物化学机制。未来研究中应将土壤水分与土壤SOC分解的生物地球化学机制联系起来，探寻水位变化过程中生物及非生物要素对土壤SOC分子结构变化的调控机制及土壤氧化酶-酚类物质/SOC分子结构-水解酶之间的作用机制。同时，关注Fe的氧化和还原过程，评估Fe-SOC在泥炭沼泽土壤有机碳中的地位，利用分子生物学手段探究水位变化过程中酶-SOC分解/碳排放-铁之间的权衡机制。     

土壤微生物碳泵概念体系2.0

土壤微生物在陆地生态系统元素循环中扮演着关键角色,对土壤健康、粮食安全和全球气候变化发挥着重要的调节作用。土壤微生物同化代谢产物对土壤碳储存与有机质维持的贡献不容忽视。近年来,以微生物代谢和死亡残体生成过程为核心提出的土壤微生物碳泵概念体系得到了广泛关注,它主要描述了以土壤异养微生物代谢为驱动的土壤有机碳形成和稳定化过程,是目前陆地生态系统碳固存的重要机制体系与研究热点。本文对该体系的研究进展进行了梳理,并提出了引入自养微生物固碳通道与结合土壤矿物碳泵概念的土壤微生物碳泵概念体系2.0,以期丰富和完善现有的微生物介导的陆地生态系统土壤碳循环与固持机制,为实现我国“双碳”目标提供理论支撑。     

盐分和底物对黄河三角洲区土壤有机碳分解与转化的影响

土壤盐碱化能抑制微生物活性,影响土壤有机碳的分解与转化。本研究以黄河三角洲盐碱耕地为研究对象,采用室内恒温培养法,设置3个NaCl盐分梯度（S1：0.1%;S2：0.5%;S3：0.9%）,通过在土壤中添加不同底物（CK：不添加底物;N：添加氮;C：添加碳;C N：添加碳 氮）,研究该土壤释放CO2–C量、土壤微生物生物量碳（SMBC）、土壤微生物呼吸商（qCO2）及溶解性有机碳（DOC）对盐分和底物的响应。结果表明：在45 d的培养期内,CK、N处理中S1盐分土壤释放CO2–C量最高,S2和S3明显低于S1,降低幅度分别为18.3%–23.7%和24.3%–39.8%。C、C N处理中3个盐分土壤释放CO2–C量差异较小,特别是在C N处理中,3个盐分土壤释放CO2–C差异不显著。4个底物处理中,SMBC均在S1和S2盐分中含量较高,S3盐分最低。与CK相比,N处理并不能提高SMBC含量,C、C N处理可明显提高SMBC,但S1和S2盐分土壤提高的幅度（80.4%–80.5%、58.0%–58.7%）明显高于S3（68.9% 、49.7%）。4个底物处理中,qCO2均在S1盐分土壤中最高,C、C N处理可明显提高qCO2。CK、N处理中3个盐分土壤DOC差异不显著,C、C N处理中S3盐分土壤DOC较高。说明在无碳源输入条件下,增加盐分含量能明显抑制土壤释放CO2量。添加碳源后,盐分含量对土壤释放CO2的影响变小。微生物对碳源和盐分胁迫的响应较快,添加碳源能明显提高微生物数量及其活性。但较高盐分（含盐量>0.5%）可明显降低土壤微生物活性及对外源碳的利用率,导致较高盐分SMBC及qCO2较低而DOC较高。     

新银合欢篱对紫色土坡地土壤有机碳固持的作用

土壤有机碳的固持对保持土壤肥力以及缓解全球温室效应具有重要意义。本研究通过田间定位试验,探讨了新银合欢（Leucaena Leucocephala）篱对10和15的紫色土农耕地（玉米地）和经济林地（油桃地）表层（0-20cm）土壤有机碳积累的影响。结果表明：种植3年的新银合欢篱的10和15农耕地、10经济林地土壤有机碳密度分别比相应的无植物篱的对照地提高41.53%、43.29%、32.15%。经济林处理土壤有机碳含量、有机碳密度、呼吸强度显著大于农耕地处理;10比15农耕地更有利于土壤有机碳、呼吸速率及微生物量碳提高;农耕地比经济林地更利于微生物生物量维持。各处理下坡比上坡更利于土壤有机碳蓄积,且土壤呼吸强度提高,但土壤微生物商基本相同。不同处理下,土壤有机碳与土壤理化性质相关性各不相同：定植新银合欢篱的10和15农耕地、10经济林地土壤有机碳与有机质含量、土壤微生物碳有极显著的相关性,与全钾呈正相关,与pH负相关;定植新银合欢篱的10和15农耕地呼吸强度与有机碳相关关系均达到了极显著性,10经济林地呼吸强度与有机碳显著相关;土壤微生物指标变化与有机碳的变化趋势一致,能反映土壤质量变化。阐明定植新银合欢篱利于土壤有机碳固持,且能增强土壤微生物活性,提高土壤质量。     

杉木根系和凋落物对土壤微生物学性质的影响

通过模拟试验,研究了杉木根系和凋落物及其交互作用对土壤微生物学性质的影响.结果表明：杉木根系和凋落物在土壤生态过程中发挥的作用有所不同.与对照相比,杉木根系处理的土壤微生物生物量碳（MBC）、土壤基础呼吸、土壤有机碳（TOC）和微生物熵显著增加,土壤呼吸熵（qCO₂）显著降低（P<0.05）;凋落物处理中,仅土壤基础呼吸和qCO₂显著降低（P<0.05）,而MBC、TOC和微生物熵没有显著变化（P>0.05）.杉木根系和凋落物对土壤基础呼吸和qCO₂的影响具有显著的交互作用.qCO₂与土壤可溶性碳（R²=0.325）及TOC（R²=0.209）含量呈显著正相关,说明微生物对碳的利用效率随土壤有机碳数量的增加而降低.与凋落物相比,杉木根系在土壤生态过程中发挥着更重要的作用.     

不同密度巨桉人工林土壤有机碳及微生物量碳氮特征

通过原位试验,对华西雨屏区不同密度[833株·hm-2(A1)、1 333株·hm-2(A2)、2 222株·hm-2(A3)]巨桉(Eucalyptus grandis)人工林土壤有机碳和微生物生物量碳氮动态特征进行了研究。结果显示:(1)各密度巨桉林分土壤有机碳含量在夏季和秋季较高,春季和冬季较低,但季节变化相对平稳,而它们土壤有机碳含量年平均值分别为22.54g·kg-1(A1)、19.76g·kg-1(A2)、16.84g·kg-1(A3),且密度间差异达到显著水平。(2)各密度林分土壤微生物生物量碳氮呈现出与土壤有机碳相似的规律性季节变化,随着林分密度增加,林下土壤微生物生物量碳氮含量减小。(3)土壤微生物熵一年内的波动较小,分别处于2.30%~2.44%(A1)、2.14%~2.39%(A2)、2.47%~2.69%(A3)之间。(4)各密度林分土壤微生物生物量碳氮含量与其立地土壤有机碳、水解氮、有效磷、速效钾均存在显著相关关系。研究表明,华西雨屏区不同密度巨桉人工林土壤有机碳含量、微生物生物量碳氮含量、微生物熵季节变化相对平稳,但受到人工林密度的显著影响,并随巨桉密度增加土壤有机碳含量、微生物生物量碳氮含量有降低的趋势。     

广西典型喀斯特地区深层土壤有机碳矿化及其影响因素

以广西典型峰丛洼地草地和原生林深层土壤(70～100cm)为对象,利用微生物交叉接种培养试验,研究不同土地利用类型、土壤微生物群落和通气条件对深层土壤有机碳矿化的影响。在124d的培养期内,微生物接种改变了0～28d原生林和0～81d草地深层土壤有机碳矿化速率,而通气条件变化对这一过程没有明显影响。3因素方差分析结果显示,深层土壤有机碳累积矿化率受土地利用类型、微生物群落和通气条件的影响显著(P<0.01),且存在3因素间交互效应。研究结果对于深入认识喀斯特深层土壤有机碳稳定机制和评估碳储量及其周转具有重要意义。     

鸡粪对铜污染土壤微生物生物量碳的影响

采用室内恒温好气培养法,研究了2．0％、4．0％、6．0％添加量鸡粪对铜污染土壤微生物生物量碳的影响。结果表明：向土壤中施入2．0％、4．0％、6．0％的鸡粪后,有机碳总量比对照分别增加了0．85、1．49、2．04倍,而可浸提有机碳含量分别增加了3．13、5．70、8．23倍,鸡粪的添加促进了土壤可浸提有机碳含量的增加,土壤可浸提有机碳含量和鸡粪添加量呈正相关（r=0．994^＊＊,n=12）。各处理土壤有机碳和可浸提有机碳含量随培养时间逐渐下降,90d后有机碳含量趋于稳定;土壤可浸提有机碳含量120d后趋于稳定。鸡粪显著促进了土壤微生物生物量碳含量和土壤微生物商的增加（P〈0．01）,与对照相比,2．0％、4．0％和6．0％鸡粪处理土壤微生物生物量碳含量分别增加2．88、5．19、6．98倍,土壤微生物生物量碳（SMBC）含量和土壤微生物商（SMQ）都与鸡粪的添加量呈正相关（rSMBC=0．998^＊＊,rSMQ=0．858,n=12）。在培养过程中士壤微生物生物量碳与土壤微生物商都呈现先下降再升高再下降的趋势。在培养试验的早期,鸡粪的添加有利于缓解铜污染土壤微生物生物量碳的下降,添加鸡粪的处理在培养的第10d后土壤微生物生物量碳含量开始上升,而对照则在30d以后才开始上升;添加鸡粪的处理在培养前期微生物生物量碳的最大下降幅度分别为：2．0％处理（52．74％）、4．0％处理（45．92％）、6．0％处理（55．52％）,而对照的下降幅度为92．02％。培养后期添加鸡粪处理土壤微生物生物量碳仍保持较高的水平。     

岩溶土壤有机碳库分配、更新及其维持的微生物机制

在水-二氧化碳-碳酸盐岩-生物的相互作用下,岩溶碳循环活跃,在全球形成8.24×108 t C/a的岩溶碳汇,约占全球遗漏汇的29.4%,其中部分岩溶碳汇以土壤有机碳的形式固存,因此碱性土壤固碳是未来碳中和的主要途径。微生物作为土壤碳循环的重要驱动者,影响着土壤有机碳主要赋存形式即植物残体碳与微生物残体碳的动态变化。本文通过综述岩溶土壤有机碳库储量、岩溶土壤有机碳库的来源与构成、影响岩溶土壤有机碳库动态的微生物因素以及岩溶土壤有机碳库更新的微生物机制,探讨了微生物对岩溶土壤植物残体碳与微生物残体碳的影响,并提出亟待解决的关键科学问题。这为深入研究岩溶区土壤有机碳库分配、更新及其维持的微生物机制,深化对岩溶土壤碳循环及其微生物机理认识,进而为应对千分之四全球土壤增碳计划提供了参考。     

两种代表性蚯蚓对设施菜地土壤微生物群落结构及理化性质的影响

不同生态型蚯蚓的取食偏好和生境有所差异,因此蚯蚓的生态型差异可能关乎其对土壤性质的不同影响;有关不同生态型蚯蚓对土壤性质尤其是微生物学性质影响的研究有助于了解蚯蚓生态功能的作用机制。在野外调控试验的第4年采集土壤,研究了牛粪混施和表施处理下内层种威廉腔环蚓(Metaphire guillelmi)和表层种赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)对设施菜地土壤微生物群落结构和主要理化性质的影响。结果表明,土壤微生物群落结构同时受到蚯蚓种类和牛粪施用方式的影响。牛粪表施时,两种蚯蚓均显著降低了菌根真菌、真菌生物量和原生动物生物量(P0.05);牛粪混施时,不同蚯蚓的影响有所差异,威廉腔环蚓明显增加了菌根真菌、真菌生物量和放线菌生物量,而赤子爱胜蚓的作用不明显。此外,两种蚯蚓均提高了土壤孔隙度、团聚体稳定性和土壤p H、矿质氮以及微生物生物量碳氮水平,但提高幅度取决于蚯蚓种类和牛粪施用方式。冗余分析表明蚯蚓影响下土壤微生物群落结构的变化与团聚体稳定性、p H、速效磷、矿质氮呈正相关,而与土壤容重呈负相关。     

Earthworms and eco-consequences: Considerations to soil biological indicators and plant function: A review

Earthworms have been well reported to have a beneficial effect on soil microbes, soil microbial biomass (SMB), fungal community, soil structure, water retention and plant growth in different terrestrial ecosystems. However, the interactions between environmental stressors and various species of earthworms and the subsequent effect on soil microbes, organic matter, soil structure and plant growth are still uncertain. The purpose of this analysis was to test 1- the impact of environmental stressors on earthworm behaviour. 2- the effect of various earthworms on soil microbes, plant growth, soil structure and the carbon cycle. We noted that less fatal temperatures are generally unknown, but higher fatal temperatures range from 25 to 48 °C. Earthworms have a role to play, depending on the nature of organic residues, in both the formation and degradation of soil aggregates. Improvements in microbial biomass and plant growth have been established according to temperature, soil toxicity, soil type, earthworms abundance, organic residues types and field conditions. We observed that although the summer temperature in the arid area was approximately (°C 48), it was found that a particular type of earthworm (Namalycastis indica) was responsible for improving soil characteristics.While a great deal of analysis has been carried out on the role of earthworms within the soil ecology, such a review identifies important knowledge gaps, particularly in the determination of the impacts of earthworm species on the soil structure, microbial biomass and plant productivity, in particular since most papers focused on European species and overlooked the role of earthworms in the arid landscape. Further research is recommended to compare the impacts of different earthworms species on soil microbes and plant growth in various soil types, earthworm abundance, field conditions, organic residues locations, inorganic fertilizers, pesticides, fertile or non-fertile soils and diverse conditions of drought and moisture.     

施用玉米秸秆和接种蚯蚓后几种土壤活性有机碳的动态变化

通过室内培养试验,研究在施用玉米秸秆和接种蚯蚓后,土壤微生物生物量碳(SMBC),水提取碳(WEOC),碳水化合物(CHOC)和酚类物质(PEOC)等活性有机碳组分的动态变化。研究结果表明,在不施秸秆或表施秸秆的情况下,接种蚯蚓对四种活性有机碳组分含量都有一定的促进作用,且在表施秸秆的情况下达到显著水平,其SMBC、WEOC、CHOC和PEOC的含量与不接种蚯蚓相比,分别增加了33.50%、43.13%、68.21%和30.28%。接种蚯蚓在混施秸秆的处理中只有WEOC的含量增加,而SMBC和CHOC含量分别降低了11.04%和16.63%,PEOC的变化不明显。不论接种蚯蚓与否,秸秆的施用对4种组分都有显著的促进作用,其中秸秆混施处理的作用最显著。接种蚯蚓和秸秆施用都能提高土壤WEOC的质量(CHOC/PEOC的比值)。方差分析表明,蚯蚓、秸秆和时间对活性碳组分含量都有显著影响,并且因子间存在强烈的交互作用。土壤活性有机碳各组分除SMBC以外,WEOC、CHOC和PEOC的含量变化受秸秆因子的影响最大,方差解释比例v分别达到82.35%、62.53%和75.82%。试验结果也表现出较一致的随时间的波动性。相关性分析表明,所测定项目SMBC、WEOC、CHOC和PEOC之间有显著的相关性。     

长期施肥对双季稻田土壤微生物学特性的影响

为探明不同施肥处理对早稻和晚稻各个生育时期稻田土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的影响,以湖南宁乡长期定位试验为平台,应用氯仿熏蒸-K_2SO_4提取法和化学分析法系统分析了定位长达29年5种施肥处理之间(化肥、秸秆还田+化肥、30%有机肥+70%化肥、60%有机肥+40%化肥和无肥)双季稻田土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的差异。结果表明,早稻和晚稻各主要生育时期,长期施肥均能提高土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵,各施肥处理土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵均随水稻生育期推进呈先增加后降低的变化趋势,均于齐穗期达到最大值,成熟期达到最低值;其中,以60%有机肥和30%有机肥处理双季稻田土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵均为最高,均显著高于其他处理,其大小顺序表现为60%有机肥30%有机肥秸秆还田化肥无肥。长期有机无机配施可以提高土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵,有机肥与化肥配施对提高土壤肥力效果最好。土壤微生物生物量碳、氮及微生物熵可以反映土壤质量的变化,可作为评价土壤肥力的生物学指标。     

蚯蚓在我国南方土壤修复中的应用

蚯蚓作为生物量最大的土壤动物, 对土壤生态系统和环境质量影响深远。本研究介绍了华南地区主要应用的皮质远盲蚓(Amynthas corticis)、毛利远盲蚓(A. morrisi)、壮伟远盲蚓(A. robustus)、参状远盲蚓(A. aspergillum)、南美岸蚓(Pontoscolex corethrurus)和赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的生态特征, 阐述了它们与土壤pH值、酶活性、金属富集和有效性改变、孔道和微团聚体形成之间的紧密关系: (1)蚯蚓生存的土壤酸碱性范围较广(pH为3.8-7.9), 其存活率与土壤类型、有机质含量和成分、土壤污染程度和蚯蚓种类相关; (2)肠道内、蚓粪和蚓触圈的酶活性分别表征了蚯蚓取食喜好、土壤养分循环及微生物种群特征; (3)蚯蚓能够富集不同种类的金属并改变其有效性, 这些变化具有蚓种间、金属种类间和土壤类型之间的差异; (4)蚯蚓活动及其生产的蚓粪能改变土体结构、产生孔道、影响土壤团聚体数量、大小和分布。蚯蚓的上述作用使其在解决中国南方红壤酸化、土壤金属污染、茶园土壤养分不平衡、高速公路建设临时用地土壤损毁等方面具有广阔的应用前景。目前, 由于华南远盲蚓的生理特征差异研究较少, 远盲蚓繁育技术的缺乏一定程度上限制了这些蚯蚓在中型和大型尺度下应用技术的研究和推广。有必要进一步挖掘蚯蚓在土壤修复中的潜力, 进行蚯蚓主导的相关技术研发, 深入探讨其影响机制。     

接种蚯蚓对秸秆还田土壤碳、氮动态和作物产量的影响

通过为期 2年的小区 (2 .8m× 1.0m)试验 ,研究了旱作水稻 小麦轮作条件下接种蚯蚓对施用玉米秸秆 (第一季用量 15 0 0g·m-2 ,以后各季为 75 0g·m-2 )农田土壤碳、氮动态和作物产量的影响 .结果表明 ,接种 10条·m-2 或 2 0条·m-2 环毛蚓 (Pheretimasp .)对土壤有机碳和全氮含量无显著影响 ,蚯蚓活动未造成土壤C库的衰减 ,土壤碳、氮基本维持平衡 .接种蚯蚓处理土壤N的矿化作用增强 ,矿质N含量提高 ,NO3 - N含量增加 ,而且稻季比麦季增加更为明显 .接种蚯蚓在稻、麦季均能提高微生物量碳、氮含量 ,蚯蚓具有扩大土壤微生物量N库和促进有机N矿化的双重作用 .这种作用在有效C源供应丰富的作物生长发育旺盛期更为明显 .接种蚯蚓对旱作水稻和小麦有一定的增产作用 ,其中水稻的增产幅度达 9.3% ,小麦为 5 .1% .接种蚯蚓后土壤容重明显降低 ,孔隙度显著增加 .蚯蚓在保持土壤C库平衡的同时 ,对于促进秸秆有机肥N素养分的再循环和作物生产力的提高具有重要的生态学意义 .     

氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响及其微生物学机制

氮沉降持续增加背景下土壤C∶N∶P化学计量比和pH环境等的改变及其可能的土壤微生物学机制已经成为陆地生态系统与全球变化研究的新生长点和科学研究前沿.以生态化学计量学和土壤微生物生态学为理论基础,综述了氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响及其微生物学机制的基本理论、最新进展、研究热点与难点,旨在促进全球变化背景下陆地生态系统地下生态学的研究.氮沉降持续增加会导致森林生态系统磷循环加速,导致磷限制.氮沉降不但改变森林土壤有机质和凋落物的C∶N∶P化学计量比和降低土壤pH值,而且改变土壤微生物生物量碳氮磷、细菌、真菌和放线菌的组成以及影响碳氮磷分解的关键酶活性.氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响表现为促进、抑制和无影响,其影响的差异可能来源于微生物效应的不同.叶片在凋落前有显著的氮磷养分回收,但是根无明显的养分回收,造成土壤有机质和凋落物的C∶N∶P化学计量比存在明显差异.基于DNA/RNA等分子生物学方法为土壤微生物生态学研究提供了强有力的手段,将促进氮沉降对森林土壤有机质和凋落物化学计量比改变的微生物学机制研究.     

Carbon availability controls the growth of detritivores (Lumbricidae) and their effect on nitrogen mineralization

Activity of soil decomposer microorganisms is generally limited by carbon availability, but factors controlling saprophagous soil animals remain largely unknown. In contrast to microorganisms, animals are unable to exploit mineral nutrient pools. Therefore, it has been suggested that soil animals, and earthworms in particular, are limited by the availability of nitrogen. In contrast to this view, a strong increase in density and biomass of endogeic earthworms in response to labile organic carbon addition has been documented in field experiments. The hypothesis that the growth of endogeic earthworms is primarily limited by carbon availability was tested in a laboratory experiment lasting for 10 weeks. In addition, it was investigated whether the effects of earthworms on microbial activity and nutrient mineralization depend on the availability of carbon resources. We manipulated food availability to the endogeic earthworm species Octolasion tyrtaeum by using two soils with different organic matter content, providing access to different amounts of soil, and adding labile organic carbon (glucose) enriched in ¹³C.Glucose addition strongly increased the growth of O. tyrtaeum. From 8 to 17% of the total C in earthworm tissue was assimilated from the glucose added. Soil microbial biomass was not strongly affected by the addition of glucose, though basal respiration was significantly increased and up to 50% of the carbon added as glucose was incorporated into soil organic matter. The impact of earthworms on the mineralization and leaching of nitrogen depended on C availability. As expected, in C-limited soil, the presence of earthworms strongly increased nitrogen leaching. However, when C availability was increased by the addition of glucose, this pattern was reversed, i.e. the presence of O. tyrtaeum decreased nitrogen leaching and its availability to soil microflora. We conclude that irrespective of the total carbon content of soils, O. tyrtaeum was primarily limited by carbon, and that increased carbon availability allowed earthworms to be more effective in mobilizing N. The presence of earthworms increases C limitation of soil microorganisms, due to increased availability of N and P in earthworm casts or a direct depletion of easily available carbon resources by earthworms.     

Climatic seasonality challenges the stability of microbial-driven deep soil carbon accumulation across China

Microbial residues contribute to the long-term stabilization of carbon in the entire soil profile, helping to regulate the climate of the planet; however, how sensitive these residues are to climatic seasonality remains virtually unknown, especially for deep soils across environmental gradients. Here, we investigated the changes of microbial residues along soil profiles (0–100 cm) from 44 typical ecosystems with a wide range of climates (~3100 km transects across China). Our results showed that microbial residues account for a larger portion of soil carbon in deeper (60–100 cm) vs. shallower (0–30 and 30–60 cm) soils. Moreover, we find that climate especially challenges the accumulation of microbial residues in deep soils, while soil properties and climate share their roles in controlling the residue accumulation in surface soils. Climatic seasonality, including positive correlations with summer precipitation and maximum monthly precipitation, as well as negative correlations with temperature annual range, are important factors explaining microbial residue accumulation in deep soils across China. In particular, summer precipitation is the key regulator of microbial-driven carbon stability in deep soils, which has 37.2% of relative independent effects on deep-soil microbial residue accumulation. Our work provides novel insights into the importance of climatic seasonality in driving the stabilization of microbial residues in deep soils, challenging the idea that deep soils as long-term carbon reservoirs can buffer climate change.     

施加秸秆和蚯蚓活动对麦田N2O排放的影响

蚯蚓是农田生态系统的重要组成部分,对土壤的碳氮循环和N2O排放起着重要作用。为了研究接种蚯蚓（威廉腔环蚓,Metaphire guillelmi）对农田土壤特性及N2O排放通量的影响,分析蚯蚓在土壤N2O排放中的作用,于2007-2008年冬小麦生长季采用静态箱-气相色谱法,对施用秸秆（表施和混施）并接种蚯蚓后土壤N2O排放通量的变化进行了监测,结果显示接种蚯蚓增加了土壤N2O的排放量。在秸秆表施的情况下,接种蚯蚓处理N2O的排放量最大,全生育期达14.26 kg?hm-2,显著高于未接种蚯蚓处理11.59 kg?hm-2（p<0.05）。在秸秆混施时,接种蚯蚓与未接种蚯蚓的两个处理间N2O排放量在栽培后期差异不显著。接种蚯蚓处理土壤N的矿化作用加强,矿质N含量提高,铵态氮含量比较稳定,硝态氮含量显著提高,表施秸秆接种蚯蚓处理硝态氮含量比未接种处理提高了20.1% （p<0.05）,达到21.13 mg?kg-1,而混施秸秆后接种蚯蚓的硝态氮含量为21.21 mg?kg-1,较未接种处理提高了11.7%。分析表明,硝态氮含量与N2O排放密切相关,接种蚯蚓后N2O排放潜力的提高与蚯蚓活动促进土壤氮素矿化特别是硝态氮含量的增加有关,农田生态系统中蚯蚓对N2O排放的贡献主要体现在促进秸秆混入土壤,从而改变秸秆分解的微域环境,促进反硝化作用并增加N2O的排放。