- 1次围观
土壤微生物群落具有多种机制来应对新出现的干旱胁迫。其中，一个有充分文献记载的机制是微生物增加胞外聚合物质的产生，这一过程可能改变土壤密度和持水能力。然而，关于微生物多样性如何影响EPS形成的功能能力及其对水分动态所产生的结果，目前所知甚少。为了进一步理解群落微生物组的EPS产生，我们建立了无菌中宇宙系统，以考察微生物多样性和养分输入对这些过程的影响。为捕捉这些中宇宙系统的微观水文学特征，我们测量了持水性、入渗、蒸发以及我们认为会受到微生物改变的土壤性质。我们的假设是，如果人为操纵多样性，那么土壤水分性质将通过EPS的产生而发生改变。我们预测，低多样性系统将具有较低的功能多样性，从而导致更少的EPS产生、更低的水分储存能力，以及与惰性土壤介质相比变化极小。正如预测的那样，我们发现高多样性系统比低多样性系统具有更高的保水能力，并且随时间推移表现出更低的水分流失速率。这一趋势在养分补充处理下进一步增强，表明EPS的产生及其后续的持水特征是微生物组的涌现特性。出乎意料的是，我们观察到保留水量与所产生的脂质型EPS数量之间存在相关性。这表明，决定生物膜功能的是EPS的组成而非其数量。总之，微生物多样性似乎影响了这些系统中对水分保持至关重要的土壤性质。迄今为止，微生物及其多样性在土壤水文学中所发挥的作用一直严重缺乏研究，因此本研究旨在增进对这些系统的生态学理解。这些发现具有重要价值，因为如果我们能够了解微生物如何调控土壤水分，就可以将这些功能应用于推动可持续农业实践，并增强干旱地区生态系统对水资源匮乏的韧性。
土壤微生物群落具有多种机制来应对新出现的干旱胁迫。其中一种已有充分文献记载的机制是微生物增加胞外聚合物质的产生，这可能改变土壤密度和持水能力。然而，关于微生物多样性如何影响EPS形成的功能能力及其对水分动态所产生的结果，人们知之甚少。为了进一步理解群落微生物组的EPS产生，我们建立了无菌中宇宙系统，以考察微生物多样性和养分输入对这些过程的影响。为了捕捉这些中宇宙系统的微尺度水文学特征，我们测量了持水性、入渗、蒸发，以及我们认为微生物正在改变的土壤性质。我们的假设是，如果人为操控多样性，那么土壤水分性质将通过EPS的产生而发生改变。我们预测，低多样性系统将具有较低的功能多样性，从而导致较少的EPS产生、较弱的水分储存能力，以及与惰性土壤介质相比仅有极小变化。正如预测的那样，我们发现高多样性系统比低多样性系统具有更高的保水性和更低的随时间推移的失水速率。这一趋势在养分补充处理下被进一步放大，表明EPS的产生及其后续的持水特征是微生物组的涌现特征。出乎意料的是，我们观察到保留水量与所产生的脂质型EPS数量之间存在相关性。这表明，决定生物膜功能的是EPS的组成而非其数量。总之，微生物多样性似乎会影响这些系统中对水分保持至关重要的土壤性质。迄今为止，微生物及其多样性在土壤水文学中的作用一直严重缺乏研究，因此本研究旨在增进对这些系统的生态学认识。这些发现具有重要价值，因为如果我们能够了解微生物如何调控土壤水分，就可以应用这些功能来推进可持续农业实践，并增强干旱地区生态系统对水资源匮乏的韧性。
作者声明不存在利益竞争。
感谢您关注并帮助传播关于bioRxiv的信息。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.03.729803v1?rss=1
🏷️ 土壤微生物多样性 胞外聚合物 土壤水文过程 持水能力 干旱胁迫 可持续农业