Manipulation of soil methane oxidation under drought stress

        土壤甲烷氧化能力是陆地生态系统重要功能之一，在未来干旱频率和强度增加的背景下，高地土壤甲烷氧化能力受到的影响及其微生物机制仍有待进一步认识。本研究提出了一个新的概念模型：干旱可以通过直接途径（即通过增加土壤通气性对土壤甲烷氧化产生正效应）和间接途径（即诱导植物产生乙烯，进而对土壤甲烷氧化产生负效应）影响土壤甲烷氧化。我们先在室内开展不同水分梯度种植实验，添加乙烯生物合成抑制剂（AVG）喷施处理以减少乙烯产生量，通过测定土壤甲烷、乙烯通量，我们发现干旱促进了土壤甲烷氧化，也就是说直接途径的影响大于间接途径；而减少乙烯的产生能够提高土壤甲烷氧化能力，并且提高了植物生物量。为验证以上实验结果，我们在上海市奉贤区农业用地温室大棚进行了田间实验，取得了类似的效果。此外，我们利用天童森林生态系统国家野外科学观测研究站的极端干旱样地实验平台开展研究，发现与对照处理相比，干旱显著增加了原位乙烯产生量，而乙烯在浓度很低的情况下就显著抑制了土壤甲烷氧化能力。我们的研究结果证实了干旱胁迫下植物产生的乙烯是影响土壤甲烷氧化能力的重要途径之一，而减少乙烯产生量能明显提高土壤甲烷氧化能力，提出了土壤甲烷氧化能力调控的新方向。鉴于目前农业干旱区分布广泛，本研究为全球变化背景下提高土壤大气甲烷汇提供了可能的途径。

全文链接地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969720376208?via%3Dihub
该论文发表在SCI一区刊物Science of the Total Environment（影响因子：6.551）上。我学院周小奇为第一作者，周小奇为通讯作者。