Maize root and shoot litter quality controls short-term CO <sub>2</sub> and N <sub>2</sub> O emissions and bacterial community structure of arable soil
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Chemical composition of root and shoot litter controls decomposition and, subsequently, C availability for biological nitrogen transformation processes in soils. While aboveground plant residues have been proven to increase N2O emissions, studies on root litter effects are scarce. This study aimed (1) to evaluate how fresh maize root litter affects N2O emissions compared to fresh maize shoot litter, (2) to assess whether N2O emissions are related to the interaction of C and N mineralization from soil and litter, and (3) to analyze changes in soil microbial community structures related to litter input and N2O emissions. To obtain root and shoot litter, Maize plants (Zea mays L.) were cultivated with two N fertilizer levels in a greenhouse and harvested. A two-factorial 22-day laboratory incubation experiment was set up with soil from both N levels (N1, N2) and three litter addition treatments (Control, Root, Root+Shoot). We measured hourly CO2 and N2O fluxes, analyzed soil nitrate and water extractable organic C (WEOC) concentrations, and determined quality parameters of maize litter. Bacterial community structures were analyzed using 16S rRNA gene sequencing. Maize litter quality controlled NO3− and WEOC availability and decomposition related CO2 emissions. High bioavailability of maize shoot litter strongly increased CO2 and N2O emissions, while emissions induced by maize root litter remained low. We identified a strong positive correlation between cumulative CO2 and N2O emissions, supporting our hypothesis that litter quality affects denitrification by creating plant litter associated anaerobic microsites. The interdependency of C and N availability was validated by analyses of regression. Moreover, there was a strong positive interaction between soil NO3− and WEOC concentration resulting in much higher N2O emissions, when both NO3− and WEOC were available. A significant correlation was observed between total CO2 and N2O emissions, the soil bacterial community composition and the litter level, showing a clear separation of Root+Shoot samples of all remaining samples. Bacterial diversity decreased with higher N level and higher input of easily available C. Altogether, changes in bacterial community structure reflected degradability of maize litter with easily degradable C from maize shoot litter favoring fast growing C cycling and N reducing bacteria of the phyla Actinobacteria, Chloroflexi, Firmicutes and Proteobacteria.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».