亞熱帶稻田土壤微生物代謝能力對礦物結合態(tài)有機碳累積的影響機制取得進(jìn)展

2024-05-28 李哲      】

通常,礦物結合態(tài)有機碳的累積水平被認為受到其比表面積和吸附位點(diǎn)等物理化學(xué)性質(zhì)的限制。微生物殘體是礦物結合態(tài)有機碳的主要組成物質(zhì),其形成和積累與微生物代謝過(guò)程緊密相關(guān)。然而,微生物代謝能力如何調控礦物結合態(tài)有機碳積累尚不清楚??紤]到礦物結合態(tài)有機碳對土壤有機碳長(cháng)期穩定的重要作用,進(jìn)一步探究其積累的微生物機制對理解農田土壤碳積累機制至關(guān)重要。

中國科學(xué)院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所流域農業(yè)環(huán)境研究中心吳金水研究團隊基于先前田間調查結果,采集了亞熱帶區域有機碳含量范圍為4.0~40.1 g kg?1的典型稻田土壤,采用粒徑分級測定礦物結合態(tài)有機碳含量并計算碳飽和度、借助18O標記和生物標識物等方法測定微生物碳利用效率及微生物殘體碳含量。結果表明:礦物結合態(tài)有機碳含量隨土壤有機碳含量增加趨于飽和,且其含量與微生物殘體碳含量呈顯著(zhù)正相關(guān),這表明礦物結合態(tài)有機碳積累與微生物代謝能力密切相關(guān)。與高碳土壤相比,低碳土壤的黏粒含量和碳:磷計量比更低,有利于促進(jìn)微生物合成代謝速率及生物量周轉速率,使其具有更高的殘體積累系數(即單位微生物生物量產(chǎn)生的殘體數量)。研究結果強調了低碳土壤擁有更快的微生物殘體積累速率及更高的礦物結合態(tài)有機碳積累潛力?;诖?,研究團隊建議,針對低碳土壤應制定提高微生物合成代謝能力和生物量周轉的固碳策略,快速促進(jìn)礦物結合態(tài)有機碳庫積累;針對高碳土壤,應增加結構復雜的有機物投入以提高和維持土壤顆粒態(tài)有機碳庫積累。

該項研究近期以題為Microbial metabolic capacity regulates the accrual of mineral-associated organic carbon in subtropical paddy soils發(fā)表在土壤學(xué)領(lǐng)域TOP期刊Soil Biology and Biochemistry上,該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目(2021YFD1901203),國家自然科學(xué)基金(42130716,41671242,42107366)和中國科學(xué)院人才計劃項目的共同資助。

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