水稻土壤和旱地土壤有何不同？中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所首席研究員吳金水團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)科研成果發(fā)現(xiàn)，水稻土中的有機(jī)質(zhì)可以支撐更多的微生物生物量，其微生物量碳含量是旱地土壤的兩倍。相關(guān)成果發(fā)表在《農(nóng)業(yè)、生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境》上。
熱帶和亞熱帶地區(qū)長(zhǎng)期植稻過(guò)程中形成了特殊的人工濕地土壤，即水稻土。相比于旱地土，水稻土具有特殊的氧化還原過(guò)程，土壤中的有機(jī)質(zhì)可以支撐更多的微生物生物量，但這一現(xiàn)象的內(nèi)在機(jī)制還缺乏系統(tǒng)解釋。
該研究團(tuán)隊(duì)從Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)中，篩選了129篇文章中通過(guò)氯仿熏蒸提取或培養(yǎng)法測(cè)定的水稻土（大于1700個(gè)）和水旱輪作（大于1100個(gè)）土壤微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）含量數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行了薈萃分析，并與鄰近旱地土壤（大于360個(gè)）進(jìn)行比較。結(jié)果表明，水稻土MBC含量是旱地土壤的兩倍。
該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，與旱地土壤相比，水稻植物的根系碳和根沉積物輸入量更高；氧氣可利用率較低，因此微生物周轉(zhuǎn)較慢；水稻土微生物碳同化效率高；稻田鐵氧化物的作用有利于碳穩(wěn)定，因此，稻田MBC含量高于旱地土壤。
進(jìn)一步分析表明，水田和旱地土壤中MBC在土壤總有機(jī)碳中的比例分別為2.5%和2.1%，也就是說(shuō)，同樣含量的有機(jī)質(zhì)，水稻土比旱地多養(yǎng)育0.4%的微生物。水稻土微生物的碳利用效率明顯高于旱地，而對(duì)氮素的競(jìng)爭(zhēng)要低于旱地。這些特性可能使得水稻土比旱地土壤有更高的氮素轉(zhuǎn)化和作物利用。
研究顯示，在氧氣限制條件的淹水水稻土中，微生物活性降低和微生物周轉(zhuǎn)緩慢導(dǎo)致水稻土中MBC的含量比旱地高近兩倍，這對(duì)于水稻土微生物多樣性和碳匯效應(yīng)的維持具有重要意義。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.agee.2021.107798