水稻同化碳是“大气-植物-土壤”系统碳循环的重要组成部分，也是土壤有机碳的重要来源。而水稻生长期内同化碳在土壤中的分配、转化及去向的数量特征易被忽视，水稻同化碳在土壤中动态的研究一直处于黑箱状态。
中科院亚热带农业生态研究所土壤养分循环研究组应用14CO2连续示踪技术对水稻80d的生长期进行标记，研究了水稻同化碳在土壤中的分配，量化了作物生长期间同化碳对土壤有机碳各组分的贡献；同时采用模拟培养试验，探讨了水稻收获后沉积在土壤中的同化碳在土壤碳库中的矿化动态，以揭示作物生长输入的“新碳”在土壤中的转化规律。结果表明，种植水稻80d后，供试土壤的14C-SOC含量范围为114.3－348.2 mg kg-1，而14C-DOC、14C-MBC含量范围为4.05－8.65 mg kg-1、12.5－37.6 mg kg-1。水稻生长期间内，不同土壤条件下，土壤14C-SOC与14C-水稻碳量的比率范围为5.09%－6.62%，这说明尽管不同土壤的光合生产能力不同，但根际沉积效率相似。同时发现光合产物向土壤微生物量快速转移的现象，水稻种植80d后水稻光合碳对微生物量的贡献约占总微生物量的12%。
100d的室内培养试验表明，与未种植水稻的土壤相比，水稻光合同化碳的输入抑制了稻田土壤原有有机质的矿化，表现出明显的负激发效应，这对维持稻田土壤的碳汇功能具有十分重要的意义。该研究量化了水稻光合碳对土壤微生物量的贡献；揭示了水稻同化碳在地上与地下不同碳库的分配规律；为全面理解水稻同化碳在“植物－土壤－微生物”系统碳分配和转化过程提供了理论基础。
以上研究结果于1月26日在国际土壤学杂志Soil Biology & Biochemistry（IF=3.242）在线发表（doi:10.1016/j.soilbio.2012.01.009）。该研究得到了中国科学院、国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划、国家自然科学基金委和中科院知识创新工程青年人才领域前沿项目的资助。