在亚热带农田土壤中，淹水稻田土壤有机碳及微生物生物量均高于毗邻旱地土壤，而稻田土壤中有机碳矿化速率却低于旱地土壤。导致稻田与旱地土壤固碳差异的关键原因有哪些？有机碳矿化与生物及环境因子之间的作用关系如何？等问题尚不清楚，但这些问题有助于揭示稻田固碳机理及其持续固碳潜力大小。
基于此，中科院亚热带农业生态研究所博士研究生邱虎森在苏以荣研究员和葛体达研究员的指导下，采用同位素示踪技术定量研究了不同小分子外源碳（葡萄糖、乙酸和草酸）在亚热带红壤性水田和旱地土壤中的主要矿化和转化产物差异（CO2和MBC），研究发现，在培养期内，外源小分子有机碳在淹水稻田土壤中的累积矿化量比在旱地土壤中的累积矿化量低2-3倍。微生物对葡萄糖碳的固定量远大于对羧酸碳的固定量。相关性的结果发现厌氧环境限制了真菌分解有机碳的活性，导致稻田土壤较低的矿化速率和微弱的激发效应。我们结合结构方程模型构建了在稻田与旱地土壤中有机碳矿化速率与生物及非生物因子之间的关系，模型结果发现在旱地土壤中，细菌量的增加促进土壤有机碳矿化速率的增加。而淹水稻田土壤中真菌/细菌比值的增加抑制了土壤有机碳的矿化速率。而环境温度与土壤通气性通过改变微生物群落结构和限制其活性，导致稻田比旱地更利于有机碳积累。
研究结果发表在European Journal of Soil Biology期刊上，该研究得到国家自然科学基金项目(41430860；41471199)、英国皇家学会牛顿高级学者计划项目(NA150182)和中国科学院战略性先导研究计划项目(XDB15020401)等的支持。
附件下载：