【智惠農(nóng)民】耕地也要“勞逸結(jié)合”：長期耕作土壤有機碳激發(fā)效應(yīng)的微生物調(diào)控機制

近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所耕地質(zhì)量保育團隊揭示了長期保護性耕作土壤有機碳激發(fā)效應(yīng)的主控因素和微生物調(diào)控機制，研究成果有助于對土壤固碳培肥調(diào)控機制的理解，為區(qū)域保護性耕作實踐和氣候變化應(yīng)對提供科技支撐。相關(guān)研究成果發(fā)表在《土壤生物學(xué)與生物化學(xué)（Soil Biology and Biochemistry）》上。

土壤有機碳是提升土壤質(zhì)量和維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的重要物質(zhì)。長期耕作措施通過改變外源碳輸入而產(chǎn)生激發(fā)效應(yīng)，會強烈影響到土壤有機碳的穩(wěn)定性。目前缺乏對長期耕作土壤有機碳激發(fā)效應(yīng)潛在調(diào)控機制的深入探討。

研究概念圖

研究團隊以長期保護性耕作下黑土（吉林公主嶺）和潮土（河北廊坊）兩種不同類型土壤為研究對象，設(shè)計碳13（13C）同位素標(biāo)記培養(yǎng)實驗，探究長期耕作遺留效應(yīng)對土壤有機碳激發(fā)效應(yīng)的影響及其微生物調(diào)控機制。研究結(jié)果表明，外源碳進入土壤后由于“微生物共代謝”，土壤產(chǎn)生了正激發(fā)效應(yīng)?？傮w上講，相比于潮土，黑土因為具有較低微生物氮需求和較強物理保護作用，產(chǎn)生了較低的激發(fā)效應(yīng)。在潮土中，長期傳統(tǒng)耕作比免耕產(chǎn)生了更高的激發(fā)效應(yīng)，但在黑土中則表現(xiàn)出相反的結(jié)果。較高的氮有效性、微生物碳利用效率以及外源碳保留是導(dǎo)致較低激發(fā)效應(yīng)的主要原因。不同階段激發(fā)效應(yīng)的產(chǎn)生機制不同，早期的正激發(fā)效應(yīng)是由“微生物氮挖掘”機制產(chǎn)生的，隨后則是由“微生物化學(xué)計量降解”機制主導(dǎo)。

該研究得到國家重點研發(fā)計劃項目、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項目資助。

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記者

謝蕓