稻田是我國(guó)最常見的農(nóng)田類型，其通常比相鄰旱地?fù)碛懈叩耐寥烙袡C(jī)碳和微生物殘?bào)w碳含量。然而，稻田和旱地土壤有機(jī)碳的微生物代謝特征尚不清楚。解析土壤微生物碳代謝對(duì)土地利用方式的響應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)霓r(nóng)田管理措施以提高土壤固碳能力至關(guān)重要。

　　中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所流域農(nóng)業(yè)環(huán)境研究中心吳金水研究員團(tuán)隊(duì)成員在我國(guó)東部四個(gè)水稻分布?xì)夂騾^(qū)（中溫帶-黑土、暖溫帶-潮土、亞熱帶-紅壤和熱帶-磚紅壤）采用配對(duì)采樣原則，隨機(jī)采集了240對(duì)稻田和旱地表層土壤。其中，每個(gè)氣候區(qū)隨機(jī)選擇10對(duì)稻田和旱地土壤加入18O-H2O進(jìn)行短期培養(yǎng)，測(cè)定土壤總有機(jī)碳的微生物攝取、生長(zhǎng)、呼吸和利用效率。結(jié)果表明，與寒冷氣候區(qū)（中溫帶和暖溫帶）旱地相比，溫暖氣候區(qū)（亞熱帶和熱帶）旱地土壤的微生物生長(zhǎng)效率更低、且呼吸效率更高，這主要是由于溫暖氣候區(qū)土壤低pH值和高粘粒含量導(dǎo)致了微生物碳代謝從生長(zhǎng)向呼吸轉(zhuǎn)變。然而，溫暖氣候區(qū)稻田土壤的微生物的生長(zhǎng)和呼吸效率均顯著低于寒冷氣候區(qū)稻田，可能是由于長(zhǎng)期淹水抑制了微生物碳代謝對(duì)土壤低pH值響應(yīng)。四個(gè)氣候區(qū)下，稻田較旱地土壤微生物碳攝取效率低，表明稻田土壤有機(jī)碳積累過程中微生物參與程度較低；與旱地土壤相比，稻田土壤微生物的生長(zhǎng)效率更高、呼吸效率更低，使得其土壤微生物碳利用效率更高。稻田和旱地土壤微生物碳利用效率的差異與其土壤有機(jī)碳和微生物殘?bào)w碳的差異呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。從微生物碳代謝的角度，稻田較旱地土壤擁有更高的有機(jī)碳含量是由于其更弱的微生物碳攝取、且更強(qiáng)的合成代謝。因此，強(qiáng)化微生物合成代謝、降低微生物分解代謝的農(nóng)田管理措施是增加土壤固碳的重要手段。

　　該項(xiàng)研究近期以題為Higher microbial C use efficiency in paddy than in adjacent upland soils: evidence from continental scale發(fā)表在土壤學(xué)期刊Soil and Tillage Research上。該研究得到了“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFD1901203）,和國(guó)家自然科學(xué)基金（41977100，42177295，41877035，42207409）的共同資助。

　　論文鏈接

 
我國(guó)東部四個(gè)氣候區(qū)稻田和旱地土壤微生物碳攝取、生長(zhǎng)、呼吸和碳利用效率

稻田和旱地微生物碳利用效率差異與其氨基糖和土壤有機(jī)碳差異的相關(guān)性分析