通常，旱地土壤有機(jī)碳微生物轉(zhuǎn)化過程中分解代謝強(qiáng)于稻田。然而，稻田和旱地土壤微生物合成代謝和殘留物形成強(qiáng)度尚不清楚。考慮到農(nóng)田土壤微生物殘?bào)w碳對(duì)有機(jī)碳積累的重要貢獻(xiàn)，解析“新輸入有機(jī)碳”的微生物合成代謝過程對(duì)理解兩類農(nóng)田土壤碳積累機(jī)制至關(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)成員基于我國(guó)東部四個(gè)典型水稻分布區(qū)（中溫帶-黑土、暖溫帶-潮土、亞熱帶-紅壤和熱帶-磚紅壤）采集的240對(duì)稻田和旱地表層土壤，每個(gè)氣候區(qū)隨機(jī)選擇10對(duì)配對(duì)土壤樣品加入¹³C標(biāo)記的根系分泌物，室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)條件下培養(yǎng)50天，于3天、10天和50天測(cè)定¹³C標(biāo)記的微生物活體和殘?bào)w碳含量。結(jié)果表明：對(duì)于旱地土壤，暖溫帶¹³C標(biāo)記的微生物活體碳含量最高，但其13C標(biāo)記的微生物殘?bào)w碳含量最低，是由于該區(qū)域高pH土壤環(huán)境抑制了真菌合成代謝和殘?bào)w積累過程；對(duì)于稻田土壤，溫暖氣候區(qū)（亞熱帶和熱帶）土壤¹³C標(biāo)記的微生物活體碳含量比寒冷氣候區(qū)（中溫帶和暖溫帶）低，但¹³C標(biāo)記的微生物殘?bào)w碳含量呈相反趨勢(shì)，歸因于溫暖地區(qū)土壤微生物量周轉(zhuǎn)更快；四個(gè)氣候區(qū)平均來看，旱地土壤¹³C標(biāo)記微生物活體碳含量是稻田的1.4倍至2.6倍，進(jìn)而引起旱地¹³C標(biāo)記微生物殘?bào)w碳含量是稻田的1.8倍至3.9倍，這是由于旱地好氧環(huán)境增強(qiáng)了真菌合成代謝。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了旱地土壤強(qiáng)烈的微生物合成代謝和分解代謝導(dǎo)致其土壤有機(jī)碳積累弱于稻田，但其留存碳的穩(wěn)定性高。因此，高穩(wěn)定性有機(jī)物料（腐熟有機(jī)肥）投入、強(qiáng)化微生物合成代謝且降低分解代謝的管理策略可有效提高旱地土壤有機(jī)碳固持能力。

　　該項(xiàng)研究近期以題為Contrasting processes of microbial anabolism and necromass formation between upland and paddy soils across regional scales發(fā)表在土壤學(xué)期刊Catena上。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的共同資助。

　　論文鏈接

四個(gè)氣候區(qū)稻田和旱地土壤¹³C標(biāo)記微生物殘?bào)w碳含量

稻田和旱地微生物合成代謝及殘留物形成機(jī)理示意圖