有机无机配施对喀斯特旱地土壤有机碳积累的影响机制取得进展
作者：环江站 更新时间：2024-04-23
区分植物源和微生物源有机碳是确定土壤有机碳库形成的关键。在施肥的农田生态系统中，土壤有机碳的形成、周转和积累受肥料类型和土壤微生物及其相互作用的调控。不同肥料投入有可能改变土壤微生物对其利用策略，从而影响植物源和微生物源碳的保留，最终影响土壤有机碳的积累和稳定。微生物生活史策略根据共同的形态、生理或生活史特征将微生物划分为不同的生态类群，从而简化了微生物物种和功能的多样性和复杂性。然而，在不同施肥措施下，植物源和微生物源有机碳的变化与土壤微生物生活史策略之间的关系还未得到充分探讨。
基于此，中国科学院亚热带农业生态研究所王克林研究员团队依托中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站旱地长期施肥试验平台，分别以氨基糖、木质素酚和球囊霉素为分子标志物，研究了不施肥、单施化肥、高低水平（30%和60%）秸秆和牛粪替代化肥6种不同施肥处理对土壤中植物源和微生物源碳的影响，并结合土壤微生物生活史策略，阐释了不同施肥对不同来源有机碳积累的影响机制。
研究结果发现：与单施化肥相比，高水平秸秆配施显著增加了木质素酚含量及其对土壤有机碳的贡献，高水平秸秆或牛粪配施均显著增加了微生物残体碳和球囊霉素含量。因此，施用秸秆有助于在施肥处理中，高水平牛粪配施的细菌K/r和真菌K/r比分别是最低和最高的。细菌K/r比是预测细菌残体碳含量的重要因素，两者之间存在显著的负相关。Ectomycorrhizal/saprotrophic真菌比和真菌多样性分别是预测木质素酚和GRSP含量的重要因素。秸秆投入直接影响木质素酚和微生物残体碳的积累，而牛粪投入则通过影响微生物生活史策略间接影响微生物残体碳的积累。总之，与单施化肥相比，秸秆投入有助于土壤有机碳多碳库的形成。土壤微生物生活史策略是土壤有机碳形成的重要驱动力，并影响农业生态系统中土壤有机碳的积累和稳定。
该研究以Pathways of soil organic carbon accumulation are related to microbial life history strategies in fertilized agroecosystems为题发表在环境学期刊Science of the Total Environment上，该研究得到了国家重点研发计划（2022YFF1300704）和国家自然科学基金（U21A20189）等项目的共同资助。
不同肥料类型下土壤有机碳积累机制示意图
（李将南 撰稿）