東北地理所在秸稈還田下團聚體微生物資源限制調(diào)控土壤有機碳儲存方面取得研究進展
土壤團聚體是土壤結(jié)構(gòu)的基本單元，其不僅能通過物理保護作用固存有機碳、形成穩(wěn)定碳庫，還能為微生物提供多樣化的微生態(tài)環(huán)境。農(nóng)業(yè)管理方式能夠通過影響團聚體結(jié)構(gòu)形成與穩(wěn)定，進而影響微生物群落結(jié)構(gòu)。因此，明確農(nóng)業(yè)管理對團聚體內(nèi)微生物資源可利用性、群落功能及有機碳儲量的影響，對提升土壤質(zhì)量具有重要意義。
近期，中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所黑土保護與利用學科組，依托秸稈還田定位試驗，分析了不同粒徑團聚體（>2 mm、2–0.25 mm、<0.25 mm）的有機碳和養(yǎng)分含量、微生物群落結(jié)構(gòu)及其資源限制特征，揭示了秸稈還田通過團聚體中微生物資源限制影響有機碳儲存的機制。研究結(jié)果顯示，秸稈深翻還田（SDT）在0-35 cm土層中的土壤有機碳儲量顯著高于其他處理，較常規(guī)耕作（CT）、秸稈淺翻還田（SCT）和深翻（DT）分別提高了4.45%、1.71%和4.64%（圖1）。秸稈還田（SDT和SCT）顯著增加了>2 mm團聚體比例，提高了其養(yǎng)分含量和微生物生物量。酶化學計量分析進一步表明，秸稈還田能有效緩解了微生物的碳和磷限制，該效應在深翻條件下尤為顯著（圖2）。
圖1秸稈還田對土壤有機碳儲量、團聚體分布及團聚體內(nèi)土壤養(yǎng)分含量的影響
圖2秸稈還田對微生物資源限制的影響
進一步分析發(fā)現(xiàn)，秸稈還田不僅能促進大團聚體的形成與穩(wěn)定，還能通過增強2-0.25 mm粒徑團聚體中微生物共現(xiàn)網(wǎng)絡的復雜性緩解微生物資源限制，從而促進了有機碳積累（圖3）。本研究從團聚體尺度上強調(diào)了微生物調(diào)控對有機碳積累的重要作用，為東北黑土區(qū)制定合理的秸稈還田措施、提高土壤有機碳儲量提供了重要科學依據(jù)。
圖3團聚體尺度上秸稈還田對土壤有機碳儲量的影響
該研究成果近期發(fā)表于國際土壤學一區(qū)期刊《Soil & Tillage Research》上。東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所黑土保護與利用學科組博士研究生張乃文為第一作者，鄒文秀研究員為通訊作者。研究得到國家自然科學基金（U24A20632）、黑龍江省杰出青年基金（JQ2024D002）等項目的聯(lián)合支持。
論文信息：
Zhang,N.,Zheng,G.,Han,X.,Chen,X.,Lu,X.,Yan,J.,& Zou,W*,2026. Microbial resource limitation in soil aggregates effects soil organic carbon storage under straw incorporation. Soil and Tillage Research,256,106874.
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.still.2025.106874
附件下載：
吉公網(wǎng)安備22017302000214號
