耕地也要“劳逸结合”：长期耕作土壤有机碳激发效应的微生物调控机制

　　近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所耕地质量保育团队揭示了长期保护性耕作土壤有机碳激发效应的主控因素和微生物调控机制，研究成果有助于对土壤固碳培肥调控机制的理解，为区域保护性耕作实践和气候变化应对提供科技支撑。相关研究成果发表在《土壤生物学与生物化学（Soil Biology and Biochemistry）》上。

　　土壤有机碳是提升土壤质量和维持农业生态系统可持续性的重要物质。长期耕作措施通过改变外源碳输入而产生激发效应，会强烈影响到土壤有机碳的稳定性。目前缺乏对长期耕作土壤有机碳激发效应潜在调控机制的深入探讨。

研究概念图

　　研究团队以长期保护性耕作下黑土（吉林公主岭）和潮土（河北廊坊）两种不同类型土壤为研究对象，设计碳13（¹³C）同位素标记培养实验，探究长期耕作遗留效应对土壤有机碳激发效应的影响及其微生物调控机制。研究结果表明，外源碳进入土壤后由于“微生物共代谢”，土壤产生了正激发效应。总体上讲，相比于潮土，黑土因为具有较低微生物氮需求和较强物理保护作用，产生了较低的激发效应。在潮土中，长期传统耕作比免耕产生了更高的激发效应，但在黑土中则表现出相反的结果。较高的氮有效性、微生物碳利用效率以及外源碳保留是导致较低激发效应的主要原因。不同阶段激发效应的产生机制不同，早期的正激发效应是由“微生物氮挖掘”机制产生的，随后则是由“微生物化学计量降解”机制主导。

　　该研究得到国家重点研发计划项目、中国农业科学院科技创新工程等项目资助。

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学术支持

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

制作

光明网科普事业部

记者

谢芸