東北地理所在大豆殘?bào)w碳對黑土有機(jī)碳庫的量化貢獻(xiàn)研究上取得重要進(jìn)展
東北黑土自然肥力較高，土壤理化性質(zhì)好，是我國主要的商品糧產(chǎn)區(qū)，但由于長期的過度墾殖和不良的經(jīng)營管理方式，黑土土壤質(zhì)量下降，有機(jī)質(zhì)含量降低，影響土壤團(tuán)聚體的形成，對該地區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性產(chǎn)生不利影響。秸稈還田是維持土壤有機(jī)碳含量的重要手段，秸稈碳在腐解過程中向不同土壤有機(jī)碳庫的轉(zhuǎn)化會(huì)顯著影響土壤有機(jī)碳的平衡和穩(wěn)定性，而且不同植株部位由于組織結(jié)構(gòu)的差異，會(huì)導(dǎo)致植株殘?bào)w碳在土壤中的轉(zhuǎn)化存在差異。
為此，東北地理所農(nóng)田分子生態(tài)學(xué)科組連騰祥博士和金劍研究員應(yīng)用同位素標(biāo)記技術(shù)對13C標(biāo)定后的大豆葉片、莖稈和根系進(jìn)行了腐解過程試驗(yàn)，解析了不同殘?bào)w碳腐解后在土壤有機(jī)碳各組分及其在土壤微生物間的分配規(guī)律，量化解析了新鮮植物殘?bào)w碳對土壤結(jié)構(gòu)性碳（土壤有機(jī)碳）的貢獻(xiàn)。經(jīng)過150天的示蹤培養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，葉片的分解率最高，累積呼吸較莖稈和根分別高30%和40%；微生物生物量碳和可溶性碳也有類似的趨勢；殘?bào)w有機(jī)碳對粗顆粒有機(jī)碳、細(xì)顆粒有機(jī)碳以及礦物相關(guān)有機(jī)碳的貢獻(xiàn)呈現(xiàn)遞減趨勢，且不同殘?bào)w顯著影響殘?bào)w有機(jī)碳向各土壤有機(jī)碳庫的轉(zhuǎn)化，順序?yàn)楦?/span>>莖>葉；根殘?bào)w中的碳向土壤顆粒有機(jī)碳中轉(zhuǎn)運(yùn)更多的碳，在穩(wěn)定土壤碳庫方面發(fā)揮重要作用。該研究結(jié)果為黑土區(qū)的秸稈還田策略和未來殘?bào)w碳轉(zhuǎn)化機(jī)制研究具有重要的指導(dǎo)作用，同時(shí)也對土壤生產(chǎn)力的可持續(xù)性和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的理論意義。
此研究工作得到國家自然科學(xué)基金（41271261, 41201247）資助。研究結(jié)果在線發(fā)表在最新出版的國際期刊Biology and Fertility of Soils(2016, 52:331–339）。
論文鏈接: http://link.springer.com/article/10.1007/s00374-015-1080-6
圖1 植物殘?bào)w（葉片，莖稈，根）在土壤中的腐解速率
圖2 150天培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)不同殘?bào)w加入土壤后的累加呼吸
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