近日,中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所鹽堿地改良團隊取得重要進展,研究揭示了長期保護性耕作下微生物對團聚體穩(wěn)定性和有機碳固存的調控機制,研究成果有助于提升對土壤固碳培肥調控機制的理解,也可為保護性耕作實踐和應對氣候變化提供科技支撐。相關研究成果發(fā)表在《Sustainable Production and Consumption》(IF 12.1)上。
在保護性農業(yè)中,土壤團聚體的穩(wěn)定性對土壤有機碳的固存起著重要作用。然而,團聚體內的微生物對團聚體穩(wěn)定性和團聚體有機碳固存的調控機制尚不明確。研究團隊基于長期保護性耕作條件下不同施氮量試驗,探究團聚體穩(wěn)定性、團聚體內有機碳和微生物群落對長期保護性耕作的響應,量化了團聚體中微生物特性與團聚體穩(wěn)定性之間的關系。
研究結果表明,長期免耕條件下,施氮量對團聚體分布無明顯影響,但增加了所有團聚體級別土壤有機碳含量。長期免耕配合適宜氮用量對表層土壤微生物群落有積極影響,特別是叢枝菌根真菌和放線菌,該研究明確了團聚體內微生物調控土壤團聚體特征的代表性策略。放線菌可能被作物秸稈所招募,并通過降解秸稈參與團聚體的形成,增加大團聚體的土壤有機碳含量。相反,脫硫弧菌生物量直接抑制土壤團聚體的形成,降低大團聚體土壤有機碳含量。叢枝菌根真菌生物量通過與作物根系的共代謝過程,間接促進土壤團聚體的形成,并在大團聚體中增加土壤有機碳含量。
中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所張孟妮博士生為本文第一作者,武雪萍研究員和宋霄君博士為共同通訊作者。本研究得到國家重點研發(fā)計劃項目、中國農業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程等項目資助。
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Zhang M, Song X, Wu X, et al. Microbial regulation of aggregate stability and carbon sequestration under long-term conservation tillage and nitrogen application[J]. Sustainable Production and Consumption, 2023. https://doi.org/10.1016/j.spc.2023.11.022