近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所肥料及施肥技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊區(qū)域尺度量化了綠肥稻田土壤固碳能力，并揭示綠肥-稻秸聯(lián)合還田促進(jìn)土壤固碳的新機(jī)制。相關(guān)成果以“Green manure coupled with straw returning increases soil organic carbon via decreased priming effect and enhanced microbial carbon pump”為題發(fā)表在國際期刊《Global Change Biology》。
農(nóng)田土壤貢獻(xiàn)了全球土壤碳儲量的10%。由于幾乎所有耕作土壤都經(jīng)歷了墾殖前土壤有機(jī)碳（SOC）的耗竭，農(nóng)田被認(rèn)為是重新固存碳的潛在巨大匯。種植綠肥和秸稈還田等措施被廣泛用于提升SOC儲量，但外源碳輸入在促進(jìn)新SOC形成的同時，會通過激發(fā)效應(yīng)加速原SOC礦化。二者共同決定凈SOC平衡，而微生物群落是調(diào)控這一動態(tài)的主要驅(qū)動力。為此，解析SOC礦化與形成的協(xié)同機(jī)制對評估固碳措施的實際貢獻(xiàn)至關(guān)重要。
本研究利用我國南方稻區(qū)10點聯(lián)網(wǎng)試驗，區(qū)域尺度量化了綠肥、稻秸、綠肥-稻秸聯(lián)合利用下的土壤固碳速率分別為119.7 kg C hm–2 yr–1、477.0 kg C hm–2 yr–1和830.2 kg C hm–2 yr–1，以綠肥-稻秸聯(lián)合利用的土壤固碳效率最高、為23.1%。研究發(fā)現(xiàn)，綠肥-稻秸聯(lián)合利用的高效固碳機(jī)制是：聯(lián)合利用下調(diào)土壤K策略菌，抑制對土壤原SOC中木質(zhì)素、氨基糖類難降解碳的激發(fā)效應(yīng)，降低土壤原SOC的礦化；驅(qū)動r策略菌主導(dǎo)的細(xì)菌碳泵和霉菌主導(dǎo)的真菌碳泵，將更多的綠肥和稻秸碳轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的微生物殘體碳，促進(jìn)新SOC形成。本研究是繼團(tuán)隊揭示綠肥-稻秸聯(lián)合利用“促腐、養(yǎng)地、節(jié)肥、減排、固碳”相關(guān)機(jī)制之后又一重大發(fā)現(xiàn)，研究結(jié)果為綠肥-稻秸聯(lián)合利用這一“碳氮互濟(jì)”舉措全方位推廣應(yīng)用提供重要科學(xué)依據(jù)，也為我國當(dāng)前實施的農(nóng)田減排固碳行動提供有效技術(shù)支撐。
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院周國朋教授和江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院李桂龍助理研究員為論文第一作者，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所曹衛(wèi)東研究員為論文通訊作者。研究得到北方干旱半干旱耕地高效利用全國重點實驗室、國家重點研發(fā)計劃（2021YFD1700200）、國家自然科學(xué)基金（32202609, 32072678）和國家綠肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-22）資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/gcb.70232
