近日，中國(guó)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(duì)發(fā)現(xiàn)綠肥-稻草聯(lián)合利用通過(guò)調(diào)節(jié)胞外酶化學(xué)計(jì)量擴(kuò)充土壤碳庫(kù)，相關(guān)成果以“Rice straw returning under winter green manuring enhances soil carbon pool via stoichiometric regulation of extracellular enzymes”為題發(fā)表在國(guó)際期刊《Soil & Tillage Research》。

 

　　紫云英-稻草聯(lián)合利用是水稻生產(chǎn)中兼顧水稻穩(wěn)產(chǎn)和提升土壤固碳潛力的雙贏措施，但該措施下的土壤固碳效應(yīng)缺少量化、作用機(jī)制尚不明晰。環(huán)境和生物因素影響秸稈腐解過(guò)程，決定植物源和微生物源碳的去留，從而影響土壤有機(jī)碳的積累和穩(wěn)定性。聯(lián)合應(yīng)用對(duì)混合物質(zhì)量（碳氮比）的改善直接影響著微生物群落及其胞外酶的生產(chǎn)，是土壤碳庫(kù)形成的潛在驅(qū)動(dòng)因素。因此，將底物分解、胞外酶計(jì)量與土壤碳庫(kù)聯(lián)系起來(lái)，有助于闡明植物源-微生物-土壤間的有機(jī)碳周轉(zhuǎn)過(guò)程，從而明確秸稈源碳轉(zhuǎn)化為土壤碳的路徑機(jī)制。

 

　　本研究基于湖南省長(zhǎng)沙市田間定位試驗(yàn)，于2021年4月至2023年4月開(kāi)展為期2年的腐解試驗(yàn)。試驗(yàn)處理包括：冬閑（CF）、紫云英單獨(dú)利用（GM）、稻草單獨(dú)利用（S）和紫云英與稻草聯(lián)合利用（GMS），其中聯(lián)合利用下的紫云英和稻草分別記為C-GM和C-S。通過(guò)研究土壤碳庫(kù)組成、紫云英和稻草分解及養(yǎng)分釋放規(guī)律、胞外酶化學(xué)計(jì)量動(dòng)態(tài)變化，闡明紫云英-稻草聯(lián)合利用下的土壤碳庫(kù)形成路徑機(jī)制。

 

　　紫云英-稻草聯(lián)合利用通過(guò)改善混合物的養(yǎng)分化學(xué)計(jì)量調(diào)控胞外酶的生產(chǎn)。聯(lián)合利用下，微生物代謝碳相對(duì)限制增強(qiáng)，磷相對(duì)限制減弱，從而促進(jìn)了殘留物的分解。紫云英和稻草混合物釋放的碳在增加土壤易氧化有機(jī)碳含量的同時(shí)，促進(jìn)了氨基糖在土壤碳庫(kù)的積累，從而提高了土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量。本研究強(qiáng)調(diào)，將綠肥植入水稻種植系統(tǒng)是促進(jìn)稻草資源化利用、提高土壤固碳能力的有效措施。

 

　　南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院博士生李順為本文第一作者，中國(guó)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)東研究員和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)高嵩涓副教授為通訊作者。

 

　　研究得到北方干旱半干旱耕地高效利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2021YFD1700200）、國(guó)家綠肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-22）、國(guó)家自然科學(xué)基金（32202609，32072678）資助。

 

　　引文方式：Shun Li, Guodong Zhou, Guopeng Zhou, Jun Nie, Jianglin Zhang, Songjuan Gao, Weidong Cao. Rice straw returning under winter green manuring enhances soil carbon pool via stoichiometric regulation of extracellular enzymes. Soil & Tillage Research, 2025, 252, 106617.

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.still.2025.106617