我國稻田和旱地土壤總有機碳的微生物代謝特征研究獲進展

　　稻田是我國常見的農田類型，通常比相鄰旱地具有更高的土壤有機碳和微生物殘體碳含量。然而，稻田和旱地土壤有機碳的微生物代謝特征尚不清楚。因此，解析土壤微生物碳代謝對土地利用方式的響應，對設計適當的農田管理措施以提高土壤固碳能力至關重要。

　　中國科學院亞熱帶農業生態研究所流域農業環境研究中心研究員吳金水團隊，在我國東部四個水稻分布氣候區（中溫帶-黑土、暖溫帶-潮土、亞熱帶-紅壤和熱帶-磚紅壤）采用配對采樣原則，隨機采集了240對稻田和旱地表層土壤。科研團隊在每個氣候區隨機選擇10對稻田和旱地土壤加入18O-H2O進行短期培養，測定土壤總有機碳的微生物攝取、生長、呼吸和利用效率。結果表明，與寒冷氣候區（中溫帶和暖溫帶）旱地相比，溫暖氣候區（亞熱帶和熱帶）旱地土壤的微生物生長效率更低、呼吸效率更高。這是由于溫暖氣候區土壤低pH值和高粘粒含量致使微生物碳代謝從生長向呼吸轉變。然而，溫暖氣候區稻田土壤的微生物的生長和呼吸效率均顯著低于寒冷氣候區稻田，可能是由于長期淹水抑制了微生物碳代謝對土壤低pH值響應。四個氣候區下，稻田較旱地土壤微生物碳攝取效率低，表明稻田土壤有機碳積累過程中微生物參與程度較低；與旱地土壤相比，稻田土壤微生物的生長效率更高、呼吸效率更低，使得稻田土壤微生物碳利用效率更高。稻田和旱地土壤微生物碳利用效率的差異與土壤有機碳和微生物殘體碳的差異呈現顯著正相關。在微生物碳代謝的角度，稻田較旱地土壤具有更高的有機碳含量，這是由于稻田土壤更弱的微生物碳攝取和更強的合成代謝。因此，強化微生物合成代謝、降低微生物分解代謝的農田管理措施是增加土壤固碳的重要手段。

　　相關研究成果以Higher microbial C use efficiency in paddy than in adjacent upland soils: evidence from continental scale為題，發表在《土壤和耕作研究》（Soil and Tillage Research）上。研究工作得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金的支持。

我國東部四個氣候區稻田和旱地土壤微生物碳攝取、生長、呼吸和碳利用效率

稻田和旱地微生物碳利用效率差異與其氨基糖和土壤有機碳差異的相關性分析