我國糧食主產區主要分布于東部中溫帶至熱帶區域。我國東部從北到南氣候條件和土壤物理化學差異極大，其團聚體保護、礦物吸附和微生物合成代謝途徑對土 壤有機碳積累的貢獻和機制有何差異尚不清楚。
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陳香碧團隊從我國東部四個氣候帶（中溫帶、暖溫帶、亞熱帶和熱帶）配對采集典型水田和旱地土壤樣品，采用有機碳密度和粒徑分級結合短期同位素示蹤技術，量化了游離態顆粒有機碳、團聚體保護態有機碳和游離礦物結合態有機碳對土壤長期積累有機碳的貢獻，分析了微生物合成代謝產物對團聚體保護態和游離礦物結合態碳庫的貢獻，淺析了南方和北方農田土壤有機碳保護機制。
結果表明，團聚體保護態有機碳對全土有機碳積累的貢獻從北到南減少，而游離礦物結合態有機碳的貢獻率呈遞增趨勢，這主要是因為北方土壤中交換性鈣鎂離子和球囊霉素含量高于南方，該活性離子和真菌代謝物促進了團聚體的形成；南方土壤中DCB提取態鐵鋁含量高于北方，該活性礦物提升了游離態礦物對有機碳的吸附能力；北方種植制度為一年1至2季，南方為2至3季，南方高頻率的耕作破壞了土壤團聚體。
同時，微生物殘體碳對游離礦物結合態有機碳的貢獻率從北到南增加，這是因為南方高溫高濕條件下游離態礦物中微生物殘體碳的合成代謝強度高于北方。
該團隊據此得出結論，我國東部北方農田土壤有機碳積累受團聚體保護主導，南方受礦物保護主導，且北方微生物合成代謝對有機碳積累的參與程度弱于南方。
據介紹，該研究對優化區域農田管理措施促進土壤有機碳積累和肥力提升有重要指示意義。7月30日，研究成果發表在Agriculture,Ecosystems & Environment上。研究得到了湖南省杰出青年科學基金項目、國家自然科學基金等項目的共同資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.agee.2024.109184
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