土壤有機碳礦化研究取得新進展

　　土壤碳庫對于溫室效應(yīng)與全球氣候變化有著重要的控制作用，而有機碳礦化是土壤碳循環(huán)的重要過程之一。我國紅壤地區(qū)由于長期的不合理利用和土地管理，造成土壤養(yǎng)分低且酸性強，從而影響土壤微生物對有機碳的轉(zhuǎn)化和分解，以及溫室氣體的排放。添加外源碳酸鈣和有機物質(zhì)能有效改善土壤養(yǎng)分狀況及pH，但是對于土壤微生物群落和有機碳礦化如何響應(yīng)外源物添加仍未明確認識。

　　基于此，在王克林和何尋陽的指導(dǎo)下，博士研究生肖丹利用碳同位素示蹤和DGGE（變性梯度凝膠電泳）技術(shù)，以典型紅壤作為供試土壤，通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗，研究土壤有機碳礦化對外源碳酸鈣和新鮮有機物質(zhì)的響應(yīng)及其機制。結(jié)果表明：¹⁴C-CaCO₃添加顯著提高土壤pH值，土壤有機碳礦化與MBC和pH呈正相關(guān)關(guān)系；同時，添加¹⁴C-CaCO₃和¹⁴C-稻草對土壤有機碳礦化具有正激發(fā)效應(yīng)且培養(yǎng)初期激發(fā)效應(yīng)較大（圖1），表明低養(yǎng)分的紅壤土壤有機碳礦化較易受外源物的影響；相對于培養(yǎng)初期，100d培養(yǎng)后細菌和真菌的數(shù)量顯著降低、而細菌和真菌的遺傳多樣性提高；路徑分析顯示，外源物添加改變土壤pH，進而影響細菌和真菌多樣性，土壤有機碳礦化顯著受真菌多樣性的影響（圖2）。提示在酸性土壤中添加碳酸鈣會顯著提高土壤pH并且降低真菌多樣性，進而加速土壤有機碳礦化。因此，在酸性土壤中真菌相對于細菌在土壤碳循環(huán)過程中可能扮演更重要的角色。

　　該研究近期以Soil organic carbon mineralization with fresh organic substrate and inorganic carbon additions in a red soil is controlled by fungal diversity along a pH gradient為題，發(fā)表在農(nóng)林科學(xué)一區(qū)期刊Geoderma上。該研究得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金等項目的支持。 

　　論文鏈接

圖1 添加¹⁴C-CaCO₃和¹⁴C-稻草后土壤有機碳礦化的激發(fā)效應(yīng)

圖2 路徑分析pH和細菌真菌多樣性對有機碳礦化的直接和間接作用