由中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所吳金水研究員領(lǐng)銜的農(nóng)業(yè)生態(tài)過程方向研究團隊，近日在稻田土壤秸稈碳礦化及其激發(fā)效應(yīng)的微生物計量學(xué)驅(qū)動機制方面研究中獲新進展。
生態(tài)化學(xué)計量學(xué)（Ecological Stoichiometry）是在生態(tài)學(xué)背景下，研究生物系統(tǒng)能量流通與多元素（通常是C、N、P、O、S）平衡的科學(xué)，是一種分析多重化學(xué)元素的質(zhì)量平衡對生態(tài)交互影響的理論，是研究土壤-植物-微生物系統(tǒng)C、N、P循環(huán)的新思路。因此，研究稻田土壤有機碳轉(zhuǎn)化過程的生態(tài)化學(xué)計量學(xué)特征，有助于深入理解植物-微生物-土壤相互作用的養(yǎng)分調(diào)控機理，闡明稻田生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)化學(xué)計量學(xué)彈性特征。
基于此，該團隊以13C-秸稈為典型外源有機碳，研究了不同養(yǎng)分元素（N和P）添加條件下的稻田土壤秸稈碳的礦化及其激發(fā)效應(yīng)的計量學(xué)特征。研究發(fā)現(xiàn)N、P養(yǎng)分元素的添加顯著提高了秸稈的礦化率；秸稈碳礦化產(chǎn)生CO2的速率與土壤中DOC:NH4+-N、DOC:Olsen P和MBC:MBN的比值呈指數(shù)正相關(guān)關(guān)系。土壤中可利用態(tài)氮、微生物量碳氮磷計量比以及土壤酶活性計量比通過直接或間接作用影響激發(fā)效應(yīng)的大小與方向。稻田土壤碳的微生物轉(zhuǎn)化過程既是微生物對土壤中碳氮磷等元素的利用過程，也是基于自身計量學(xué)內(nèi)穩(wěn)性對土壤生境的反饋調(diào)控過程。該研究對充分理解亞熱帶稻田土壤有機碳微生物轉(zhuǎn)化過程，構(gòu)建稻田土壤有機質(zhì)積累和稻作系統(tǒng)提質(zhì)增效等關(guān)鍵技術(shù)體系具有重要意義。
該研究成果近期以題為Microbial stoichiometric flexibility regulates rice straw mineralization and its priming effect in paddy soil發(fā)表在Soil Biology and Biochemistry上。該研究得到了中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所公共技術(shù)服務(wù)中心的大力支持以及該所青年創(chuàng)新團隊項目的資助，也得到了國家自然科學(xué)基金和國家重點研發(fā)專項的資助。
秸稈分解過程中微生物對氮磷添加的響應(yīng)及其計量學(xué)調(diào)控特征