我國學者在土壤有機碳礦化研究取得新進展

　　近日，中國科學院亞熱帶農業生態研究所環江喀斯特生態系統觀測研究站王克林研究員團隊在土壤有機碳礦化及微生物群落豐度及遺傳多樣性研究方面取得新進展。

圖1 添加¹⁴C-CaCO₃和¹⁴C-稻草后土壤有機碳礦化的激發效應

　　土壤碳庫對于溫室效應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的重要過程之一。我國紅壤地區由于長期的不合理利用和土地管理，造成土壤養分低且酸性強，從而影響土壤微生物對有機碳的轉化和分解，以及溫室氣體的排放。添加外源碳酸鈣和有機物質能有效改善土壤養分狀況及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，以典型紅壤作為供試土壤，通過室內培養試驗，研究土壤有機碳礦化對外源碳酸鈣和新鮮有機物質的響應及其機制。結果表明：¹⁴C-CaCO₃添加顯著提高土壤pH值，土壤有機碳礦化與MBC和pH呈正相關關系；同時，添加¹⁴C-CaCO₃和¹⁴C-稻草對土壤有機碳礦化具有正激發效應且培養初期激發效應較大（圖1），表明低養分的紅壤土壤有機碳礦化較易受外源物的影響；相對于培養初期，100d培養后細菌和真菌的數量顯著降低、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，發表在農林科學一區期刊Geoderma上。該研究得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金等項目的支持。

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