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(tuán)隊(duì)近日在水稻光合碳在不同有機(jī)質(zhì)水稻土中轉(zhuǎn)化的差異機(jī)制方面取得了新進(jìn)展。
光合碳是“大氣–植物–土壤”系統(tǒng)碳循環(huán)的重要組成部分，也是土壤有機(jī)碳的重要來源。光合碳對(duì)“大氣–植物–土壤”系統(tǒng)中碳的分配與轉(zhuǎn)化深刻影響著土壤碳及全球碳循環(huán)過程。然而，水稻光合碳在不同有機(jī)質(zhì)水稻土中的周轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)化，以及對(duì)土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn)還鮮見報(bào)道。
基于此，該團(tuán)隊(duì)通過對(duì)生長在高、低有機(jī)質(zhì)水稻土上的水稻進(jìn)行13C-CO2脈沖標(biāo)記，結(jié)果表明，進(jìn)入低有機(jī)質(zhì)土壤的光合碳（通過根際沉積作用），大部分以呼吸形式消耗掉（60%的光合碳在一個(gè)月內(nèi)以呼吸形式釋放），表現(xiàn)出了較高的微生物碳周轉(zhuǎn)率。而進(jìn)入高有機(jī)質(zhì)土壤的光合碳則具有較低的微生物碳周轉(zhuǎn)率，對(duì)土壤有機(jī)碳庫貢獻(xiàn)較高（12%），從而揭示了水稻光合碳在不同有機(jī)質(zhì)水稻土壤轉(zhuǎn)化和周轉(zhuǎn)的差異機(jī)制，水稻光合碳傳輸存在一定的“馬太效應(yīng)”，這種效應(yīng)的強(qiáng)弱與土壤有機(jī)質(zhì)、土壤養(yǎng)分、土壤質(zhì)地及其微生物功能等有關(guān)（圖1 ）。此研究結(jié)果為深入解析水稻土碳循環(huán)及土壤微生物在碳周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化中的作用機(jī)制提供了重要的理論基礎(chǔ)。
該研究成果近期以題為Belowground carbon allocation and dynamics under rice cultivation depends on soil organic matter content發(fā)表在Plant and soil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，該研究主要由國家自然科學(xué)基金委、英國皇家學(xué)會(huì)牛頓高級(jí)學(xué)者基金等項(xiàng)目的資助。
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圖1 水稻光合碳在不同有機(jī)質(zhì)水稻土中周轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)化機(jī)制