在亞熱帶農田土壤中，淹水稻田土壤有機碳及微生物生物量均高于毗鄰旱地土壤，而稻田土壤中有機碳礦化速率卻低于旱地土壤。導致稻田與旱地土壤固碳差異的關鍵原因有哪些？有機碳礦化與生物及環(huán)境因子之間的作用關系如何？等問題尚不清楚，但這些問題有助于揭示稻田固碳機理及其持續(xù)固碳潛力大小。
基于此，中科院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所博士研究生邱虎森在蘇以榮研究員和葛體達研究員的指導下，采用同位素示蹤技術定量研究了不同小分子外源碳（葡萄糖、乙酸和草酸）在亞熱帶紅壤性水田和旱地土壤中的主要礦化和轉化產物差異（CO2和MBC），研究發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)期內，外源小分子有機碳在淹水稻田土壤中的累積礦化量比在旱地土壤中的累積礦化量低2-3倍。微生物對葡萄糖碳的固定量遠大于對羧酸碳的固定量。相關性的結果發(fā)現(xiàn)厭氧環(huán)境限制了真菌分解有機碳的活性，導致稻田土壤較低的礦化速率和微弱的激發(fā)效應。我們結合結構方程模型構建了在稻田與旱地土壤中有機碳礦化速率與生物及非生物因子之間的關系，模型結果發(fā)現(xiàn)在旱地土壤中，細菌量的增加促進土壤有機碳礦化速率的增加。而淹水稻田土壤中真菌/細菌比值的增加抑制了土壤有機碳的礦化速率。而環(huán)境溫度與土壤通氣性通過改變微生物群落結構和限制其活性，導致稻田比旱地更利于有機碳積累。
研究結果發(fā)表在European Journal of Soil Biology期刊上，該研究得到國家自然科學基金項目(41430860；41471199)、英國皇家學會牛頓高級學者計劃項目(NA150182)和中國科學院戰(zhàn)略性先導研究計劃項目(XDB15020401)等的支持。
