水稻土是全球重要的碳匯，對緩解全球氣候變化具有重要意義。光合碳(通過根際沉積作用)是水稻土壤高碳庫的重要有機碳來源，對維持稻田土壤的碳匯功能起到了十分重要的作用。水分和養(yǎng)分管理會影響水稻土光合碳分配和穩(wěn)定性，優(yōu)化水分和養(yǎng)分管理能夠促進光合碳向土壤有機碳的轉化和固定。
為此，中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所研究人員通過碳同位素（13C-CO2）連續(xù)標記技術結合有機碳物理、密度分組技術，研究了干濕交替和連續(xù)淹水兩種水分管理方式和施磷不施磷處理對水稻光合碳在根際和非根際水稻土不同團聚體和不同密度顆粒組分中分布的影響。結果顯示，水稻光合碳13C主要分布在最小的粉砂黏土礦物顆粒上。兩種水分管理方式對作物生物量、13C在土壤團聚體和密度顆粒組分的分布影響不大。培養(yǎng)至第22天，施磷處理提高了根際土壤各個團聚體內13C含量，尤其在微團聚體和粉砂黏土顆粒上的分布提高了80%以上。施磷也導致根際土壤輕顆粒組分和重顆粒組分的13C含量分別提高了75%和38%以上。總之，磷肥施用能夠延長水稻光合碳在土壤團聚體的滯留時間，增加土壤顆粒態(tài)有機物含量，這有利于水稻土對碳的固定和儲存，而不同的水分管理對此影響不大（圖1）。該研究可為深入解析稻田碳循環(huán)及水稻土的可持續(xù)管理提供理論基礎和數(shù)據支撐。
該項研究近期以題為Assimilate allocation by rice and carbon stabilisation in soil: effect of water management and phosphorus fertilisation發(fā)表在Plant and Soil上。該研究得到了國家重點研發(fā)項目、國家自然科學基金、中科院亞熱帶農業(yè)研究所青年創(chuàng)新團隊項目的資助。
圖1 水稻光合碳在根際和非根際土壤不同團聚體和密度顆粒組分中的分布