近日，中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員蘇以榮團(tuán)隊(duì)通過(guò)一項(xiàng)研究闡明了稻田和旱地土壤有機(jī)碳的固持途徑，為農(nóng)田土壤有機(jī)碳庫(kù)的管理提供了科學(xué)依據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《全球變化生物學(xué)》。
基于配對(duì)采樣原則，團(tuán)隊(duì)成員在我國(guó)東部的中溫帶—黑土區(qū)、暖溫帶—潮土區(qū)、亞熱帶—紅壤區(qū)和熱帶—磚紅壤區(qū)4個(gè)水稻分布?xì)夂騾^(qū)，隨機(jī)采集了240對(duì)稻田和旱地表層土壤樣本。分析發(fā)現(xiàn)，4個(gè)區(qū)域稻田土壤有機(jī)碳固持效率比相鄰旱地土壤高出39%至127%，且較溫帶和暖溫帶而言，這一差距在亞熱帶和熱帶地區(qū)更為顯著。
研究人員進(jìn)一步隨機(jī)選擇了40對(duì)土壤樣本，并量化植物殘?bào)w來(lái)源碳和微生物殘留物來(lái)源碳對(duì)土壤有機(jī)碳積累的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明，稻田土壤固持的有機(jī)碳有33%至54%來(lái)自植物殘?bào)w、28%至36%來(lái)自微生物，兩者比例在旱地中分別為19%至42%和40%至59%，從絕對(duì)值來(lái)看，稻田土壤中植物殘?bào)w來(lái)源碳庫(kù)的大小是旱地土壤的3.3倍。
研究結(jié)果顯示，稻田土壤突出的碳固持能力主要是由于淹水限制了微生物活性、抑制了植物殘?bào)w微生物分解過(guò)程，從而促進(jìn)了植物殘?bào)w的直接積累。但稻田土壤中積累的有機(jī)碳穩(wěn)定性低、易受環(huán)境變化或人為干擾而丟失。
蘇以榮告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，情景分析表明，若將中國(guó)東部所有稻田改為旱地，稻田表層土壤（0~15厘米）的碳損失將達(dá)504百萬(wàn)噸，相當(dāng)于中國(guó)所有農(nóng)田表層土壤有機(jī)碳庫(kù)的13%，且98%以上的碳損失將發(fā)生在亞熱帶和熱帶地區(qū)，這些丟失的碳90%以上為植物殘?bào)w來(lái)源碳。
“研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了合理的水分管理是減少稻田土壤有機(jī)碳丟失的關(guān)鍵。”蘇以榮說(shuō)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1111/gcb.15595