增强岩石风化(Enhanced Rock Weathering)是近年来提出的一种通过施用硅酸盐矿物粉末(如硅灰石)来捕获大气CO?的重要途径。此外，硅酸盐矿物的添加还能通过改善土壤理化性质和微生物活性，促进土壤有机碳(SOC)的稳定化。其中，矿物结合有机碳(MAOC)因其较高的稳定性和较长的停留时间，对长期土壤碳储存具有关键作用。然而，硅灰石添加如何影响MAOC的形成，尤其是在不同土壤类型中的响应差异，尚不明确。
为此，研究以湖南会同县的杉木人工林和玉米农田土壤为研究对象，开展为期60天的培养实验，添加5%(w/w)的硅灰石粉和13C标记葡萄糖，并采用1?O标记技术测定微生物碳利用效率(CUE)和生物量周转。结果表明，硅灰石添加使森林土壤和农田土壤的13C-MAOC分别显著增加171%和252%，显著促进了MAOC的形成。然而，两类土壤的碳固定机制存在明显差异：森林土壤中MAOC的增加主要源于pH升高(提高3.5个单位)和有效磷增加所带动的微生物CUE提高;而农田土壤中虽CUE未显著改变，但微生物更倾向于将碳用于合成代谢而非分解排放，从而提高了MAOC形成效率(达76.2%)，表现出更高的碳固定效率。
该研究首次系统揭示了硅灰石添加在不同土壤类型中促进MAOC形成的机制差异，强调了微生物代谢路径和矿物-有机质相互作用在土壤碳固定中的关键作用。研究成果为优化农田和森林土壤管理、提升土壤碳汇功能提供了理论依据和技术路径。
研究成果以“Similar mineral-associated organic carbon formation but distinct efficiencies by powdered wollastonite addition between two soils”为题，于2025年发表于《Soil Biology and Biochemistry》期刊上。中国科学院沈阳应用生态所毕业博士颜咏雪和阴黎明副研究员为共同第一作者，张伟东研究员为通讯作者。该项研究得到了国家重点研发计划(2022YFF1303003)、国家自然科学基金(U22A20612)、湖南省科技创新计划(2024RC4029)等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2025.109979
