近日，中国科学院沈阳应用生态研究所土壤化学组在探索干旱半干旱沙地农田免耕管理对土壤碳封存的影响方面取得重要进展，研究系统性揭示了免耕在干旱半干旱沙地农田中提升土壤碳库的机制。相关成果发表于《生态过程》。
免耕是一种有效减少土壤侵蚀和退化的保护性耕作方式，已被广泛证明能提高土壤碳封存。然而，目前已有的大多数研究集中在质地较好的肥沃土壤，而在干旱和半干旱地区的沙地生态系统中，免耕对土壤碳含量的提升效果和作用机制尚不清晰。
研究团队在阜新市彰武县的科尔沁沙地建立实验平台，以具有耐旱性的油莎豆为研究对象，比较翻耕与免耕两种管理方式下的土壤和作物特性。计算了植物光合作用、微生物碳利用效率、碳饥饿指数等指标，并通过16S rRNA扩增子测序分析土壤细菌群落组成并预测潜在生态功能。
研究发现，免耕可能通过三种机制提升了沙地土壤的总碳含量。首先，免耕通过增加植物的光合作用和生物量增加了植物源碳的输入，提高了土壤可溶性有机碳和总碳含量；其次，免耕通过提高土壤微生物碳利用效率并降低了呼吸熵，使更多的碳固持在微生物生物量中；此外，免耕降低了土壤有效氮磷含量，优化了细菌群落结构，增加了寡营养菌的相对丰度，从而降低了土壤活性碳组分的损失。
该研究深化了免耕在干旱半干旱沙地农田中提升土壤碳库的机制的理解，为减少沙地碳损失、提升作物产量提供了理论依据，为荒漠化地区的碳封存策略提供了重要参考。
相关论文信息：https://doi.org/10.1186/s13717-024-00573-x
