《喀斯特土壤有机碳形成和稳定的协同与权衡机制研究获进展》

  • 来源专题:生物育种
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2024-11-21
  •     中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站在喀斯特土壤微生物碳泵-矿物碳泵协同/权衡机制研究中取得进展。近期,相关研究成果以Lithological controls on soil aggregates and minerals regulate microbial carbon use efficiency and necromass stability为题,发表在《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology)上。

        该团队以渝黔桂典型水热梯度样带为研究区,以喀斯特和非喀斯特相同林龄的次生林土壤为研究对象,量化原状土壤和破碎团聚体土壤微生物碳利用效率,阐明微生物残体在不同稳定态有机质组分中的分配赋存特征。结果表明:破碎团聚体提高了喀斯特和非喀斯特土壤微生物碳利用效率;喀斯特土壤高钙和高铁氧化物含量增强了大团聚体稳定性和矿物保护能力,降低了微生物碳利用效率;尽管土壤团聚体稳定性和矿物保护降低了微生物碳利用效率和微生物残体生成量,但矿物保护增强了微生物残体稳定性;土壤团聚体和矿物对土壤有机碳形成和稳定的权衡效应受岩性调控,而喀斯特土壤高矿物含量导致更高的权衡效应。上述研究强调了仅基于微生物碳利用效率来评估土壤固碳潜力可能存在偏差,因此喀斯特土壤碳循环研究以及固碳增汇技术研发需要考虑微生物碳泵和矿物碳泵协同和权衡效应。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的支持。

  • 原文来源:http://www.cas.cn/syky/202411/t20241118_5039721.shtml
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  • 《南京土壤所在病毒调控土壤有机碳积累机制研究中取得进展》

    • 来源专题:耕地与绿色发展
    • 编译者:张毅
    • 发布时间:2025-06-04
    • 微生物是陆地碳循环的主要驱动者,控制着土壤有机质中的碳储存与向大气释放的CO?之间的平衡。土壤病毒作为土壤碳循环的重要组成部分,通过侵染作用显著影响微生物群落动态和功能。然而,病毒如何调控农田土壤有机碳积累的机制尚不清楚。 中国科学院南京土壤研究所张佳宝院士团队通过华北平原长期秸秆还田定位试验发现,病毒通过裂解与溶原两种生活方式动态调控碳循环。在秸秆还田土壤中(高碳条件),93%的病毒处于裂解状态,通过分解宿主细菌释放大量有机质,加速微生物周转,促进矿物结合态有机碳和微生物残体碳的形成。相反,在秸秆移除土壤中(低碳条件),21%的病毒选择溶原状态,携带多糖水解酶等辅助代谢基因,帮助宿主降解难分解有机物,提升碳利用效率。病毒携带的辅助代谢基因可定向优化宿主代谢路径:低碳条件下,病毒的辅助代谢基因主要参与碳降解,如糖苷水解酶(GHs)基因;而高碳条件下,病毒则富集碳固定相关基因(如rbcL、tktA),通过卡尔文循环增强宿主固碳能力。研究揭示了病毒对农田土壤有机碳调控的“双重机制”。 该研究表明,秸秆还田配合氮肥施用可促进裂解病毒主导的“病毒分流”效应,通过释放宿主养分和塑造微生物残体,显著提升土壤有机碳含量。研究成果为精准调控农田土壤固碳技术路径、制定科学施肥与秸秆还田方案提供了理论依据。相关成果近日发表在Advanced Science上,此项研究得到国家重点研发计划、国家小麦产业体系等项目支持。
  • 《喀斯特不同土地利用类型裂隙土壤有机碳及磷素赋存特征》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2020-11-25
    • 以喀斯特石漠化区不同土地利用类型裂隙土壤为研究对象,运用野外调查和实验室内分析相结合方法,探索其有机碳和磷素含量变化及其赋存特征,以期为喀斯特地区开展石漠化治理和植被恢复提供理论依据。结果表明:4种土地利用类型裂隙土层土壤有机碳赋存含量变化范围为16.067-39.436 g/kg,总体呈现出随土层深度增加而降低的变化趋势;土壤全磷、有效磷赋存含量变化范围分别为0.093-0.274 g/kg、3.836-8.025 mg/kg,整体上在裂隙表层显著高于其他土层,具有上层高下层低的特点;同时,土壤有机碳和磷素总体上属于中度变异。乔木林地和灌丛地的C/P总体上表现出随土层的加深而减小的趋势,而草地和撂荒地先减小后增加,土壤C/P在各土地利用类型裂隙土层变化范围为86.499-268.343,磷的有效性较低;随土层深度的增加,各土地利用类型裂隙土壤有机碳、全磷和有效磷含量逐渐在减少,有机碳对土壤碳磷比、有效磷含量变化有一定影响。