東北地理所在大豆殘體碳對黑土有機碳庫的量化貢獻研究上取得重要進展
東北黑土自然肥力較高，土壤理化性質好，是我國主要的商品糧產區，但由于長期的過度墾殖和不良的經營管理方式，黑土土壤質量下降，有機質含量降低，影響土壤團聚體的形成，對該地區農業的可持續性產生不利影響。秸稈還田是維持土壤有機碳含量的重要手段，秸稈碳在腐解過程中向不同土壤有機碳庫的轉化會顯著影響土壤有機碳的平衡和穩定性，而且不同植株部位由于組織結構的差異，會導致植株殘體碳在土壤中的轉化存在差異。
為此，東北地理所農田分子生態學科組連騰祥博士和金劍研究員應用同位素標記技術對13C標定后的大豆葉片、莖稈和根系進行了腐解過程試驗，解析了不同殘體碳腐解后在土壤有機碳各組分及其在土壤微生物間的分配規律，量化解析了新鮮植物殘體碳對土壤結構性碳（土壤有機碳）的貢獻。經過150天的示蹤培養試驗發現，葉片的分解率最高，累積呼吸較莖稈和根分別高30%和40%；微生物生物量碳和可溶性碳也有類似的趨勢；殘體有機碳對粗顆粒有機碳、細顆粒有機碳以及礦物相關有機碳的貢獻呈現遞減趨勢，且不同殘體顯著影響殘體有機碳向各土壤有機碳庫的轉化，順序為根>莖>葉；根殘體中的碳向土壤顆粒有機碳中轉運更多的碳，在穩定土壤碳庫方面發揮重要作用。該研究結果為黑土區的秸稈還田策略和未來殘體碳轉化機制研究具有重要的指導作用，同時也對土壤生產力的可持續性和農田生態系統的穩定性具有重要的理論意義。
此研究工作得到國家自然科學基金（41271261, 41201247）資助。研究結果在線發表在最新出版的國際期刊Biology and Fertility of Soils(2016, 52:331–339）。
論文鏈接: http://link.springer.com/article/10.1007/s00374-015-1080-6
圖1 植物殘體（葉片，莖稈，根）在土壤中的腐解速率
圖2 150天培養時間內不同殘體加入土壤后的累加呼吸
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