本网讯 近日,我校资源与环境学院青年教师周国朋教授联合中国农业科学院农业资源与农业区划研究所曹卫东研究员在生态学领域顶级期刊《Global Change Biology》发表了题为《Green manure coupled with straw returning increases soil organic carbon via decreased priming effect and enhanced microbial carbon pump》的研究论文,该研究为我国当前实施的农田减排固碳行动提供技术与理论支撑。

农田土壤贡献了全球土壤碳储量的10%。由于几乎所有耕作土壤都经历了垦殖前土壤有机碳(SOC)的耗竭,农田被认为是重新固存碳的潜在巨大汇。种植绿肥和秸秆还田等措施被广泛用于提升SOC储量,但外源碳输入在促进新SOC形成的同时,会通过激发效应加速原SOC矿化。二者共同决定净SOC平衡,而微生物群落是调控这一动态的主要驱动力。为此,解析SOC矿化与形成的协同机制对评估固碳措施的实际贡献至关重要。

图1 南方稻区绿肥联网试验点分布及土壤有机碳含量变化
本研究利用我国南方稻区10点联网试验,区域尺度量化了绿肥、稻秸、绿肥-稻秸联合利用下的土壤固碳速率分别为119.7 kg C hm–2 yr–1、477.0 kg C hm–2 yr–1和830.2 kg C hm–2 yr–1,以绿肥-稻秸联合利用的土壤固碳效率最高、为23.1%。研究发现,绿肥-稻秸联合利用的高效固碳机制是:秸联合利用下调土壤K策略菌,抑制对土壤原SOC中木质素、氨基糖类难降解碳的激发效应,降低土壤原SOC的矿化;驱动r策略菌主导的细菌碳泵和霉菌主导的真菌碳泵,将更多的绿肥和稻秸碳转化为稳定的微生物残体碳,促进新SOC形成。本研究是继团队揭示绿肥-稻秸联合利用“促腐、养地、节肥、减排、固碳”相关机制之后又一重大发现,研究结果为绿肥-稻秸联合利用这一“碳氮互济”举措全方位推广应用提供重要科学依据,也为我国当前实施的农田减排固碳行动提供有效技术支撑。

图2 绿肥-稻秸联合还田促进土壤碳固存模式图
新葡的京集团350vip首页进入为该论文的第一单位。周国朋教授为本文第一作者,江西省农业科学院李桂龙助理研究员为论文共同第一作者。中国农业科学院农业资源与农业区划研究所曹卫东研究员为论文通讯作者。该项目得到国家重点研发计划、国家绿肥产业技术体系和国家自然科学基金等项目的资助。(图/文/周国朋 编辑/张韬雯 预审/叶新新 审核/张震)