稻田土壤有机碳矿化及其激发效应对多种养分添加的响应获新进展

　　近日，由中科院亚热带农业生态研究所吴金水研究员领衔的农业生态过程方向研究团队，在多种养分添加对稻田土壤有机碳矿化及其激发效应的影响研究获新进展。

　　施肥（养分元素添加）是农业生产过程的重要环节，如何科学合理的施肥促进稻田土壤有机质周转，从而实现稻田土壤可持续发展，是当今农业生态关注的重点研究之一。因此，研究施肥（外源养分添加）对稻田土壤有机碳矿化及其激发效应的微生物响应机制，有助于合理利用养分，深入理解微生物-土壤相互作用的养分调控机理。然而，以往的研究大多集中在单一养分元素添加对土壤有机碳矿化影响，多种养分元素（N、P、K、Ca和 S）不同浓度的添加对稻田土有机碳矿化及其激发效应的影响机制研究还尚不多见。基于此，本团队以NH₄Cl, KH₂PO₄,和 Ca₂SO₄·2H₂O作为外源养分，研究了高、低浓度养分添加条件下稻田土壤有机碳矿化及其激发效应的特征。结果表明，多种养分元素的低浓度添加可促进稻田土壤CO₂排放量（12-17％），表现为明显的正激发效应；而高浓度养分添加可减少其CO₂排放量（3-21％），表现为明显的负激发效应（图1）。其可能机制为，多种养分元素的高浓度添加减少土壤微生物生物量、代谢熵值（qCO₂）和净氮矿化值，从而可能增加了其微生物的周转，导致土壤有机碳矿化的降低（图1）。该研究对进一步理解外源养分添加对亚热带稻田土壤有机碳的微生物转化过程的影响，可为稻田土壤有机质积累和稻作系统提质增效提供理论基础和数据支撑。

　　该项研究近期以题为Intensive fertilization (N, P, K, Ca, and S) decreases organic matter decomposition in paddy soil发表在土壤学国际期刊Applied Soil Ecology上。该研究得到了中国科学院亚热带农业生态研究所公共技术服务中心的大力支持以及该所青年创新团队项目和国家自然科学基金以及国家重点研发专项的资助。

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图1 稻田土壤有机碳矿化及其激发效应对养分添加的响应机制