稻田土壤有機碳礦化及其激發(fā)效應(yīng)對多種養(yǎng)分添加的響應(yīng)獲新進展

　　近日，由中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所吳金水研究員領(lǐng)銜的農(nóng)業(yè)生態(tài)過程方向研究團隊，在多種養(yǎng)分添加對稻田土壤有機碳礦化及其激發(fā)效應(yīng)的影響研究獲新進展。

　　施肥（養(yǎng)分元素添加）是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的重要環(huán)節(jié)，如何科學合理的施肥促進稻田土壤有機質(zhì)周轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)稻田土壤可持續(xù)發(fā)展，是當今農(nóng)業(yè)生態(tài)關(guān)注的重點研究之一。因此，研究施肥（外源養(yǎng)分添加）對稻田土壤有機碳礦化及其激發(fā)效應(yīng)的微生物響應(yīng)機制，有助于合理利用養(yǎng)分，深入理解微生物-土壤相互作用的養(yǎng)分調(diào)控機理。然而，以往的研究大多集中在單一養(yǎng)分元素添加對土壤有機碳礦化影響，多種養(yǎng)分元素（N、P、K、Ca和 S）不同濃度的添加對稻田土有機碳礦化及其激發(fā)效應(yīng)的影響機制研究還尚不多見?；诖耍緢F隊以NH₄Cl, KH₂PO₄,和 Ca₂SO₄·2H₂O作為外源養(yǎng)分，研究了高、低濃度養(yǎng)分添加條件下稻田土壤有機碳礦化及其激發(fā)效應(yīng)的特征。結(jié)果表明，多種養(yǎng)分元素的低濃度添加可促進稻田土壤CO₂排放量（12-17％），表現(xiàn)為明顯的正激發(fā)效應(yīng)；而高濃度養(yǎng)分添加可減少其CO₂排放量（3-21％），表現(xiàn)為明顯的負激發(fā)效應(yīng)（圖1）。其可能機制為，多種養(yǎng)分元素的高濃度添加減少土壤微生物生物量、代謝熵值（qCO₂）和凈氮礦化值，從而可能增加了其微生物的周轉(zhuǎn)，導(dǎo)致土壤有機碳礦化的降低（圖1）。該研究對進一步理解外源養(yǎng)分添加對亞熱帶稻田土壤有機碳的微生物轉(zhuǎn)化過程的影響，可為稻田土壤有機質(zhì)積累和稻作系統(tǒng)提質(zhì)增效提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐。

　　該項研究近期以題為Intensive fertilization (N, P, K, Ca, and S) decreases organic matter decomposition in paddy soil發(fā)表在土壤學國際期刊Applied Soil Ecology上。該研究得到了中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所公共技術(shù)服務(wù)中心的大力支持以及該所青年創(chuàng)新團隊項目和國家自然科學基金以及國家重點研發(fā)專項的資助。

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圖1 稻田土壤有機碳礦化及其激發(fā)效應(yīng)對養(yǎng)分添加的響應(yīng)機制