在亞熱帶農(nóng)田土壤中，淹水稻田土壤有機(jī)碳及微生物生物量均高于毗鄰旱地土壤，而稻田土壤中有機(jī)碳礦化速率卻低于旱地土壤。導(dǎo)致稻田與旱地土壤固碳差異的關(guān)鍵原因有哪些？有機(jī)碳礦化與生物及環(huán)境因子之間的作用關(guān)系如何？等問題尚不清楚，但這些問題有助于揭示稻田固碳機(jī)理及其持續(xù)固碳潛力大小。
基于此，中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所博士研究生邱虎森在蘇以榮研究員和葛體達(dá)研究員的指導(dǎo)下，采用同位素示蹤技術(shù)定量研究了不同小分子外源碳（葡萄糖、乙酸和草酸）在亞熱帶紅壤性水田和旱地土壤中的主要礦化和轉(zhuǎn)化產(chǎn)物差異（CO2和MBC），研究發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)期內(nèi)，外源小分子有機(jī)碳在淹水稻田土壤中的累積礦化量比在旱地土壤中的累積礦化量低2-3倍。微生物對(duì)葡萄糖碳的固定量遠(yuǎn)大于對(duì)羧酸碳的固定量。相關(guān)性的結(jié)果發(fā)現(xiàn)厭氧環(huán)境限制了真菌分解有機(jī)碳的活性，導(dǎo)致稻田土壤較低的礦化速率和微弱的激發(fā)效應(yīng)。我們結(jié)合結(jié)構(gòu)方程模型構(gòu)建了在稻田與旱地土壤中有機(jī)碳礦化速率與生物及非生物因子之間的關(guān)系，模型結(jié)果發(fā)現(xiàn)在旱地土壤中，細(xì)菌量的增加促進(jìn)土壤有機(jī)碳礦化速率的增加。而淹水稻田土壤中真菌/細(xì)菌比值的增加抑制了土壤有機(jī)碳的礦化速率。而環(huán)境溫度與土壤通氣性通過改變微生物群落結(jié)構(gòu)和限制其活性，導(dǎo)致稻田比旱地更利于有機(jī)碳積累。
研究結(jié)果發(fā)表在European Journal of Soil Biology期刊上，該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41430860；41471199)、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)牛頓高級(jí)學(xué)者計(jì)劃項(xiàng)目(NA150182)和中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)研究計(jì)劃項(xiàng)目(XDB15020401)等的支持。
