稻田土壤具有巨大的固碳潛力，有機(jī)碳礦化是決定土壤固碳效率的關(guān)鍵過程。近日，中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所（以下簡稱亞熱帶生態(tài)所）研究員吳金水團(tuán)隊通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗發(fā)現(xiàn)，“調(diào)節(jié)閥”機(jī)制對水稻土有機(jī)碳礦化的調(diào)控由氧氣條件決定。相關(guān)研究成果發(fā)表于《土壤生物學(xué)與生物化學(xué)》。
針對土壤有機(jī)質(zhì)礦化速率不受微生物生物量控制這一現(xiàn)象，有學(xué)者提出“調(diào)節(jié)閥”假說——惰性有機(jī)碳向活性有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化（K1）和活性有機(jī)碳的微生物利用過程（K2）共同組成土壤有機(jī)碳的礦化過程，由于土壤是碳限制生境，K1則是有機(jī)碳礦化的限速步驟，即“調(diào)節(jié)閥”。“調(diào)節(jié)閥”機(jī)制已在旱地土中得到驗證，然而這一假說是否適用于水稻土、水稻土中的“調(diào)節(jié)閥”有哪些，目前尚不明確。
吳金水團(tuán)隊通過氯仿熏蒸，獲得了具有微生物生物量梯度的水稻土，并設(shè)置了好氧—缺氧交替、缺氧和厭氧3種田間水稻土?xí)?jīng)歷的氧氣條件。78天的培養(yǎng)試驗結(jié)果顯示，氧氣充足時，碳源可利用性是水稻土有機(jī)碳礦化的唯一限速因子，“調(diào)節(jié)閥”機(jī)制起關(guān)鍵作用；氧氣受限時，“調(diào)節(jié)閥”機(jī)制的作用有所削弱，微生物生物量、電子受體和碳源供應(yīng)共同決定了水稻土有機(jī)碳的礦化速率。
亞熱帶生態(tài)所研究員葛體達(dá)告訴《中國科學(xué)報》：“研究結(jié)果從土壤有機(jī)碳礦化的‘調(diào)節(jié)閥’角度進(jìn)一步豐富了稻田土壤有機(jī)碳積累的內(nèi)在生物化學(xué)機(jī)理，可為水稻土增碳及質(zhì)量提升提供重要的科學(xué)基礎(chǔ)?！?/p>
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https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.108106