陸地生態(tài)系統(tǒng)中，微生物在調(diào)控碳循環(huán)過程中扮演著兩種截然不同的角色：1）通過分解代謝作用使有機物礦化向大氣釋放CO2；2）將非穩(wěn)態(tài)的有機碳通過微生物“碳泵”的形式不斷的形成穩(wěn)定態(tài)有機碳庫。微生物這種分解代謝與合成代謝的相對過程強弱可以通過碳源利用效率（CUE）反映，其決定了土壤中碳周轉(zhuǎn)的去向。
中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所蘇以榮研究員團隊選取經(jīng)過31年不同施肥處理稻田，研究了水稻根際土和非根際土中CUE、微生物生物量周轉(zhuǎn)和及其殘留物的積累特征。結(jié)果表明，秸稈和糞肥添加降低了根際土CUE，而對非根際土中CUE無顯著影響，且根際土中的CUE顯著低于非根際土（圖1）。究其原因，水稻根系分泌物的釋放和養(yǎng)分的吸收提高根際土C/養(yǎng)分比，使得C相對富余、養(yǎng)分缺乏，CUE降低。添加有機物料增加地上部生物量、進而增加根系分泌物釋放和根系吸收養(yǎng)分，促進以上根際過程，加強CUE降低趨勢。微生物CUE在非根際土中取決于呼吸作用，而在根際土中取決于其生長，這反映了微生物在根際土和非根際土中對有機碳利用存在差異。與單施化肥相比，添加有機物料提供了碳源，提高了微生物的生長速率，進而促進了微生物殘留物積累（圖2）。這項研究結(jié)果強調(diào)添加秸稈和糞肥盡管促進了根際土中微生物呼吸作用，但其通過增加微生物生物量的凈通量，進而促進微生物殘留物積累，從而提高水稻土碳固持，其結(jié)果為解釋不同施肥管理下水稻土固碳的微生物機制提供科學(xué)依據(jù)。
該項研究近期以題為Microbial carbon use efficiency, biomass turnover, and necromass accumulation in paddy soil depending on fertilization發(fā)表在農(nóng)林科學(xué)國際期刊Agriculture, Ecosystems and Environment上。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃（2016YFD0200106），國家自然科學(xué)基金（41671298，41977100，41877035），廣西自然科學(xué)基金（2018GXNSFAA138020）和湖南省自然科學(xué)基金創(chuàng)新小組（2019JJ10003）的支持。
圖1 長期施肥處理下水稻根際土和非根際土中微生物碳源利用效率和滯留時間
圖2 長期施肥處理下水稻根際土和非根際土中微生物生物量碳和氨基糖的含量