資環所在秸稈覆蓋下土壤鐵結合態有機碳動態及其驅動機製研究方麵取得新進展
近日,我所植物營養與施肥研究室以“Straw mulching decreased the contribution of Fe-bound organic carbon to soil organic carbon in a banana orchard”為題在國際期刊Applied Soil Ecology(中科院二區,IF=4.8)上發表學術論文。資環所胡偉芳博士為第一作者,李國良研究員為通訊作者。
土壤有機碳(SOC)是陸地生態係統最大的碳庫,有效提升農田SOC儲量與促進其長期穩定成為當前麵臨的重大科學問題與技術挑戰。鐵氧化物對有機碳的固持是SOC穩定和累積的重要機製,秸稈還田是農田“養地固碳”的有效途徑之一。香蕉秸稈體積大、含水量高且不易搬運,通常就地覆蓋還田。為了深入探討秸稈覆蓋對土壤鐵結合態有機碳(Fe-OC)的影響,團隊在香蕉園進行了為期2年的秸稈覆蓋還田試驗。研究結果表明,秸稈覆蓋顯著提高了SOC含量(+34.02%),土壤Fe-OC約占SOC的12.24%-25.34%。與對照處理相比,秸稈覆蓋顯著降低了土壤中Fe-OC含量及其對有機碳的貢獻,這可能與土壤遊離態氧化鐵含量、Acidibacter豐度和α-葡萄糖苷酶活性有關。基於同步輻射紅外顯微成像光譜(SR-FTIR)分析表明,秸稈覆蓋增加了纖維素/半纖維素與多肽的結合,且木質素、鐵氧化物與多肽的相關性高於對照處理。以上結果表明,秸稈覆蓋可能通過多種物理、化學和微生物機製降低土壤Fe-OC含量,這些Fe-OC可能以木質素和微生物衍生的有機化合物的形式保存在土壤中。研究成果有助於深入理解香蕉秸稈覆蓋下Fe-OC庫形成及其微生物驅動機製,可為香蕉秸稈的可持續管理提供決策參考。
以上研究得到了國家自然科學基金(32201417)、廣東省基礎與應用基礎研究基金(2022A1515010579、2021A1515110050)、必威betways科技人才引進專項資金項目(R2020YJ-YB3006)、必威betways 創新基金(212114)等多個項目的資助。
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