土壤有机碳矿化研究取得新进展

  • 环江站 (中国科学院亚热带农业生态研究所)
  • 创建于 2018-03-12
  • 364

  近日,中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站王克林研究员团队在土壤有机碳矿化及微生物群落丰度及遗传多样性研究方面取得新进展。

  土壤碳库对于温室效应与全球气候变化有着重要的控制作用,而有机碳矿化是土壤碳循环的重要过程之一。我国红壤地区由于长期的不合理利用和土地管理,造成土壤养分低且酸性强,从而影响土壤微生物对有机碳的转化和分解,以及温室气体的排放。添加外源碳酸钙和有机物质能有效改善土壤养分状况及pH,但是对于土壤微生物群落和有机碳矿化如何响应外源物添加仍未明确认识。
 
  基于此,在王克林和何寻阳的指导下,博士研究生肖丹利用碳同位素示踪和DGGE(变性梯度凝胶电泳)技术,以典型红壤作为供试土壤,通过室内培养试验,研究土壤有机碳矿化对外源碳酸钙和新鲜有机物质的响应及其机制。结果表明:14C-CaCO3添加显著提高土壤pH值,土壤有机碳矿化与MBC和pH呈正相关关系;同时,添加14C-CaCO314C-稻草对土壤有机碳矿化具有正激发效应且培养初期激发效应较大(图1),表明低养分的红壤土壤有机碳矿化较易受外源物的影响;相对于培养初期,100d培养后细菌和真菌的数量显著降低、而细菌和真菌的遗传多样性提高;路径分析显示,外源物添加改变土壤pH,进而影响细菌和真菌多样性,土壤有机碳矿化显著受真菌多样性的影响(图2)。提示在酸性土壤中添加碳酸钙会显著提高土壤pH并且降低真菌多样性,进而加速土壤有机碳矿化。因此,在酸性土壤中真菌相对于细菌在土壤碳循环过程中可能扮演更重要的角色。
 
  该研究近期以Soil organic carbon mineralization with fresh organic substrate and inorganic carbon additions in a red soil is controlled by fungal diversity along a pH gradient为题,发表在农林科学一区期刊Geoderma上。该研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。 
 
图1 添加14C-CaCO314C-稻草后土壤有机碳矿化的激发效应
图2 路径分析pH和细菌真菌多样性对有机碳矿化的直接和间接作用
 
责任编辑:黄巧