土壤潛在碳礦化速率是衡量土壤整體健康狀況的有效指標(biāo)之一，充分了解秸稈覆蓋還田保護(hù)性耕作下土壤潛在碳礦化速率的響應(yīng)及其驅(qū)動(dòng)因素，有助于對(duì)這一廣泛應(yīng)用的土壤健康指標(biāo)提供科學(xué)解釋。以往的研究大多強(qiáng)調(diào)種內(nèi)/種間多樣性和分類組成對(duì)土壤碳過程的影響，很少將土壤群落內(nèi)在的相互作用特征與土壤碳礦化聯(lián)系起來。 

　　中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所黑土有機(jī)碳與保護(hù)性耕作學(xué)科組科研人員依托吉林省德惠市始建于2001年的保護(hù)性耕作長期定位實(shí)驗(yàn)開展了相關(guān)研究。意在闡明土壤潛在碳礦化對(duì)長期保護(hù)性耕作的響應(yīng)模式，并探究不同土壤深度下潛在的生物機(jī)制。結(jié)果表明，與常規(guī)耕作相比，秸稈覆蓋還田保護(hù)性耕作顯著提高了表層土壤（0-5 cm）的潛在碳礦化速率，而降低了底土（5-20 cm）的碳礦化速率（圖1）。結(jié)構(gòu)方程模型表明，增加的土壤有機(jī)碳可以直接或通過提高表層土壤生物的生物量來促進(jìn)土壤碳礦化，而在底土中，土壤潛在碳礦化速率的增加主要是通過生物關(guān)聯(lián)的加強(qiáng)來實(shí)現(xiàn)的（圖2和圖3）。這些發(fā)現(xiàn)為土壤生物群落在碳礦化中的作用提供了新的見解，并強(qiáng)調(diào)了不同土壤深度下土壤碳礦化對(duì)耕作方式的響應(yīng)機(jī)制不同。 

圖1 不同耕作方式下各取樣季節(jié)表層土壤和底土潛在碳礦化率的影響 

　圖2不同耕作方式下表層土壤和底土生物關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)圖。 

圖3土壤非生物和生物因子對(duì)表層土壤和底土潛在碳礦化的調(diào)控 

  研究成果以“Soil biotic associations play a key role in subsoil C mineralization: Evidence from long-term tillage trial in the black soil of Northeast China”為題，發(fā)表在土壤學(xué)領(lǐng)域期刊Soil & Tillage Research上。由王倩（第一作者）、張士秀副研究員（共一&通訊作者）、賈淑霞副研究員和梁愛珍研究員等共同完成。研究得到中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDA28020401；XDA28080000）、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新青促會(huì)項(xiàng)目（2021228）和中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所青年科學(xué)家小組項(xiàng)目（2022QNXZ04）的支持。 

　論文信息：Qian Wang1, Shixiu Zhang1*, Mengting Zhang, Ping Liu, Neil B. McLaughlin, Shuxia Jia*, Xuewen Chen, Yan Zhang, Aizhen Liang. Soil biotic associations play a key role in subsoil C mineralization: Evidence from long-term tillage trial in the black soil of Northeast China. Soil & Tillage Research, 2023, 234, 105859.  

　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.still.2023.105859