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稻田土壤秸秆碳矿化及其激发效应的计量学弹性机制研究获新进展

发布时间:2018-03-27

作者:桃源站 

由中科院亚热带农业生态研究所吴金水研究员领衔的农业生态过程方向研究团队,近日在稻田土壤秸秆碳矿化及其激发效应的微生物计量学驱动机制方面研究中获新进展。

生态化学计量学(Ecological Stoichiometry)是在生态学背景下,研究生物系统能量流通与多元素(通常是CNPOS)平衡的科学,是一种分析多重化学元素的质量平衡对生态交互影响的理论,是研究土壤-植物-微生物系统CNP循环的新思路。因此,研究稻田土壤有机碳转化过程的生态化学计量学特征,有助于深入理解植物-微生物-土壤相互作用的养分调控机理,阐明稻田生态系统生态化学计量学弹性特征。

基于此,该团队以13C-秸秆为典型外源有机碳,研究了不同养分元素(NP)添加条件下的稻田土壤秸秆碳的矿化及其激发效应的计量学特征。研究发现NP养分元素的添加显著提高了秸秆的矿化率;秸秆碳矿化产生CO2的速率与土壤中DOC : NH4+-NDOC:Olsen PMBC : MBN的比值呈指数正相关关系。土壤中可利用态氮、微生物量碳氮磷计量比以及土壤酶活性计量比通过直接或间接作用影响激发效应的大小与方向。稻田土壤碳的微生物转化过程既是微生物对土壤中碳氮磷等元素的利用过程,也是基于自身计量学内稳性对土壤生境的反馈调控过程。该研究对充分理解亚热带稻田土壤有机碳微生物转化过程,构建稻田土壤有机质积累和稻作系统提质增效等关键技术体系具有重要意义。

该研究成果近期以题为Microbial stoichiometric flexibility regulates rice straw mineralization and its priming effect in paddy soil发表在Soil Biology and Biochemistry上。该研究得到了中国科学院亚热带农业生态研究所公共技术服务中心的大力支持以及该所青年创新团队项目的资助,也得到了国家自然科学基金和国家重点研发专项的资助。

秸秆分解过程中微生物对氮磷添加的响应及其计量学调控特征

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