研究揭示水稻土微生物量碳達旱地土壤兩倍

水稻土壤和旱地土壤有何不同？中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所首席研究員吳金水團隊的一項科研成果發(fā)現(xiàn)，水稻土中的有機質可以支撐更多的微生物生物量，其微生物量碳含量是旱地土壤的兩倍。相關成果發(fā)表在《農(nóng)業(yè)、生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境》上。

熱帶和亞熱帶地區(qū)長期植稻過程中形成了特殊的人工濕地土壤，即水稻土。相比于旱地土，水稻土具有特殊的氧化還原過程，土壤中的有機質可以支撐更多的微生物生物量，但這一現(xiàn)象的內(nèi)在機制還缺乏系統(tǒng)解釋。

該研究團隊從Web of Science數(shù)據(jù)庫中，篩選了129篇文章中通過氯仿熏蒸提取或培養(yǎng)法測定的水稻土（大于1700個）和水旱輪作（大于1100個）土壤微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）含量數(shù)據(jù)，對其進行了薈萃分析，并與鄰近旱地土壤（大于360個）進行比較。結果表明，水稻土MBC含量是旱地土壤的兩倍。

該團隊發(fā)現(xiàn)，與旱地土壤相比，水稻植物的根系碳和根沉積物輸入量更高；氧氣可利用率較低，因此微生物周轉較慢；水稻土微生物碳同化效率高；稻田鐵氧化物的作用有利于碳穩(wěn)定，因此，稻田MBC含量高于旱地土壤。

進一步分析表明，水田和旱地土壤中MBC在土壤總有機碳中的比例分別為2.5%和2.1%，也就是說，同樣含量的有機質，水稻土比旱地多養(yǎng)育0.4%的微生物。水稻土微生物的碳利用效率明顯高于旱地，而對氮素的競爭要低于旱地。這些特性可能使得水稻土比旱地土壤有更高的氮素轉化和作物利用。

研究顯示，在氧氣限制條件的淹水水稻土中，微生物活性降低和微生物周轉緩慢導致水稻土中MBC的含量比旱地高近兩倍，這對于水稻土微生物多樣性和碳匯效應的維持具有重要意義。