東北地理所在秸稈覆蓋還田保護(hù)性耕作對(duì)微生物殘?bào)w碳的影響方面取得新進(jìn)展
微生物殘?bào)w穩(wěn)定性較高，對(duì)土壤有機(jī)碳（SOC）的長(zhǎng)期固存具有重要作用。氨基糖的主要來(lái)源是真菌和細(xì)菌且在土壤中很穩(wěn)定。氨基糖對(duì)秸稈還田和耕作方式響應(yīng)很明顯，不同作物還田對(duì)氨基糖的影響也不一致。中科院東北地理所黑土有機(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(zhǎng)期定位實(shí)驗(yàn)開(kāi)展了相關(guān)研究，包含5個(gè)處理：免耕玉米-大豆輪作（NTCS）、秋翻玉米-大豆輪作（MPCS）、免耕玉米連作（NTCC）、秋翻玉米連作（MPCC）、常規(guī)耕作玉米連作且秸稈不還田（CTCC）。于2017年采集了不同深度的土壤樣品，測(cè)定氨基糖以計(jì)算微生物殘?bào)w碳、真菌殘?bào)w碳）和細(xì)菌殘?bào)w碳及其儲(chǔ)量。三因素方差分析表明，耕作方式、深度及其交互作用對(duì)所有氨基糖含量均有顯著影響。然而，不同土層的兩因素方差分析表明，耕作方式對(duì)所有氨基糖的影響主要發(fā)生在0-5cm土層。衰減指數(shù)模型（decaying exponential model，圖1）表明微生物殘?bào)w碳和SOC之間的關(guān)系（R2=0.87）。耕作對(duì)微生物殘?bào)w碳、真菌殘?bào)w碳和細(xì)菌殘?bào)w碳的儲(chǔ)量有很大影響，但對(duì)它們?cè)赟OC儲(chǔ)存中的分布比例沒(méi)有影響。
玉米連作系統(tǒng)下，超過(guò)50%的SOC儲(chǔ)量增量發(fā)生于微生物殘?bào)w碳中（0-20 cm），這主要由于秸稈還田，而且該增量比玉米-大豆輪作系統(tǒng)高（圖2）。真菌殘?bào)w碳儲(chǔ)量在SOC中的比例不受農(nóng)田管理措施（秸稈還田、耕作方式、種植制度）的影響，而細(xì)菌殘?bào)w碳的占比同時(shí)受到秸稈還田的數(shù)量和質(zhì)量的影響。相比于玉米輪作系統(tǒng)，玉米連作更有利于微生物死體碳的固存，細(xì)菌對(duì)農(nóng)田管理措施的敏感性相對(duì)高于真菌。因此，本文證明了秸稈覆蓋有利于微生物殘?bào)w碳的累積，對(duì)有機(jī)碳的長(zhǎng)期穩(wěn)定與固存有重要意義，其中玉米連作的固碳能力更強(qiáng)，該結(jié)果對(duì)未來(lái)農(nóng)田黑土秸稈管理措施的制定提供指導(dǎo)作用。
相關(guān)研究結(jié)果以題“Effect of long-term tillage and cropping system on portion of fungal and bacterial necromass carbon in soil organic carbon”發(fā)表在國(guó)際土壤科學(xué)領(lǐng)域主流學(xué)術(shù)期刊Soil & Tillage Research上。東北地理所黑土有機(jī)碳與保護(hù)性耕作學(xué)科組助理研究員張延為第一作者，梁愛(ài)珍研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（42101277, 41877095和42077046）、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)（XDA28080200）等項(xiàng)目的資助。
論文信息：Zhang Yan; Gao Yan; Zhang Yang; Huang Dandan; Li Xiujun; Gregorich Edward; McLaughlin Neil; Zhang Xiaoping; Chen Xuewen; Zhang Shixiu; Liang Aizhen*; Xiang Yang; Effect of long-term tillage and cropping system on portion of fungal and bacterial necromass carbon in soil organic carbon, Soil & Tillage Research, 2022, 218: 105307
圖1 衰減指數(shù)模型（n=60）
圖2 a）微生物殘?bào)w碳、真菌殘?bào)w碳以及細(xì)菌殘?bào)w碳儲(chǔ)量；b）微生物殘?bào)w碳、真菌殘?bào)w碳以及細(xì)菌殘?bào)w碳儲(chǔ)量與總有機(jī)碳儲(chǔ)量比例
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