水稻根際和非根際土微生物碳源利用效率對施肥的響應研究獲進展
陸地生態系統中，微生物在調控碳循環過程中扮演著兩種截然不同的角色：1）通過分解代謝作用使有機物礦化向大氣釋放CO2；2）將非穩態的有機碳通過微生物「碳泵」的形式不斷形成穩定態有機碳庫。微生物這種分解代謝與合成代謝的相對過程強弱可以通過碳源利用效率（CUE）反映，其決定了土壤中碳周轉的去向。
中國科學院亞熱帶農業生態研究所研究員蘇以榮團隊選取經過31年不同施肥處理稻田，研究了水稻根際土和非根際土中CUE、微生物生物量周轉及其殘留物的積累特徵。結果表明，秸稈和糞肥添加降低了根際土CUE，而對非根際土中CUE無顯著影響，且根際土中的CUE顯著低於非根際土（圖1）。究其原因，水稻根系分泌物的釋放和養分的吸收提高根際土C/養分比，使得C相對富餘、養分缺乏，CUE降低。添加有機物料增加地上部生物量、進而增加根系分泌物釋放和根系吸收養分，促進以上根際過程，加強CUE降低趨勢。微生物CUE在非根際土中取決於呼吸作用，而在根際土中取決於其生長，這反映了微生物在根際土和非根際土中對有機碳利用存在差異。與單施化肥相比，添加有機物料提供了碳源，提高了微生物的生長速率，進而促進了微生物殘留物積累（圖2）。這項研究結果強調添加秸稈和糞肥儘管促進了根際土中微生物呼吸作用，但其通過增加微生物生物量的凈通量，進而促進微生物殘留物積累，從而提高水稻土碳固持，其結果為解釋不同施肥管理下水稻土固碳的微生物機制提供科學依據。
該項研究近期以Microbial carbon use efficiency,biomass turnover,and necromass accumulation in paddy soil depending on fertilization為題發表在農林科學國際期刊Agriculture, Ecosystems and Environment上。該研究得到國家重點研發計劃（2016YFD0200106）、國家自然科學基金（41671298，41977100，41877035）、廣西自然科學基金（2018GXNSFAA138020）和湖南省自然科學基金創新小組（2019JJ10003）的支持。
圖1 長期施肥處理下水稻根際土和非根際土中微生物碳源利用效率和滯留時間
圖2 長期施肥處理下水稻根際土和非根際土中微生物生物量碳和氨基糖的含量
來源：中國科學院亞熱帶農業生態研究所
