有机改良策略差异调控微生物碳利用效率：基于微生物与酶化学计量的长期田间研究

《Agriculture, Ecosystems & Environment》：Organic amendment strategies differentially regulate microbial carbon use efficiency: A long-term field study integrating microorganism and enzymatic stoichiometry

本刊推荐：这项为期13年的田间研究揭示了不同有机改良策略（秸秆、粪肥及其组合）对土壤有机碳（SOC）组分和微生物碳利用效率（CUE）的差异化调控机制。研究发现，粪肥通过促进微生物生长导向的碳分配和加速生物量周转，显著提升CUE（0.48 ± 0.19）和矿物结合有机碳（MAOC）；而高C/N的秸秆则引发微生物氮限制，抑制CUE，主要富集颗粒有机碳（POC）。研究为优化有机改良策略以增强土壤碳固存和气候韧性提供了机制性见解。

　　

Highlight

Effects of organic amendments on SOC and its components

基于一项为期13年的田间试验，我们的研究证明，三种有机改良措施均显著提高了土壤有机碳（SOC）储量。然而，SOC积累的程度和组分因改良剂类型而异。具体而言，秸秆添加主要促进了活性POC库的积累，而粪肥施用则显著增加了更稳定的MAOC组分（表1）。作为一个活性碳库，POC主要由部分分解的植物残体组成，周转速度快，对管理措施敏感，但其稳定性较低。相比之下，MAOC通过与土壤矿物的物理化学结合而受到保护，周转速度慢，构成了更持久的碳汇。因此，虽然所有处理都增加了总SOC，但粪肥处理在促进长期碳固存方面表现出更大的潜力。这些发现强调了考虑碳组分而不仅仅是总碳储量对于评估有机改良措施的固碳效果至关重要。

Effect of organic amendments on SOC and its components

（注：此小标题与上一节重复，可能是原文笔误，通常"Effect"部分为结果，"Conclusion"为结论。此处按原文结构翻译。）

基于13年田间试验，我们的研究表明所有三种有机改良措施均显著增强了土壤有机碳储存。然而，SOC积累的程度和组分因改良剂类型而异。具体而言，秸秆添加主要促进了不稳定的POC库的积累，而粪肥施用则导致更稳定的MAOC部分显著增加（表1）。作为一个活性碳库，POC主要由部分分解的植物残体组成，周转迅速，对管理措施敏感，但稳定性较低。相比之下，MAOC通过与土壤矿物的物理化学结合受到保护，周转缓慢，构成了更持久的碳汇。因此，虽然所有处理都增加了总SOC，但粪肥处理在促进长期碳固存方面表现出更大的潜力。这些发现强调了在评估有机改良措施的固碳效果时，考虑碳组分而不仅仅是总碳储量的重要性。

Conclusion

这项为期13年的田间研究凸显了有机改良措施在增强长期土壤碳固存方面的关键作用。在这些改良措施中，秸秆主要富集了颗粒有机碳（POC），而粪肥则通过促进生物量周转和碳分配，提升了矿物结合有机碳（MAOC）并改善了微生物碳利用效率（CUE）。然而，单独施用秸秆对CUE的有限影响凸显了其高C/N比带来的化学计量限制。酶活性矢量分析和阈值元素比分析支持了这一点。未来的有机碳管理策略应优先考虑具有平衡化学计量（如粪肥）的改良剂，或将其与氮肥结合使用，以优化微生物代谢并最大化土壤的固碳潜力。