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为探究免耕和秸秆还田(RR)下植物和微生物源碳对 SOC 的贡献,研究得出二者影响及驱动因素,意义重大。
土壤有机碳(SOC)的形成是一个复杂的现象,其主要来源于植物和微生物产生的碳。免耕和秸秆还田(RR)等保护性耕作措施已被广泛应用以增加 SOC,但在这些措施下,植物和微生物源碳对 SOC 的相对贡献仍不明确。研究人员通过对 500 组观测数据进行全球元分析,来确定免耕和秸秆还田对植物和微生物源碳的影响及其驱动因素。
结果显示,免耕使微生物残体碳增加了 18.3%,微生物残体碳对 SOC 的贡献增加了 5.0%,而植物残体碳及其对 SOC 的贡献在免耕条件下没有变化。免耕使真菌与细菌残体碳的比值增加了 12.3%,这表明真菌残体碳对 SOC 的贡献更大。在年平均降水量(MAP)<550 毫米、湿度指数 < 85、壤质土、酸性土壤以及初始碳氮比(C/N)≥10 的条件下,免耕处理的微生物残体碳增加最为显著(P<0.05)。溶解性有机碳和微生物生物量碳有助于微生物残体碳的形成,有利于 SOC 的积累。秸秆还田分别使植物和微生物残体碳增加了 83.8% 和 13.0%,并使植物残体碳对 SOC 的贡献提高了 64.1%。实验持续时间超过 3 年时,可观测到更多的植物源碳。
全球元分析强调,免耕能够提高土壤碳的稳定性(微生物源碳),而秸秆还田可以增加土壤碳的数量(植物源碳)。保护性耕作(免耕和秸秆还田)是通过协同提高 SOC 的容量和质量来实现可持续发展的策略。