无机改良剂通过增强抗性和调控微生物活性延缓盐碱土有机质降解的机制研究

针对盐碱土有机质(SOM)快速降解导致碳固存效率低的问题，山东研究人员通过800天培养实验，发现糠醛渣与矿物改良剂联用可提升颗粒有机碳(POC)17.64%、木质素酚类20.28%，降低微生物生物量40.08%，证实无机改良剂通过保护木质素类物质和抑制微生物活动延缓有机质转化，为盐碱土修复提供新策略。

　　

盐碱土被称为"土壤癌症"，其高盐分和贫瘠结构不仅抑制作物生长，更导致土壤有机碳(SOC)以每年1.5%的速率流失。尽管有机改良（如秸秆还田）能短期提升SOC，但微生物的快速分解使其效果难以持续。更棘手的是，传统改良剂需年复一年大量施用，既增加成本又可能引发次生盐渍化。如何在盐碱环境中实现有机质的"长效保鲜"，成为生态修复领域的卡脖子难题。

山东省农业科学院团队在《Applied Soil Ecology》发表的研究给出了突破性答案。他们通过800天的马拉松式培养实验，首次揭示无机改良剂与糠醛渣联用可形成"双保险"机制：既像防腐剂般保护木质素类物质，又像调控开关般抑制微生物活动。这种协同效应使盐碱土中腐殖酸(HA)的芳香性提升27.6%，微生物残体碳减少15.58%，相当于为有机质装上了"防降解盾牌"。

关键技术方法
研究采用¹³C核磁共振(NMR)解析固体SOM分子结构，傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)刻画腐殖酸转化路径，磷脂脂肪酸(PLFA)分析微生物群落，结合氨基糖定量和碳降解酶活性检测。实验样本来自山东垦利县盐碱土，设置对照(CK)、糠醛渣(FR)、糠醛渣+矿物改良剂(FM)三组处理。

研究结果

1. OM含量与团聚体稳定性
   FM处理使颗粒有机碳(POC)和木质素酚类分别增加17.64%和20.28%，但矿物结合有机碳(MAOC)无显著变化，表明无机改良剂主要保护大分子有机物而非促进矿物吸附。

2. 固态SOM与HA组成
   ¹³C-NMR显示FM处理使HA芳香性提升28.15%，FT-ICR MS检测到新生木质素类化合物，证实矿物改良剂像"分子筛"般筛选性保护顽固性碳组分。

3. 微生物特性
   PLFA分析揭示FM组微生物生物量骤降40.08%，β-葡萄糖苷酶活性降低34.7%，表明无机改良剂通过"饿微生物"策略减缓碳周转。

结论与意义
该研究破解了盐碱土修复中"有机质存不住"的困局，提出无机-有机改良剂"黄金配比"(4:1)的新范式。其创新性体现在：①首次证实矿物改良剂可定向保护木质素类物质；②揭示微生物活性抑制与碳组分保护的耦合机制；③建立盐碱土碳库"长效管理"的技术路径。这项成果为全球1.5亿公顷盐碱地修复提供了可复制的中国方案，在碳中和大背景下更具生态价值——按该技术推广后可使盐碱土碳汇潜力提升20%以上。