长期有机-无机配施促进水稻土颗粒态和矿物结合态有机质中微生物残体碳的积累

针对酸性水稻土中微生物残体碳(MNC)积累机制不清的问题，研究人员通过12年田间试验，探究不同施肥处理对表层(0-15 cm)和亚表层(15-30 cm)土壤中矿物结合态有机质(MAOM)和颗粒态有机质(POM)内MNC的影响。发现有机-无机配施(NPKM/NPKS)较单施化肥(NPK)显著提升SOC含量28.1%/20.6%，其中真菌残体是MNC主要来源，且表层土壤MNC受矿物保护(Fep +Alp )，亚表层则受养分调控。该研究为稻田碳汇管理提供了理论依据。

　　

在应对全球气候变化的背景下，土壤作为陆地生态系统中最大的碳库，其固碳潜力备受关注。水稻土占全球耕地的9%，因其独特的淹水环境，在碳循环中扮演着特殊角色。然而，酸性低产的水稻土（如中国南方广泛分布的黄泥田）普遍存在有机质匮乏的问题。微生物通过生命活动将不稳定碳转化为稳定的微生物残体碳(Microbial necromass carbon, MNC)，这种转化被认为是土壤有机碳(SOC)长期保存的关键途径。但长期以来，人们对不同施肥模式下MNC如何在矿物结合态有机质(Mineral-associated organic matter, MAOM)和颗粒态有机质(Particulate organic matter, POM)中分布，以及驱动这种分布的深层机制知之甚少。

浙江省农业科学院的研究团队在《Soil and Tillage Research》发表的研究，通过12年田间定位试验，系统揭示了有机-无机配施对水稻土不同层次MNC积累的调控机制。研究采用分层取样(0-15 cm和15-30 cm)、物理分组(MAOM/POM分离)和生物标志物分析(氨基糖测定)等技术，结合冗余分析(RDA)和偏最小二乘路径模型(PLS-PM)等统计方法，解析了四种施肥处理（不施肥对照、单施化肥NPK、NPK+牛粪NPKM、NPK+秸秆NPKS）对MNC分布的影响。

长期有机-无机施肥增强POM组分碳汇能力
研究发现，虽然MAOM-C对SOC的贡献大于POM-C，但POM-C对有机肥的响应更敏感。NPKM和NPKS处理使表层土壤POM-C含量较NPK单独处理显著增加85.3%和76.2%，这与有机输入直接增加颗粒态碳库有关。

微生物残体碳的垂直分异规律
在表层土壤，NPKM处理的整体MNC含量比NPK高26%，而亚表层土壤中NPKS处理的MNC含量较NPK高10.7%。值得注意的是，真菌残体在整体土壤及其MAOM/POM组分中都是MNC的主要来源，占比达54-63%。

矿物保护与养分调控的双重机制
PLS-PM模型揭示，表层土壤MNC积累主要受矿物保护机制驱动，尤其是与无定形铁铝氧化物(Fe_p
+Al_p
)的络合作用；而亚表层MNC则更多受土壤养分有效性调控。NPKM/NPKS处理使POM中的细菌残体碳、真菌残体碳和总MNC增幅(45-83%)显著高于MAOM组分(8-36%)。

这项研究首次系统阐明了水稻土中MNC的垂直分布特征及其驱动机制。有机-无机配施通过双重途径促进碳封存：在表层通过矿物-有机复合体增强稳定性，在亚表层通过改善养分状况维持微生物活性。特别值得注意的是，真菌残体在MNC中的主导地位提示我们在评估土壤碳汇时应更加关注真菌群落的功能特征。研究结果为酸性低产水稻土的改良和碳汇型农业实践提供了重要理论支撑，对实现"双碳"目标具有现实意义。