磷添加对滨海盐渍土有机碳激发效应的调控机制及其碳汇意义

本研究针对滨海盐渍土有机碳（SOC）稳定性差、磷（P）有效性低的特性，通过13C标记玉米秸秆添加实验，揭示了P添加通过提升微生物碳利用效率（CUE）和激发效应（PE）的双重路径调控碳周转的机制。研究发现，P添加使秸秆CUE提升31.7%–38.7%，但加速了土壤原生有机质矿化，导致净碳预算降低34.8%。该成果为盐渍土碳汇管理提供了理论依据，挑战了传统CUE-SOC线性关联认知，发表于《Soil Biology and Biochemistry》。

　　

滨海盐渍土作为全球重要的边际土壤资源，其有机碳库的稳定性对气候变化和粮食安全具有双重意义。然而，这类土壤普遍存在有机碳含量低、磷有效性不足的瓶颈问题，导致传统秸秆还田等碳增汇措施效果不稳定。更关键的是，微生物对磷的响应如何通过碳利用效率（CUE）和激发效应（PE）两条路径影响碳周转，至今缺乏机制性解析。这一知识空白严重制约了盐渍土碳汇功能的精准调控。

山东省农业科学院的研究团队通过为期120天的室内培养实验，利用¹³C标记玉米秸秆结合梯度磷添加（0、20、40 mg P kg^-1），系统监测了CO₂排放动态，并整合微生物代谢商（qCO₂）、碳降解酶活性及功能基因定量等技术手段，揭示了磷有效性对盐渍土碳周转的调控规律。

CO₂生产
实验显示秸秆添加使120天累计CO₂排放量增加1.31倍，而磷添加在无秸秆土壤中抑制CO₂排放（降幅14.8%–20.7%），在秸秆处理中却促进排放。同位素示踪证实磷添加使秸秆衍生CO₂占比提升至64.2%–68.3%，表明微生物对新鲜碳源的利用效率增强。

总碳释放的磷调控
磷添加通过双重机制影响碳释放：在无外源碳输入时，磷缓解微生物代谢压力，使qCO₂降低42.3%，CUE提升；而在秸秆存在下，磷刺激β-葡萄糖苷酶活性并改变碳降解基因比例（R/L比），使PE强度增加5.3倍。这种"新鲜碳同化加速-原生碳损失加剧"的耦合效应，最终导致净碳预算下降34.8%。

结论与意义
该研究首次阐明磷添加通过"微生物效率-酶活性-基因调控"三级网络影响盐渍土碳周转的机制。发现即使CUE提升也可能因PE增强导致净碳损失，这对传统"高CUE必然促进碳汇"的认知提出挑战。特别指出盐渍土因缺乏铁铝氧化物等碳稳定机制，其碳循环规律显著区别于其他土壤类型。研究成果为滨海盐渍土区秸秆-磷肥协同管理提供了理论依据，对全球边际土壤碳汇功能评估具有重要启示。