秸秆还田结合深松耕作促进土壤有机碳积累并增强作物生长的协同效应

针对东北黑土区土壤结构退化与碳汇功能下降问题，Weijun Zhang团队通过对比常规耕作(ConT)、深松(SubT)及深松结合秸秆还田(SubTS)三种处理，发现SubTS可显著提升全土层颗粒态(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)含量（亚土层分别增加18.8%和13.2%），并促进土壤微生物生物量增长76.7%，为黑土保护与可持续农业提供重要实践依据。

　　

东北黑土区被誉为"中华粮仓"，但长期高强度耕作导致土壤结构破坏、有机质流失等问题日益严峻。土壤有机碳(SOC)作为土壤健康的核心指标，其积累机制与耕作方式的关联亟待阐明。深松耕作(SubT)虽能改善土壤物理结构，但对不同土层SOC组分的影响尚不明确；而秸秆还田作为外源碳输入手段，与深松的协同效应更缺乏系统研究。

沈阳农业大学Weijun Zhang团队在《Geoderma Regional》发表的研究，通过为期一年的田间试验，对比分析了常规耕作(ConT)、单独深松(SubT)和深松结合秸秆还田(SubTS)对黑土SOC动态及作物生长的影响。研究采用分层采样策略（0-20 cm表土和20-35 cm亚土），结合物理-化学联合分馏法测定POC和MAOC含量，并运用磷脂脂肪酸(PLFA)技术解析微生物群落。

SOC组分动态变化

SubTS处理在30-150天内显著提升全土层POC和MAOC含量，其中亚土层增幅达18.8%和13.2%，而SubT仅对表土SOC积累有效。微生物生物量在SubTS亚土层增加76.7%，揭示秸秆输入通过激发微生物活性促进碳封存。

土壤-植物系统联动

SubTS处理的作物收获指数较ConT提高12.4%，氮磷吸收效率同步提升。结构方程模型显示，亚土层SOC库与土壤团聚体稳定性、微生物活性的关联强度(r=0.73)显著高于表土，证实深层土壤改良对系统生产力的关键作用。

技术方法亮点

研究依托国家土壤肥料高效利用工程技术研究中心平台，采用¹³C稳定同位素示踪技术追踪秸秆碳去向，结合微孔板酶谱法测定β-葡萄糖苷酶等碳循环相关酶活性。田间试验设计包含3种处理×4次重复的随机区组，作物生育期分5次采样监测动态。

该研究首次阐明深松与秸秆还田的协同增效机制：秸秆输入为微生物提供能源，深松创造的垂直孔隙系统促进碳向亚土层的物理保护，形成"输入-转化-固定"的良性循环。这一发现为东北黑土区"藏碳于土"提供了可操作性方案，其揭示的亚土层碳汇潜力对全球变化背景下的农田固碳研究具有启示意义。作者建议将SubTS作为区域推荐农艺措施，但指出长期监测对评估碳饱和阈值的必要性。