西亚试剂:亚热带生态所揭示农田土壤可溶性有机碳周转机制

发布时间：2026-01-26

可溶性有机碳（Dissolved organic carbon，简称DOC）是土壤有机碳形成和矿化的重要中间形态，它将土壤中的矿物质、有机质与生物成分联系在一起，对调节温室气体的排放、土壤养分流失、有机质分解和转化过程有着重要作用。我国南方同一微地貌单元内水田土壤有机碳含量普遍高于旱地土壤，但DOC含量却以旱地高于水田。探究这一现象的原因，对揭示水田和旱地土壤碳循环的差异与机理有重要意义。
中国科学院亚热带农业生态研究所苏以荣研究员项目组近年来针对亚热带典型农田土壤DOC的周转展开了研究。研究人员采用14C同位素标记示踪技术结合室内模拟培养试验，研究了不同水分条件下水田和旱地土壤DOC的去向，结果表明：被矿化为CO2 和被土壤吸附是农田土壤DOC 的两个主要去向，合计占土壤总DOC 的85.1%～93.8%，并且这两个去向在水田和旱地土壤之间差异显著。在所有水分条件下，1）水田土壤DOC的矿化率是旱地土壤的1.2～2.1倍，2）土壤中自由态DOC以旱地大于水田，3）同一土壤中，自由态DOC在不同水分条件下无显著差异。这说明，水分控制着不同农田土壤中DOC的去向，但水分并不是决定水田土壤DOC小于旱地土壤的最根本因素。进一步研究发现，水田土壤DOC的 E280 值（指示DOC 的芳香化程度和结构复杂性）显著小于旱地土壤，并且同一水分条件下，水田土壤中易分解态DOC是旱地土壤的1.8～2.2 倍，且与DOC 矿化率呈显著正相关。这些研究结果表明，DOC 本身组成与结构的差异可能是造成水田和旱地土壤DOC 含量差异的最根本原因，但其深层次机理尚不清楚，有待下一步探究。
相关结果以Fate of 14C-labeled dissolved organic matter in paddy and upland soils in responding to moisture 为题发表在Science of the Total Environment 期刊上。该研究得到中科院先导科技专项（XDA05070403）、国家科技支撑计划（2012BAD05B03-6）、国家自然科学基金（40671104）和中科院外籍特聘研究员（Yakov Kuzyakov）项目 (2013T1S0009)的资助。
 

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