新闻公告由中科院亚热带农业生态研究所吴金水研究员领衔的农业生态过程方向研究团队近日在水稻光合碳在不同有机质水稻土中转化的差异机制方面取得了新进展。
光合碳是“大气–植物–土壤”系统碳循环的重要组成部分，也是土壤有机碳的重要来源。光合碳对“大气–植物–土壤”系统中碳的分配与转化深刻影响着土壤碳及全球碳循环过程。然而，水稻光合碳在不同有机质水稻土中的周转和转化，以及对土壤有机碳的贡献还鲜见报道。
基于此，该团队通过对生长在高、低有机质水稻土上的水稻进行13C-CO2脉冲标记，结果表明，进入低有机质土壤的光合碳（通过根际沉积作用），大部分以呼吸形式消耗掉（60%的光合碳在一个月内以呼吸形式释放），表现出了较高的微生物碳周转率。而进入高有机质土壤的光合碳则具有较低的微生物碳周转率，对土壤有机碳库贡献较高（12%），从而揭示了水稻光合碳在不同有机质水稻土壤转化和周转的差异机制，水稻光合碳传输存在一定的“马太效应”，这种效应的强弱与土壤有机质、土壤养分、土壤质地及其微生物功能等有关（图1 ）。此研究结果为深入解析水稻土碳循环及土壤微生物在碳周转转化中的作用机制提供了重要的理论基础。
该研究成果近期以题为Belowground carbon allocation and dynamics under rice cultivation depends on soil organic matter content发表在Plant and soil上。该研究得到了中国科学院亚热带农业生态研究所公共技术服务中心的大力支持，该研究主要由国家自然科学基金委、英国皇家学会牛顿高级学者基金等项目的资助。
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图1 水稻光合碳在不同有机质水稻土中周转和转化机制