水稻和旱地土壤碳氮积累环境因素获揭示

  水稻土有机质的稳定性对于解决粮食安全、减缓气候变化和实现土地资源的可持续利用至关重要，有研究表明，水稻土有机碳和全氮的含量远高于相邻旱地土壤，但对这一现象的内在机制目前还没有系统的解释。近日，中国科学院亚热带农业生态研究所（以下简称亚热带生态所）的一项研究填补了这一领域的空缺，相关成果在线发表于《国际土壤科学杂志》。 研究人员对578个点位的水稻土的有机碳和全氮含量及其储量进行了全球整合分析，并与邻近旱地土壤进行了比较，就土壤和环境因素对两者的碳、氮储量的影响进行了定量分析，揭示了碳、氮固存的具体机制及过程。 结果显示，旱地和水稻土0至35厘米土层的平均碳储量分别为31吨/公顷和47吨/公顷，氮储量分别为2.2吨/公顷和3.2吨/公顷。在土壤和环境因素的影响方面，研究发现气候因子（如年均温和年均降雨）主要影响旱地土壤碳、氮储量，而土壤理化性质（如pH值）主要影响水稻土碳、氮储量。在寒冷湿润条件下水稻土和旱地土壤碳、氮储量最大，但水稻土管理措施可以削弱气候对土壤有机质稳定的影响。 亚热带生态所研究员葛体达告诉《中国科学报》，尽管进行了长期频繁的人为管理，水耕人为土储存的有机碳和氮仍远高于相邻的旱地，其原因在于厌氧条件下，土壤中有机物的分解速度缓慢且能源效率降低，同时水稻土中有更大的秸秆输入量以及根际沉积量，它们可以作为胶结剂，影响土壤有机质的累积与转化。“因此，控制土壤有机质稳定的因素，如氧化铁、粘土矿物、酚类化合物的沉淀和微团聚体的长期保护显得尤为重要。”葛体达表示。 相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115121

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