GCB 综述 | 中国农大赵鑫、张海林团队：土壤有机碳稳定性机制及其对免耕的响应|有机碳_新浪财经

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科研进展

土壤有机碳（SOC）的稳定机制与全球碳循环密切相关，因此得到了广泛关注。免耕措施被广泛用于增加SOC固持，但固持的SOC是否能长期稳定的储存在土壤中还未可知。中国农业大学赵鑫、张海林教授团队从新鲜碳源输入后的激发效应，SOC本身分子结构，团聚体物理保护，矿物质化学保护，微生物特性和环境效应等方面综述了影响免耕下SOC稳定性的机制。

尽管免耕下SOC的分子结构较传统耕作土壤更稳定，但SOC的稳定性更依赖于物理和化学保护。与传统耕作相比，免耕措施增加大团聚体比例32.7%，并且免耕大团聚体的碳矿化量更低。此外，免耕下高微生物活性有利于产生粘结剂，促进团聚体聚合和金属氧化物形成。因此，免耕下微生物残体通过吸附于矿物质表面和团聚体包裹作用得到长期稳定的保存。总体上，免耕措施较传统耕作降低了SOC矿化18.8%，以及新鲜碳源投入后激发强度21.0%；但大团聚体有更高的温度敏感性（Q10），免耕促进大团聚体聚合而增加了Q10，研究同时发现免耕下增加的土壤水分可以抑制Q10的提高。

图1 土壤有机碳稳定过程中碳固存与排放(损失)示意图

本综述提高了基于过程的物理化学保护机制的理解，这些机制可以独立或交互地发挥作用，以增强SOC的保留。因此免耕系统下固存的SOC可能会长期的稳定下来。本研究从土壤有机碳稳定性的视角系统总结了免耕促进土壤固碳的途径与机制，对深入认识保护性农业的固碳减排作用，助力农业生产碳中和有重要意义。

图2 土壤有机碳稳定性和矿化的影响因素及其关系

图3 免耕条件下微生物活性和残留物对土壤有机碳稳定性的影响

图4 免耕条件下土壤有机碳矿化对温度和水分的响应

相关研究以“Mechanisms of soil organic carbon stability andits response to no-till: A global synthesis and perspective”为题发表在国际知名学术期刊Global Change Biology。

原文链接 ↓

https://doi.org/10.1111/gcb.15968

(环境生态网)

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