近日，中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所肥料及施肥技術創(chuàng)新團隊發(fā)現(xiàn)綠肥-稻草聯(lián)合利用通過調節(jié)胞外酶化學計量擴充土壤碳庫，相關成果以“Rice straw returning under winter green manuring enhances soil carbon pool via stoichiometric regulation of extracellular enzymes”為題發(fā)表在國際期刊《Soil & Tillage Research》。

 

　　紫云英-稻草聯(lián)合利用是水稻生產中兼顧水稻穩(wěn)產和提升土壤固碳潛力的雙贏措施，但該措施下的土壤固碳效應缺少量化、作用機制尚不明晰。環(huán)境和生物因素影響秸稈腐解過程，決定植物源和微生物源碳的去留，從而影響土壤有機碳的積累和穩(wěn)定性。聯(lián)合應用對混合物質量（碳氮比）的改善直接影響著微生物群落及其胞外酶的生產，是土壤碳庫形成的潛在驅動因素。因此，將底物分解、胞外酶計量與土壤碳庫聯(lián)系起來，有助于闡明植物源-微生物-土壤間的有機碳周轉過程，從而明確秸稈源碳轉化為土壤碳的路徑機制。

 

　　本研究基于湖南省長沙市田間定位試驗，于2021年4月至2023年4月開展為期2年的腐解試驗。試驗處理包括：冬閑（CF）、紫云英單獨利用（GM）、稻草單獨利用（S）和紫云英與稻草聯(lián)合利用（GMS），其中聯(lián)合利用下的紫云英和稻草分別記為C-GM和C-S。通過研究土壤碳庫組成、紫云英和稻草分解及養(yǎng)分釋放規(guī)律、胞外酶化學計量動態(tài)變化，闡明紫云英-稻草聯(lián)合利用下的土壤碳庫形成路徑機制。

 

　　紫云英-稻草聯(lián)合利用通過改善混合物的養(yǎng)分化學計量調控胞外酶的生產。聯(lián)合利用下，微生物代謝碳相對限制增強，磷相對限制減弱，從而促進了殘留物的分解。紫云英和稻草混合物釋放的碳在增加土壤易氧化有機碳含量的同時，促進了氨基糖在土壤碳庫的積累，從而提高了土壤有機碳儲量。本研究強調，將綠肥植入水稻種植系統(tǒng)是促進稻草資源化利用、提高土壤固碳能力的有效措施。

 

　　南京農業(yè)大學資源與環(huán)境科學學院博士生李順為本文第一作者，中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所曹衛(wèi)東研究員和南京農業(yè)大學高嵩涓副教授為通訊作者。

 

　　研究得到北方干旱半干旱耕地高效利用全國重點實驗室、“十四五”國家重點研發(fā)計劃項目（2021YFD1700200）、國家綠肥產業(yè)技術體系（CARS-22）、國家自然科學基金（32202609，32072678）資助。

 

　　引文方式：Shun Li, Guodong Zhou, Guopeng Zhou, Jun Nie, Jianglin Zhang, Songjuan Gao, Weidong Cao. Rice straw returning under winter green manuring enhances soil carbon pool via stoichiometric regulation of extracellular enzymes. Soil & Tillage Research, 2025, 252, 106617.

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.still.2025.106617