稻田和旱地土壤微生物生物量(碳、氮)含量及其环境驱动差异机制的研究进展

来源：亚热带农业生态研究所，2021年12月14日08:20

热带亚热带地区水稻长期种植过程中，形成了一种特殊的人工湿地土壤，即水稻土。与旱地土壤相比，水稻土具有特殊的氧化还原过程，土壤中的有机质能够支持更多的微生物生物量。然而，这一现象的内在机制仍然缺乏系统的解释。中国科学院亚热带农业生态研究所研究员吴金水从科学网数据库(

热带亚热带地区水稻长期种植过程中，形成了一种特殊的人工湿地土壤，即水稻土。与旱地土壤相比，水稻土具有特殊的氧化还原过程，土壤中的有机质能够支持更多的微生物生物量。然而，这一现象的内在机制仍然缺乏系统的解释。

中国科学院亚热带农业生态研究所研究员吴金水从Science Web数据库的129篇文章中选取了水稻土(1700)和水旱轮作(1100)的微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)数据，对它们进行了元分析，并与360个相邻旱地土壤进行了比较。结果表明，水稻土中MBC含量是旱地土壤的两倍。与旱地土壤相比，稻田MBC含量高的可能原因是：与旱地作物相比，水稻根系碳和根系沉积物的输入量较高；氧气利用率低，所以微生物周转慢；水稻土微生物碳同化效率高；稻田氧化铁的作用有利于碳的稳定。MBC在稻田轮作、稻田和旱地土壤中占土壤有机碳总量的比例分别为3.5%、2.5%和2.1%。与旱地(9.90.21)相比，水稻土中较高的微生物生物量碳氮比(12.40.11)反映了与缺氧条件下较慢的碳损失相关的大量氮损失(通过硝酸盐淋溶和反硝化)。虽然种植水稻的热带和亚热带地区温度较高，灌溉条件较好，但水稻土中微生物生物量的周转比旱地土壤慢1.1-1.6倍。逐步回归和冗余分析表明，相似的土壤因子(如全氮和有机碳)影响水稻土和水旱轮作土壤中的微生物生物量，而pH和有机碳含量主要影响旱地土壤中的微生物生物量(见图)。稻田轮作土壤具有交替的好氧-缺氧循环，可吸收有机化合物并与铁(羟基)氧化物共沉淀，这是有机碳稳定的另一机制。因此，在限氧条件下的淹水水稻土中，微生物活性的降低和微生物周转缓慢导致水稻土中微生物生物量的含量几乎是旱地的两倍，这对保持水稻土微生物多样性和碳汇效应具有重要意义。

相关研究成果发表在《农业、生态系统与环境》杂志上，标题为《稻田土壤中微生物生物量含量远高于上行土壤：起源、机制和驱动因素综述》。该研究得到了国家自然科学基金和湖南省自然科学基金的资助。(100yiyao.com)

版权声明

本网站标注“来源：百医网”或“来源：bioon”的文字、图片、音视频资料均属于百医网网站版权所有。未经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，否则将承担责任。获得书面授权转载时，必须注明“来源：百医网”。其他来源的文章均为转载。本网站所有转载都是为了传递更多信息。转载不代表本网站的立场。不想被转载的媒体或个人可以联系我们，我们会立即删除。

87%的用户在随时阅读、评论、分享百医网APP。请扫描二维码下载-