研究揭示水稻土微生物量碳达旱地土壤两倍

水稻土壤和旱地土壤有何不同？中科院亚热带农业生态研究所首席研究员吴金水团队的一项科研成果发现，水稻土中的有机质可以支撑更多的微生物生物量，其微生物量碳含量是旱地土壤的两倍。相关成果发表在《农业、生态系统和环境》上。

热带和亚热带地区长期植稻过程中形成了特殊的人工湿地土壤，即水稻土。相比于旱地土，水稻土具有特殊的氧化还原过程，土壤中的有机质可以支撑更多的微生物生物量，但这一现象的内在机制还缺乏系统解释。

该研究团队从Web of Science数据库中，筛选了129篇文章中通过氯仿熏蒸提取或培养法测定的水稻土（大于1700个）和水旱轮作（大于1100个）土壤微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）含量数据，对其进行了荟萃分析，并与邻近旱地土壤（大于360个）进行比较。结果表明，水稻土MBC含量是旱地土壤的两倍。

该团队发现，与旱地土壤相比，水稻植物的根系碳和根沉积物输入量更高；氧气可利用率较低，因此微生物周转较慢；水稻土微生物碳同化效率高；稻田铁氧化物的作用有利于碳稳定，因此，稻田MBC含量高于旱地土壤。

进一步分析表明，水田和旱地土壤中MBC在土壤总有机碳中的比例分别为2.5%和2.1%，也就是说，同样含量的有机质，水稻土比旱地多养育0.4%的微生物。水稻土微生物的碳利用效率明显高于旱地，而对氮素的竞争要低于旱地。这些特性可能使得水稻土比旱地土壤有更高的氮素转化和作物利用。

研究显示，在氧气限制条件的淹水水稻土中，微生物活性降低和微生物周转缓慢导致水稻土中MBC的含量比旱地高近两倍，这对于水稻土微生物多样性和碳汇效应的维持具有重要意义。