稻田土壤为我国土壤碳固定提供了约40%的土壤固碳潜力，因此其在缓解全球变暖、实现碳中和方面具有重要作用。对土壤固碳过程的评估一般涉及碳库变化、团聚体形成、腐殖质形成等过程，但很少研究探讨团聚体之间和内部的碳流动与碳通量。同时由于稻田水、碳管理模式正在发生变化，增加了土壤碳稳定途径和方向的复杂性和不确定性。为追踪不同水碳管理模式下稻田土壤中的碳稳定途径，近日，河海大学徐俊增教授团队利用13C自然丰度法，分析了不同灌溉和秸秆还田处理稻田土壤团聚体及有机质（SOM）密度组分中的碳含量和碳同位素组成，通过碳同位素自然丰度指标的建立，运用数据的标准化处理和客观赋权法，实现土壤各项碳同位素自然丰度值的计算，从而免去了标记的不确定性和操作的复杂性。
基于δ13C自然丰度的团聚体和有机质馏分中的碳流动揭示了以下一般顺序：游离轻组分 → 闭蓄态轻组分 → 重组分 → 矿物质组分，这种趋势与在旱地土壤中观察到的趋势相近。与淹水灌溉相比，节水灌溉增加了土壤有机质馏分间的碳转化几率，但降低了团聚体间的碳转化几率。此外，秸秆还田可以降低土壤团聚体及其密度组分间的碳转化可能性，这对维持稻田土壤碳稳定性起着重要作用。
相关研究成果近日以“Carbon pathways in aggregates and density fractions in Mollisols under water and straw management: Evidence from 13C natural abundance”为题发表在国际土壤学领域的著名学术期刊Soil Biology and Biochemistry上。研究工作得到了江苏省自然科学基金、浙江省科技计划项目和国家自然科学基金等项目的支持。
节水灌溉稻田土壤团聚体及有机质密度组分间的碳稳定途径
节水灌溉稻田土壤碳来源、形成、转化和稳定等关键过程
近年来，徐俊增教授团队在不同水碳管理模式下稻田土壤有机碳来源、形成、转化和稳定等关键过程及其微生物驱动机制做了一系列的探索，为绘制更为具体的土壤碳转化谱图提供更为详实的信息，有助于挖掘土壤碳汇潜力，减缓温室效应，助力碳中和目标。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108684