近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所肥料及施肥技术创新团队发现绿肥-稻草联合利用通过调节胞外酶化学计量扩充土壤碳库，相关成果以“Rice straw returning under winter green manuring enhances soil carbon pool via stoichiometric regulation of extracellular enzymes”为题发表在国际期刊《Soil & Tillage Research》。
紫云英-稻草联合利用是水稻生产中兼顾水稻稳产和提升土壤固碳潜力的双赢措施，但该措施下的土壤固碳效应缺少量化、作用机制尚不明晰。环境和生物因素影响秸秆腐解过程，决定植物源和微生物源碳的去留，从而影响土壤有机碳的积累和稳定性。联合应用对混合物质量（碳氮比）的改善直接影响着微生物群落及其胞外酶的生产，是土壤碳库形成的潜在驱动因素。因此，将底物分解、胞外酶计量与土壤碳库联系起来，有助于阐明植物源-微生物-土壤间的有机碳周转过程，从而明确秸秆源碳转化为土壤碳的路径机制。
本研究基于湖南省长沙市田间定位试验，于2021年4月至2023年4月开展为期2年的腐解试验。试验处理包括：冬闲（CF）、紫云英单独利用（GM）、稻草单独利用（S）和紫云英与稻草联合利用（GMS），其中联合利用下的紫云英和稻草分别记为C-GM和C-S。通过研究土壤碳库组成、紫云英和稻草分解及养分释放规律、胞外酶化学计量动态变化，阐明紫云英-稻草联合利用下的土壤碳库形成路径机制。
紫云英-稻草联合利用通过改善混合物的养分化学计量调控胞外酶的生产。联合利用下，微生物代谢碳相对限制增强，磷相对限制减弱，从而促进了残留物的分解。紫云英和稻草混合物释放的碳在增加土壤易氧化有机碳含量的同时，促进了氨基糖在土壤碳库的积累，从而提高了土壤有机碳储量。本研究强调，将绿肥植入水稻种植系统是促进稻草资源化利用、提高土壤固碳能力的有效措施。
南京农业大学资源与环境科学学院博士生李顺为本文第一作者，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所曹卫东研究员和南京农业大学高嵩涓副教授为通讯作者。
研究得到北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室、“十四五”国家重点研发计划项目（2021YFD1700200）、国家绿肥产业技术体系（CARS-22）、国家自然科学基金（32202609，32072678）资助。
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.