提高干旱地区的土壤碳含量：秸秆改良系统中溶解有机物的关键作用

秸秆还田促进土壤有机碳积累，通过实验室分馏得到亲水（Hi-DOM）和疏水（Ho-DOM）溶解有机物，发现Ho-DOM在干旱区长期还田土壤中显著提升SOC含量（119-150%），其增强木质素酚（尤其是香草酚单元）积累和真菌残体C形成的能力优于Hi-DOM，且疏水性更强，烷基C/O-烷基C比例更优，从而更有效促进SOC稳定性。

　　

摘要

将秸秆重新引入农业生态系统可以促进土壤有机碳（SOC）的循环、生产和固存。为阐明秸秆来源的溶解有机物质（DOM）调节SOC固存和稳定性的机制，研究人员从棉花茎秆中分离出了亲水性（Hi-DOM）和疏水性（Ho-DOM）组分，并分别将其施用于连续施用秸秆5年（Straw-5y）和15年（Straw-15y）的沙壤土中。与对照组和Hi-DOM处理相比，Ho-DOM使两种土壤中的SOC含量增加了119–150%。在Straw-15y处理中，Hi-DOM降低了总木质素酚类的比例，尤其是丁香基单元；而Ho-DOM在两种土壤中都表现出更强的积累总木质素酚类的能力，尤其是香草基单元。这表明秸秆来源的DOM特性以及土壤的物理化学性质是调节植物来源碳在土壤中保存的重要因素。此外，Ho-DOM比Hi-DOM更有效地促进了真菌残体碳的积累，表明Ho-DOM更有利于真菌残体的形成和保留。Ho-DOM在增强难降解SOC组分（包括烷基碳和芳香族碳）方面的作用超过了Hi-DOM，这归因于其更高的烷基碳/烷基碳比例和更强的疏水性。总体而言，在中国西北部干旱地区的沙壤土中，长期施用秸秆的情况下，秸秆来源的DOM增强了植物和微生物来源的碳库，促进了秸秆来源DOM向微生物残体的转化。Hi-DOM通过增加木质素积累和真菌残体的形成，在促进SOC固存和稳定性方面不如Ho-DOM有效。