中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所博士研究生袁遠(yuǎn)爽和趙文強(qiáng)副研究員在導(dǎo)師劉慶研究員和尹華軍究員的指導(dǎo)下,利用研究團(tuán)隊(duì)自制的根際模擬裝置,比較了葡萄糖、草酸和甘氨酸三種能量特性具有明顯差異的根系分泌物組分對(duì)亞高山人工林土壤碳循環(huán)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),三種分泌物組分通過(guò)誘導(dǎo)不同的微生物機(jī)制而驅(qū)動(dòng)差異化的土壤C發(fā)效應(yīng)。草酸通過(guò)促進(jìn)微生物與胞外酶活性,從而增強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)礦化過(guò)程而表現(xiàn)出正激發(fā)效應(yīng)(即降低土壤C含量)。相反地,甘氨酸添加則通過(guò)抑制了微生物與胞外酶活性而誘導(dǎo)了負(fù)的土壤C激發(fā)效應(yīng)(即增加土壤C積累)。葡萄糖添加雖然也導(dǎo)致土壤微生物活性增強(qiáng),但土壤C積累卻明顯增加,這可能與葡萄糖作為易同化碳和能源物質(zhì)直接被微生物偏好利用而較小影響土壤有機(jī)質(zhì)礦化過(guò)程有關(guān)。
該研究表明,不同根系分泌物組分對(duì)土壤碳循環(huán)的影響及其潛在的驅(qū)動(dòng)機(jī)理具有較明顯差異。因此,未來(lái)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模型構(gòu)建應(yīng)充分考慮特定根系分泌物組分對(duì)土壤C循環(huán)的差異化效應(yīng),以便更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)動(dòng)態(tài)。
研究結(jié)果近期發(fā)表在國(guó)際土壤類期刊《Plant and Soil》上。該研究獲得國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目,中科院拔尖青年人才項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
圖一 三種根系分泌物組分對(duì)土壤總碳含量的影響
圖二 三種根系分泌物組分對(duì)土壤C過(guò)程的處理效應(yīng)