论文摘要
作物同化碳是“大气-植物-土壤”系统碳循环的重要组成部分。定量同化碳在土壤中的分配及转化,对于理解全球碳循环是必不可少的。因此,本研究选取亚热带区的4个典型水稻土进行密闭系统模拟水稻同位素标记(14C-CO2)生长的实验,通过探讨水稻光合同化碳的输入及其在不同碳库中的分配,揭示水稻生长期问输入到土壤的光合碳的矿化特性,剖析水稻光合碳的分配、转化及其向地下的输入规律。结果表明:(1)80天生长期内,水稻通过根际沉积作用输送到上壤中的有机碳约为114-318 mg kg-1,而不同土壤条件下,尽管不同土壤的光合生产能力不同(4.9-15.8 g/plot),但根际沉积效率却相似(4.09-5.62%)。(2)用碳同位素方法结合氯仿熏蒸的微生物量测定的经典方法,定量分析水稻光合同化碳对土壤微生物量的贡献,发现光合产物向土壤微生物量快速转移的现象,水稻种植80d后水稻光合碳对微生物量的贡献约占总微生物量的12%。该研究证明了土壤微生物活动与植物光合作用的紧密关系,为量化水稻土微生物量的动态变化提供了理论基础。(3)基本明确了水稻光合同化碳占水稻碳累积量、土壤有机碳、土壤可溶性有机碳和微生物碳的比例。揭示了水稻光合同化碳在地上与地下不同碳库的分配规律。该研究为全面理解水稻光合同化碳在“植物—土壤”系统不同碳库的循环转化提供了理论基础。(4)相关分析表明,输入土壤的水稻光合同化碳14C-SOC和14C-MBC呈显著正相关关系,这说明土壤微生物将直接影响根际沉积作用。(5)100d的室内培养试验表明,水稻光合同化碳的输入促进了稻田土壤原有有机质生物分解,培养100d后,有近16%的光合同化碳被矿化,他们对土壤中原有难分解碳的稳定性影响不大。
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