学院李冰教授团队在作物根际与秸秆碎屑际微生物热区研究方面取得重要进展

作者：学院 审核：张宏霞

近日，学院李冰教授领衔的“土壤健康与绿色发展团队”在土壤学领域顶级期刊《Soil Biology and Biochemistry》(SBB，一区TOP，IF: 10.3)上发表了题为“Microbial lifestyles driven by C: N stoichiometric imbalance govern responses of carbon metabolism to nitrogen addition”（碳氮化学计量失衡驱动的微生物生活方式，主导了碳代谢对氮添加的响应）的研究论文。研究揭示了秸秆还田配施氮肥条件下微生物驱动的农田土壤碳循环的微尺度机制，这是我校农业资源与环境学科具有自主知识产权的首篇SBB期刊论文。

在秸秆还田条件下，农田土壤中形成了大量由植物根系（根际）和秸秆碎屑（碎屑际）输入产生的微生物热区，这些热区在生物地球化学循环中发挥着关键作用。然而，氮添加如何调节这些热区中的微生物代谢并影响土壤有机碳（SOC）积累尚不清楚。本研究基于 8 年的秸秆还田条件下多水平氮添加田间试验和底物无关的¹⁸O-H₂O 标记方法，探究了氮添加对微生物代谢活动和碳利用效率（CUE）的影响。研究结果显示，与本底土壤相比，氮添加下植物碳输入诱导的高碳有效性显著增强了热区微生物 CUE 和 SOC 积累，其中根际分别增加了 20.7%和 9.1%，碎屑际增加了25.5%和 18.9%。尽管氮添加并未显著影响 CUE，但氮有效性的提升通过调节碳氮化学计量比驱动了微生物群落生活方式的转变。这种转变进一步调控了热区内的微生物代谢平衡，最终影响了CUE及其与土壤SOC积累之间的关系。上述研究结果为理解和预测农田土壤碳循环提供了新视角，也为优化农田氮肥施用策略、提升农田土壤固碳潜力提供了科学依据。

图1. 作物根际、秸秆碎屑际微生物碳代谢与优势细菌/真菌类群间的关系

该成果以四川农业大学为第一完成单位，学院2022级土壤学博士研究生康博为论文第一作者，学院李冰教授和四川省农业科学院农业资源与环境研究所陈尚洪研究员为论文共同通讯作者。该研究得到国家重点研发项目 (2022YFD1901405) 和国家自然科学基金 (42377333) 等项目的联合资助，四川省农业科学院农业资源与环境研究所为本研究提供试验条件支持。

论文链接: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2026.110162