合作文章丨川农何淑勤、郑子成教授团队Water Research：长期施肥制度减轻了农业土壤渗滤液中溶解有机质的浸出并改变了其化学多样性
日期：
2026-04-14
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Longlong An, Shuqin He, Xin Song, Zicheng Zheng, T
期刊：Water Research（1区，12.4）
作者：Longlong An, Shuqin He, Xin Song, Zicheng Zheng, Tingxuan Li, Le Ha
单位：1. 四川农业大学资源学院；2. 四川农业大学林学院；3. 成都栢晖生物科技有限公司；4. 中国农业大学土地科学与技术学院，农业农村部华北耕地保育重点实验室
近日，四川农业大学资源学院何淑勤、郑子成教授团队在Water Research上发表了题为“Long-term fertilization regimes mitigate dissolved organic matter leaching and alter its chemodiversity in agricultural soil leachate”的研究论文（DOI: 10.1016/j.watres.2026.125762）。该研究基于长达10年的田间定位试验，结合土柱淋溶实验、光谱分析（EEM-PARAFAC）和超高分辨质谱（FT-ICR MS）技术，系统揭示了长期有机肥与秸秆配施（CFOS）对紫色土坡耕地土壤溶解性有机质（DOM）淋溶行为及化学多样性的调控机制。该研究为通过合理施肥实现“增碳减排”的农业可持续发展提供了坚实的理论依据性。
土壤溶解性有机质（DOM）是陆地碳库中最活跃的组分，其淋溶迁移不仅造成土壤碳损失，还可能引发水体污染。长期施肥，尤其是有机肥和秸秆还田，已被证实能显著提升土壤有机碳储量，但其对DOM淋溶的影响却存在争议——部分研究表明有机物料输入会加剧DOM损失，形成“增碳不减碳”的恶性循环。因此，寻找一种既能增加土壤碳库又能抑制DOM淋溶的施肥模式，成为农业可持续发展的迫切需求。西南紫色土区是我国重要的粮食生产基地，土壤贫瘠、降雨集中，DOM淋溶风险高。本研究依托长达10年的田间定位试验，旨在探究不同有机替代比例对土壤DOM淋溶行为及化学多样性的影响，揭示其内在机制，为区域农业绿色转型提供理论支撑。
长期定位试验表明，有机肥与秸秆配施（CFOS）在显著提升土壤有机碳（SOC）和可溶性有机碳（SDOC）含量的同时，使土壤腐殖质类组分（C1、C2）荧光强度增强、蛋白类组分（C3）占比下降，腐殖化指数（HIX）、SUVA254和SUVA260均显著升高，指示DOM芳香性和疏水性增强、结构更趋稳定。土柱淋溶实验进一步显示，CFOS处理下湿润锋运移最慢、入渗速率最低、淋溶液体积最小，虽因其较高的土壤DOC本底而淋溶液DOC浓度最高，但DOC总淋溶通量却为所有处理中最低，形成了“浓度升高、通量降低”的反常现象——这正是CFOS通过改良土壤物理结构（增加黏粒、降低容重与pH）实现“运输限制”的力证。分子层面（FT-ICR MS）分析揭示，木质素类化合物始终是DOM的最主要组分（57.41–63.21%），而CFOS处理显著提高了含氮化合物（CHON）的相对丰度（最高61.85%），降低了CHO类占比，且加权双键当量（DBEw）、芳香性指数（AImod,w）和碳名义氧化态（NOSCw）均处于较高水平，表明DOM不饱和度、芳香性和氧化程度提升，化学稳定性增强。施肥加剧了土壤剖面环境因子的垂直分异，淋溶液体积是影响DOM输出的最直接因子，而土壤DOM含量本身对淋溶通量的直接影响不显著，进一步证实了CFOS通过“运输限制”主导DOM减排的核心作用。
这项工作系统报道了长期有机肥与秸秆配施（CFOS）在减少紫色土坡耕地DOM淋溶损失方面的显著效果及其分子机制。研究从宏观水文过程到微观分子指纹，层层递进地揭示了CFOS通过优化土壤物理结构（增加黏粒、改善孔隙分布）实现“运输限制”减排，同时通过重塑DOM化学多样性（提高腐殖质和木质素类占比、增强芳香性和氧化度）提升DOM自身稳定性。该研究不仅挑战了“高碳输入必致高碳流失”的简单化认知，而且为设计“增碳减排”的环境友好型施肥策略提供了理论依据。未来可进一步探索不同气候区、不同土壤类型下的适用性。
原文信息：
An, L., He, S., Song, X., Zheng, Z., Li, T., Han, L. Long-term fertilization regimes mitigate dissolved organic matter leaching and alter its chemodiversity in agricultural soil leachate. Water Research, 2026, 297, 125762. DOI: 10.1016/j.watres.2026.125762
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135426004446
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原名：Precipitation alters the microbial necromass carbon contribution to soil organic carbon in a desert shrub ecosystem译名：降水改变了荒漠灌丛生态系统微生物残体碳对土壤有机碳的贡献期刊：Applied Soil EcologyIF：5.4 发表日期： 2026.1.22（网络首发2025年） 第一作者：徐红伟 四川农业大学林业学院，长江上游森林与生态恢复四川省重点实验室，四川峨眉山森林生态系统国家野外科学观测研究站 背景：在干旱和半干旱生态系统中，植被和土壤对降水变化高度敏感。降水变化通过改变土壤含水量，进而影响植物生长和土壤功能。增加降水（PP+）可提高土壤含水量，促进植物生物量增加、土壤酶活性提高、微生物多样性增加和碳固存增强；而减少降水（PP−）则导致土壤干旱，限制植物生长，降低生态系统生产力和微生物活性，从而导致土壤退化。土壤微生物残体碳是土壤有机碳（SOC）的关键来源，其对SOC的贡献在陆地生态系统中超过60%。微生物残体碳的积累主要受植物碳输入和微生物代谢活动的影响。降水变化通过影响植物生长、凋落物输入、土壤水分和养分有效性，进而调控微生物残体碳的积累过程。然而，在干旱和半干旱地区，降水变化如何影响微生物残体碳和SOC积累，以及微生物残体碳对SOC的贡献机制尚不清楚。此外，降水变化的幅度也是影响微生物残体碳和SOC积累的重要因素。过低的降水减少会限制植物和微生物生长，而过高的降水增加可能降低土壤孔隙度，抑制微生物活性和凋落物分解。因此，识别降水变化的强度阈值对于理解脆弱生态系统碳循环对全球降水变化的响应及实施生态恢复干预具有重要意义。 图1：降水变化对土壤微生物残体碳和土壤有机碳影响的概念框架科学问题：（1...
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在小说阅读器读本章去阅读在小说阅读器中沉浸阅读文献信息原名：Erosion-induced soil heterogeneity determines the fate of plant litter carbon via divergent microbial pathways译名：侵蚀造成的土壤异质性通过分异的微生物途径决定植物凋落物碳的去向期刊：Soil Biology and BiochemistryIF：10.3发表日期：2026年5月通讯作者：王祥第一作者：石佳第一单位：中国农业大学土地科学与技术学院背景土壤有机质是全球碳循环与农业可持续性的核心，其中矿物结合态有机质（MAOM）是土壤中最持久、储量最大的碳组分，主要源于微生物对植物凋落物的分解与转化。土壤侵蚀在景观尺度上形成非侵蚀、侵蚀和沉积等生物地球化学环境迥异的区域，改变了微生物群落与底物有效性，进而影响新鲜碳输入的土壤去向。在中国东北黑土区，长期侵蚀导致表土流失，免耕结合根茬覆盖被广泛采用。然而，新鲜凋落物添加可能引发正激发效应（加速原生SOM分解），抵消碳固持；反之，“续埋效应”可能促进固碳。激发效应的方向与强度取决于凋落物类型与土壤固有条件的相互作用，但目前沿侵蚀梯度这一作用如何调控凋落物碳的归宿尚不明确。因此，亟需明确不同侵蚀位置下凋落物类型对激发效应及MAOM形成效率的影响，为因地制宜的碳管理提供依据。科学问题（1）在不同侵蚀位置（未侵蚀的坡上、侵蚀的坡中和沉积区），秸秆与根茬输入如何通过不同的微生物机制调控激发效应的方向与强度？（2）在不同侵蚀位置（未侵蚀的坡上、侵蚀的坡中和沉积区），凋落物源碳向 MAOM 的稳定效率是否存在显著差异？材料与方法（1）试验地概况：试验地位于黑土区（吉林省伊通县），属暖温带半湿润大陆性季风气候，年均温5.5 °C、年均降水651.7 mm。（2...
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华南植物园鲁显楷研究员团队在《全球变化生物学》发表最新研究，通过长达20年的野外氮添加试验，发现长期高氮沉降不但未减少热带森林植物地下碳分配，反而驱动植物上调根系分泌物来活化土壤磷，为破解热带森林碳汇维持之谜提供关键机制。 近半个世纪多以来，全球氮沉降持续加剧扰乱了生态系统的氮磷平衡，尤其是在有效磷相对匮乏的热带亚热带地区。基于温带氮限制生态系统的大量经验研究，形成了经典认知：施氮会缓解植物对氮的竞争，从而减少光合产物向地下的分配，尤其降低根系分泌物的释放。然而，这一范式能否直接套用于“富氮”但磷匮乏的热带亚热带森林，长期缺乏实验证据，这成为预测高氮沉降背景下森林碳-磷反馈与生态系统稳定性的关键认知瓶颈。为了破解这一瓶颈，研究团队于2002年在广东鼎湖山国家级自然保护区原始林（季风常绿阔叶林）建立了长期连续氮添加实验样地（4种梯度：0，50，100和150 kg N ha⁻¹ year⁻¹），系统探讨了热带森林植物如何通过调节根系分泌物及其介导的土壤磷动态来适应长期高氮沉降。研究发现，面对长期氮沉降引发的土壤有效氮磷失衡，热带森林植物并未“吝啬”其碳资源，反而进化出了一种积极的适应机制：一是通过提高根系分泌物碳输入速率，激发微生物磷酸酶活性，加速有机磷矿化；二是增强有机酸释放，促进矿物结合态磷的溶解。其中，有机酸途径起主导作用，其驱动的磷释放约为磷酸酶途径的2倍。这些结果表明，持续高氮沉降下，热带森林植物可通过“支付”更多的光合碳产物，换取维持生长所必需的磷，建立起了“根系分泌物-土壤磷活化”的正反馈循环。该研究首次证实热带植物能通过上调根系分泌物释放来适应长期高氮沉降，修正了“氮沉降导致地下碳分配减少”的传统观点。这一发现不仅解释了热带“富氮”森林如何维持高生产力与稳定性，还表明生态系统在面对长期环境压力时可能拥有更复杂的主动适应策略，这对预...
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文献信息：原名：Mycorrhizal Type Defines Priming Effects in Organic and Mineral Forest Soils译名：菌根类型调控森林土壤有机层与矿质层的激发效应期刊：Global Change BiologyIF：12.0发表日期：2026年3月第一作者：柳雄辉 中南林业科技大学通讯作者：陈亮教授 中南林业科技大学 背景：森林土壤有机碳是陆地碳库的核心，其周转受微生物激发效应（新鲜碳输入改变原有SOC分解速率）的影响。丛枝菌根（AM）与外生菌根（ECM）树种会形成不同的土壤环境，显著影响碳库分布与稳定性。现有研究已证实菌根类型驱动土壤碳循环差异，但菌根类型如何在不同土壤深度上调控激发效应，目前尚不清楚。 研究目的：明确菌根类型（AM/ECM）如何调控森林土壤激发效应，以及这种调控是否存在土层深度依赖性。当前研究大多仅关注表层土壤，仍不清楚在有机层与矿质层中，菌根如何通过碳库稳定性、氮素有效性、微生物功能基因等途径差异调控激发效应，缺乏菌根类型与土层深度交互作用下土壤激发效应的机制解析。 实验设计：1、采样地点：中国湖南省长沙县大山冲森林公园（28°23′N，113°19′E）。该森林公园是中国东南部典型的亚热带天然林，年均降水量1416 mm，年均气温17.3℃，优势树种林龄约65 年，土壤类型为红色壤土。2、样地设置：根据菌根类型梯度设置27 个样地（ 10 m×10 m ），分为三组：外生菌根（ECM）样地、丛枝菌根（AM）样地、混合样地。其中ECM 树种包括：青冈、石栎、马尾松、白栎等；AM 树种包括：日本杜英、香樟、南酸枣、杉木等。3、土壤采样：在每个样地分别采集0-10 cm有机表土和10-30 cm矿质下层土。每个样地设置 5 个采样点：中心 1...
说明：
栢晖生物科技有限公司项目孵化中心成立于2015.06.01日，研发领域涉及生物试剂耗材、仪器、新产品开发及各生物科技服务类项目等。自成立以来，陆续吸引了大批专家教授加盟合作，并与全国数十家高校及知名企业建立了良好的合作关系。中心共有博士及以上学位骨干人员10人，专门负责公司新产品研发等工作，已成功研发出无线温度监控器及NO检测试剂盒等产品（详情见成功案例），另有细胞分选仪等三个项目正在积极孵化当中。
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