微生物底物利用策略调控土壤有机碳分解研究取得进展

土壤有机碳的积累与稳定对维持土壤功能及提升农田生态系统碳汇能力至关重要。土壤有机质由植物源组分与微生物源组分等构成，不同组分具有差异的化学结构与周转时间。微生物底物利用策略如何随碳可利用性变化并调控功能性组分的分解与稳定，是土壤碳循环研究的关键科学问题。

近日，中国科学院沈阳应用生态研究所团队基于东北黑土区12年长期保护性耕作定位试验，选取高、低肥力土壤开展微宇宙培养试验，结合生物标识组分、磷脂脂肪酸及胞外酶活性监测，解析了不同碳可利用性下微生物底物利用策略对有机碳组分分解的调控机制。

结果表明，植物源组分是土壤有机碳矿化的主要贡献者。在高肥力土壤中，微生物呈现“顺序分解”模式，优先利用易分解碳水化合物，体现“节能”代谢策略；而在低肥力土壤中，微生物采取“共代谢”策略，通过协同利用易分解与难分解底物维持生存。研究进一步证实，微生物群落演替是驱动上述分化模式的核心因素，放线菌在低肥力土壤的共代谢过程中发挥关键介导作用。

研究揭示了土壤有机碳稳定并非由组分化学顽固性决定，而是受微生物适应性底物利用策略调控。这为理解保护性耕作优化微生物群落结构、提升土壤有机碳稳定性提供了关键依据，对东北黑土及农田生态系统健康培育与可持续管理具有重要理论指导意义。

相关研究成果发表在Journal of Integrative Agriculture上。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院相关项目等的支持。

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