来源：厚土学社（2024年12月16日）
可溶性有机质（Dissolvable organic matter, DOM）是土壤有机质（SOM）中占比较小但活性较高的一部分，是驱动土壤生物地球化学过程的关键因子。然而，土壤 DOM 的复杂组成使得理解其化学多样性面临挑战，而这种化学多样性是生命出现和维持的重要物质基础。近年来，傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）技术为探索 DOM 的分子水平化学特性提供了新途径。水稻土经过长期水耕熟化发育而成，其DOM的化学多样性随着土壤条件（pH、Eh、Fe活性以及土壤-植物-微生物相互作用等）的变化而变化。碳利用效率受到与电子受体相关的特定热力学阈值的限制。目前，尚不清楚水稻土DOM的化学多样性和热力学稳定性对作物秸秆不同还田方式的响应。
我们通过FT-ICR-MS分析，研究了玉米秸秆以不同形式（秸秆CS、厩肥CM和生物质炭CB）还田4年后稻田土壤中DOM的分子组成。
图1表层土壤DOM的有机碳（DOC）含量（g kg-1），FT-ICR-MS分析鉴定的分子数量及化学多样性（a）；不同处理间DOM分子式的维恩分析（b）；表层土壤DOM中不同有机组分的平均相对丰度（c）；在CS（d）、CM（e）和CB（f）处理下表层土壤DOM中鉴定分子相较于CK的变化。
研究发现，与未施用秸秆的对照（CK）相比，CM处理增加了DOM的含量但降低了其分子多样性，而CS和CB处理则减少了DOM含量，但提高了其分子多样性（分别提高0.22和0.05）（图1a）。尽管不同处理之间约有60%的DOM分子化合物是共有的（图1b），但木质素类化合物是秸秆还田处理下新出现的分子中含量最多的组分（图1c-f），表明秸秆还田增加了土壤DOM中的耐降解化合物（H/C < 1.5）。
图2 表层土壤DOM中每类化合物NOSC的分布。黄色线表示NOSC = 0，指碳具有相等数量的质子和电子，不失去或获得电子以形成离子或化合物。红色线表示NOSC = -0.3，显示在标准状态下的热力学限制（Boye et al., 2017）。
此外，与CK相比，无论秸秆以哪种形式还田，均导致与有机碳能量状态相关的名义氧化态（Nominal oxidation state of carbon, NOSC）下降（图2）。相对而言，秸秆还田处理的土壤中，大部分消失的DOM分子为碳水化合物类和单宁类化合物（图1d-f），因为这些具有较高NOSC值的物质（图2）在微生物需求的能量供应方面要求较低。
因此，作物秸秆还田在短期内可能提高DOM的稳定性，从而减缓水稻土中的碳周转。FT-ICR-MS分析为DOM的化学多样性和热力学稳定性提供了潜在的机制性见解。
上述研究成果近日以Short Communication的形式发表于European Journal of Soil Science期刊上。南京农业大学潘根兴教授为通讯作者，陈硕桐博士为第一作者，夏鑫，冯潇和林清美也参与了该研究。研究得到国家自然科学基金的资助。
论文列表：
1.Chen, S., Xia, X., Feng, X., Lin, Q., & Pan, G. (2024). Short-term crop residue amendments altered the chemodiversity and thermodynamic stability of dissolvable organic matter in paddy soil. European Journal of Soil Science, 75(6), e70027.
https://doi.org/10.1111/ejss. 70027
2.Chen, S., Xia, X., Ding, Y., Feng, X., Lin, Q., Li, T., Bian, R., Li, L., Cheng, K., Zheng, J., Zhang, X., Xia, S., Wang, Y., Liu, X., Pan, G., 2024. Changes in aggregate-associated carbon pools and chemical composition of topsoil organic matter following crop residue amendment in forms of straw, manure and biochar in a paddy soil. Geoderma 448, 116967.
https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.116967
中国科学院院士朱永官带领一群“土壤高级玩家”，一同创作出了本部集科学性、趣味性和前瞻性于一体的科普著作——《鲜活的土壤》，以科研者的视角和深入浅出的笔触，向大众讲述了土壤的本质、功能、土壤污染问题以及由此带来的粮食安全问题等人们关心和感兴趣的话题。
书中不仅涵盖了土壤的形成、分类、功能等基础内容，还深入探讨了土壤与生态环境、人类健康、文明演变进程等方面的紧密联系。用丰富的科研数据与成果揭示了土壤作为农业生产之基、生态系统之本的不可替代作用，更强调了在当前全球环境变化与资源约束加剧的背景下，科学合理地利用土地资源，对于维护国家粮食安全、促进生态平衡、实现经济社会可持续发展乃至推动人与自然和谐共生的战略价值。
《土壤盐渍化的诊断、评估、减缓与适应技术指南》由联合国粮农组织 / 国际原子能机构粮食和农业核技术联合中心水土管理和作物营养科专家穆罕默德·扎曼、李恒所著。著者长期致力于改善土壤、水资源与肥料管理的生产实践，为促进国际社会农业积极适应气候变化做出了贡献。
该书回顾了全球土壤盐渍化的历史和治理成败经验，旨在制定盐度和钠化度的评估技术规程，完善盐渍化土壤的缓解和适应措施，创新和推进核技术和同位素技术等的应用，为可持续地利用盐碱地提供可行性方案。该书具有先进性、指导性和实用性，能够切实解决生物盐碱农业所遇到的实际问题。该书可为进行景观和农田土壤盐渍化评估和诊断，利用核技术和同位素技术制定边际土壤可持续利用战略的技术研究人员、一线管理人员提供参考和借鉴。
康绍忠院士序|《土壤盐渍化的诊断、评估、减缓与适应技术指南》出版发行
张佳宝院士序|《土壤盐渍化的诊断、评估、减缓与适应技术指南》出版发行
Rainer Horn 博士，德国基尔大学教授，世界著名土壤物理学家。现任中-欧土地和土壤合作专家组委员，曾任世界土壤联合会(IUSS)主席，IUSS土壤物理委员会、土壤技术委员会以及第三工作组主席、土壤耕作研究组织主席、德国土壤学会主席等土壤学术组织重要职位。Horn教授在不饱和土壤力学理论创新和应用、土壤物理多尺度过程、土壤力学与水力学、物理化学和生物学等多学科交叉研究等方面取得巨大成就，并成功应用于指导固废处理、地质工程安全以及电缆地下埋藏等社会经济多方面。发表100余篇期刊论文，数十部土壤学专著以及数百篇技术报告，荣获美国土壤学会、美国农学会会士，罗马尼亚、波兰、德国土壤学会以及国际土壤耕作研究组织等学术团体先后授予Horn教授荣誉会员称号。
该书由赵英博士和张斌博士组织，邀请了诸多从事土壤物理研究的中青年工作者共同翻译。他们花费很大精力把该教材引进国内，可使更多的科研人员系统了解土壤物理学，对推动我国土壤物理学的发展意义重大。
邵明安院士序|《土壤物理学精要——过程、功能、结构和力学导论》
《土壤物理学精要——过程、功能、结构和力学导论》出版—赵其国院士序
近期文章推荐
中国农村技术开发中心会同院士专家完成我国黑土地保护与利用科技创新战略研究报告
Geoderma|朱永官院士团队在城市土壤生态系统中线虫分布格局方面取得进展
【SBB论文】土壤激发效应的调控因素依赖于土壤深度：一个2000 km草地样带案例
Nature Communications刊发中科院地理资源所苏奋振、付东杰小组红树林研究成果
精选土壤好书，长按识别二维码了解
由于微信修改了推送规则，请大家将土壤家加为星标，或每次看完后点击页面下端的“在看”，这样可以第一时间收到推文！合作、转载、入群，请加13926117407微信号（或发邮件至149996384@qq.com）
