来源：保护性农业研究（2024年12月17日）
题 目：Highway to health: Microbial pathways of soil organic carbon accrual in conservation farming systems
译 名：健康之路：保护性农业系统中土壤有机碳积累的微生物途径
期 刊：Geoderma
发表时间：2024.11.22
第一作者：Sabine Huber
通讯作者：Christoph Rosinger
第一单位：奥地利维也纳自然资源与生命科学大学（BOKU）
导读
在最近的政策框架内，与减缓和适应气候变化相关的耕地压力越来越大，这引起了人们对可持续农业管理实践对土壤有机碳（SOC）储存影响的广泛兴趣。当前的框架指出，土壤微生物及其功能是SOC累积的关键驱动因素。本研究对SOC形成途径（物理化学和微生物）的变化以及比较三种土壤利用系统的潜在驱动因素进行了全面的农场评估：保护和传统农业系统以及没有农业土地利用的永久植被相邻参考土壤（即田间边缘）。
与传统农业系统相比，保护性农业系统土壤中的可提取有机碳（+22%）、微生物生物量碳（+29%）和残体碳储量（+11%）大幅增加。所有三种土壤利用系统之间的差异在表层土壤（0-5 cm）中非常明显，而在更深的土壤层中则下降。结构方程模型揭示了土壤有机碳储存途径对土壤利用系统的不同影响，其中微生物介导的（“体内”）周转和直接吸附是最主要的途径。此外，作物轮作和耕作强度的多样性被确定为影响保护性农业管理中可提取有机碳和脱碳酶活性的最重要因素。农场方法表明，增加生物可利用的碳输入和减少土壤扰动是耕地土壤中微生物控制SOC累积的关键驱动因素，并且具有扩展植物覆盖率和增加作物多样性的保护性农业系统可以显著促进土壤健康的恢复。
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Fig. 1. (a) Extractable organic C (EOC), (b) microbial biomass C (MB-C), (c) potential activity of C-liberating enzymes, and (d) microbial necromass-C of conventional farming, conservation farming and reference soil systems at 0–5, 5–20 and 20–35 cm soil depth (n = 21). C-liberation comprises the sum activity of ß-glucosidase, ß-xylosidase and cellobiohydrolase. Microbial necromass-C is the sum of mannosamine-C, muramic acid-C, galactosamine-C and glucosamine-C. Total stocks for (a), (b) and (d) represent the sum of all three soil depths, while total amount for C-liberation activity (c) entails the weighted average of the three depth intervals. Different letters beside bars indicate significant differences between soil use systems (p < 0.05; n.s., not significant) as revealed by paired sample t-tests using a Bonferroni correction for multiple pairwise comparisons. Error bars represent standard errors of the mean.![]()
Fig. 2. Influential pathways of SOC storage through biochemical parameters (EOC, extractable organic C; MB-C, microbial biomass C; C-liberation, the sum of C-acquiring enzymatic activities; Microbial Necromass-C, the sum of mannosamine-C, muramic acid-C, galactosamine-C, and glucosamine-C). The path analysis considers direct sorption (grey, dotted line), ex-vivo modification (green, dashed lines) and in-vivo turnover (red lines) in (a) conventional farming, (b) conservation farming and (c) reference soil systems. Lines with numbers represent direct paths and the standardized path coefficients. Black and bold numbers indicate significant (p < 0.05) coefficients, while grey numbers indicate non-significant coefficients. Sample size (n) and χ2 of the obtained model are noted for each soil use system. Further details of the model can be found in Table S1.Table 1. Results of linear mixed models (LMM) on the effect of soil texture and agricultural management (tillage intensity, crop diversity, cover- and inter cropping) on the relative difference (in kg ha−1 cm−1) in EOC, MB-C, microbial necromass-C contents as well as C-liberation between conservation and conventional farming systems (n = 63). Given are F- and p-values of the fixed effects. Significant parameters are highlighted in bold, and the Akaike and Bayesian information criteria (AIC and BIC, respectively) of the respective models are indicated below.![]()
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Fig. 3. The effect of (a) soil texture and (b) crop diversity on the absolute difference in EOC stocks between conservation and conventional farming systems in the first 35 cm of soil. Boxes indicate the first and third quartile, the band is the mean of all values, and the whiskers show the 10th–90th percentile. Different letters in the box plots indicate significant differences (p < 0.05) between categories as determined by pairwise comparisons with Šidák correction for multiple pairwise comparisons.![]()
Fig. 4. The effect of (a) soil texture (b) tillage intensity, (c) inter cropping and (d) cover cropping on the absolute difference in C-liberating enzyme activity between conservation and conventional farming systems in the first 35 cm of soil. Boxes indicate the first and third quartile, the band is the mean of all values, and the whiskers show the 10th–90th percentile. Different letters in the box plots indicate significant differences (p < 0.05) between categories as determined by pairwise comparisons with Šidák correction for multiple pairwise comparisons.![]()
结合土壤质地，确定作物多样性、耕作强度和覆盖作物是改善土壤健康相关参数的关键可管理驱动因素，最重要的是EOC和C释放酶活性。因此，大规模推广和激励这些保护管理措施对于维持耕地土壤提供的所有基本生态系统服务至关重要。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016706124003446
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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。
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《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。
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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》
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