土壤“微生物碳泵”对土壤有机碳的积累和长期保存至关重要，因此备受关注。土壤微生物不仅可以利用新鲜输入的易降解有机碳（新碳）形成残体，也可以将不同形态的土壤有机碳（老碳）转化为微生物残体。然而，新碳和老碳（特别是在养分条件不同的土壤中）对微生物残体的贡献尚不明确。
图1 样品采集及实验方法
针对这一问题，中国科学院植物研究所冯晓娟研究组依托钱江源森林生物多样性国家野外科学观测研究站，在不同林龄的阔叶树甜槠和针叶树马尾松下选择了养分条件不同的土壤样品（包括根际土和非根际土；图1），通过添加13C标记的葡萄糖模拟植物碳（新碳）的输入，研究了新碳（葡萄糖）和老碳（土壤有机碳）对微生物残体的贡献以及微生物的碳利用效率（CUE）和氨基糖积累效率（AAE）。
图2 新碳来源氨基糖（Amino sugarnew）、微生物碳利用效率（CUE）、氨基糖积累效率（AAE）和老碳来源氨基糖（∆Amino sugarold）的变化
研究发现，AAE与微生物残体积累量和CUE的变化趋势不同：AAE在马尾松非根际土最高，而新碳来源微生物残体和CUE分别在甜槠根际土和非根际土中最高（图2）。进一步分析显示，微生物残体积累量取决于外源碳添加量；CUE主要受真菌/细菌比（F/B）和土壤碳/氮比（C/N）的影响，而AAE主要受氮可利用性（IN/added glucose）和细菌生物量的调控，当微生物不受氮限制时，土壤中的残体积累效率较高（图3）。此外，当微生物受碳限制但不受氮限制时（如马尾松非根际土），新碳输入促进了微生物将老碳转化为微生物残体，从而增加了土壤中老碳来源的微生物残体。以上研究表明，当微生物不受氮限制时，新碳和老碳来源的微生物残体更容易形成和积累，养分状况通过调节“微生物碳泵”过程，影响土壤中碳的长期保存。
图3 土壤微生物碳泵效率和老碳来源微生物残体的变化与环境因子的冗余分析（RDA）
上述研究成果近日在线发表于Geoderma期刊。贾娟副研究员为论文的第一作者，贾御夫副研究员（目前就职于林科院）和冯晓娟研究员为共同通讯作者。博士生翟国庆、刘晓娟研究员和马克平研究员在该研究中做出了重要贡献。研究得到了国家自然科学基金和中国科学院青促会项目的资助。
论文列表：
Jia, J., Zhai G., Jia, Y.*, Liu, X., Ma, K., Feng, X.* (2024). Microbial necromass accrual from newly added labile and native soil carbonin the rhizosphere vs. non-rhizosphere of broadleaved and coniferous trees. Geoderma. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.117107.
