草地中地上和地下的投入对土壤有机质的影响相似：一项为期五年的田间试验

《Biology and Fertility of Soils》：Grassland above- and below-ground inputs have similar effects on soil organic matter: A five-year field trial

　　本研究通过2018年建立的草原实验，比较了地上和地下植物输入对土壤有机碳（SOM）及其组分的影响，发现两者在五年内对SOM、游离和包裹性颗粒有机碳及矿物结合有机碳的形成具有同等重要性，但对溶解有机碳的芳香性存在差异。

　　

摘要

草地管理和全球变化会改变植物地上和地下输入到土壤中的比例，从而影响全球范围内分布的草地中的土壤有机碳储量。虽然有研究表明地上和地下输入在土壤有机质（SOM）形成过程中可能扮演不同的角色，但在亚洲草地中，关于这种比较的实验证据却很少。2018年，我们设立了一个草地实验，设置了四种植物输入方式：无输入（NI）、地上输入（+A）、地下输入（+B）以及地上和地下同时输入（+A+B）。在生长季节期间，我们通过定期移除NI和+A处理组的根和茎来调节输入量，并在生长季节结束后将+B处理组的地上生物量转移到+A处理组。随后5年内，我们量化了土壤有机质（SOM）、溶解有机质（DOM）、自由颗粒有机质（fPOM）、封闭颗粒有机质（oPOM）、矿物相关有机质（MAOM）以及微生物残体的动态变化。NI处理组的SOM含量在此期间没有变化，但在5年的处理后显著低于其他植物输入处理组（即+A、+B、+A+B）。我们发现，在5年内，植物地上和地下输入对SOM含量的影响相似，fPOM、oPOM和MAOM也是如此。两种输入方式下的DOM含量也相似，但DOM在250纳米到365纳米波长的吸收比（A₂₅₀:A₃₆₅），该比值反映了DOM的芳香性，在地上输入处理组中低于地下输入处理组，这表明在地上输入条件下DOM的芳香性更高。总体而言，我们的研究结果强调了至少在5年内，植物地上和地下输入在形成POM和MAOM方面具有同等的重要性。这些发现将为草地管理者和政策制定者提供有用的见解，帮助他们理解和预测在地面物质被移除条件下的土壤有机质封存情况。