东北地理所大豆光合碳在黑土中的去向研究取得进展

2011-8-16 23:01 来源: 中国科学院
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  系统研究植物根系在生长过程中向土壤释放有机碳,对于揭示陆地生态碳循环及优化土壤有机碳管理具有重要意义。然而,作为中国东北农田黑土区的主要作物——大豆,其生长季内光合碳在植物—土壤间的量化分配规律还不明确,大豆光合碳在黑土中动态的研究一直处于黑箱状态。

  中科院东北地理与农业生态研究所农田分子生态学科组金剑博士在国家自然科学基金项目(40701084)的资助下,应用13CO2脉冲式示踪技术对大豆各生育期进行标记,监测13C在大豆植株和土壤中的分布趋势,直至大豆成熟。结果发现,生长在黑土上的大豆当天同化的碳有3/4多存在于地上部。到成熟期,大豆V4期同化的碳地上部仅占7.5%,而R6期同化的碳占71.1% ;同化碳向根系分配的比例随生育期呈下降趋势(V4和R6期分别为6.0%和1.4%),根瘤在大豆R4期对碳的需求最高;大豆V4期的同化碳75%以呼吸形式损失掉,而仅有25%的R6期同化碳用于呼吸消耗;光合碳对土壤碳库的动态贡献在R5期前较为稳定,表明这部分光合碳对黑土有机碳有重要贡献,且主要贡献集中在大豆R5期前,在全生育期内的贡献率达到93%以上。统计计算表明,大豆生长季根系通过根系分泌物及沉积物向黑土中释放的碳量约为210 kg/ha。大豆生长季向土壤中转运的光合碳是黑土碳库不可忽视的重要碳源。

  该研究成果近期发表在Crop & Pasture Science,2011,(62)7:563-570。