根系分泌物在驅(qū)動森林土壤C-養(yǎng)分循環(huán)過程中扮演著非常重要的作用。然而，縱觀已有研究，絕大部分僅關(guān)注了森林根系分泌物C源輸入-土壤過程的偶聯(lián)效應，而不同根系分泌物組分輸入對土壤過程和功能的特異性影響研究甚少，一定程度上限制了對植物根系-土壤-微生物互作的深入認識。
中國科學院成都生物研究所博士研究生袁遠爽和趙文強副研究員在導師劉慶研究員和尹華軍究員的指導下，利用研究團隊自制的根際模擬裝置，比較了葡萄糖、草酸和甘氨酸三種能量特性具有明顯差異的根系分泌物組分對亞高山人工林土壤碳循環(huán)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三種分泌物組分通過誘導不同的微生物機制而驅(qū)動差異化的土壤C發(fā)效應。草酸通過促進微生物與胞外酶活性，從而增強土壤有機質(zhì)礦化過程而表現(xiàn)出正激發(fā)效應（即降低土壤C含量）。相反地，甘氨酸添加則通過抑制了微生物與胞外酶活性而誘導了負的土壤C激發(fā)效應（即增加土壤C積累）。葡萄糖添加雖然也導致土壤微生物活性增強，但土壤C積累卻明顯增加，這可能與葡萄糖作為易同化碳和能源物質(zhì)直接被微生物偏好利用而較小影響土壤有機質(zhì)礦化過程有關(guān)。
該研究表明，不同根系分泌物組分對土壤碳循環(huán)的影響及其潛在的驅(qū)動機理具有較明顯差異。因此，未來陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模型構(gòu)建應充分考慮特定根系分泌物組分對土壤C循環(huán)的差異化效應，以便更準確地預測陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)動態(tài)。
研究結(jié)果近期發(fā)表在國際土壤類期刊《Plant and Soil》上。該研究獲得國家重點研發(fā)計劃項目，中科院拔尖青年人才項目和國家自然科學基金等項目的資助。
圖一 三種根系分泌物組分對土壤總碳含量的影響
圖二 三種根系分泌物組分對土壤C過程的處理效應