在氣候變化與糧食安全雙重壓力下，如何提升土壤“固碳力”成為全球農業的焦點。我國西南大學團隊近期在《農業科學與工程前沿》發表研究，通過一項長達280天的原位實驗，揭開了雞糞與廚余堆肥在土壤中分解的“效率密碼”——雞糞的碳氮保留效率更高，且更易形成穩定腐殖質，但腐殖化程度越高，碳氮流失反而越嚴重。這一發現為有機肥精準施用提供了科學依據。

“土壤碳庫”的秘密：分解與保存的博弈

土壤有機碳（SOC）是土壤健康的核心指標，既能緩解溫室效應，又能提升作物產量。此前研究認為，持續施用有機肥是增加SOC的關鍵，但不同有機肥的“固碳效率”差異顯著。例如，秸稈還田的碳保留率可達40%，而禽類糞便僅23%。這種差異源于有機肥分解的兩個關鍵過程：礦化作用（微生物分解有機物釋放二氧化碳和養分）和腐殖化（有機物轉化為穩定的腐殖質）。

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西南大學團隊以雞糞（CM）和廚余堆肥（KW）為對象，模擬其在紫色土中的分解過程。實驗發現，兩種有機肥的初始質量在28天內流失超50%，碳和氮的損失分別達64%-72%和62%-85%。“就像廚房剩飯快速腐爛一樣，易分解的碳水化合物和蛋白質是初期流失的主力。”論文通訊作者肖然解釋。

腐殖化雙刃劍：碳氮保存的“意外陷阱”

盡管分解速度相近，兩種有機肥的“命運”卻大不相同。雞糞的碳氮保留效率顯著高于廚余堆肥，且在腐殖化過程中形成更多腐殖酸（HAs）和腐殖質（HS）。腐殖質相當于土壤的“永久保存庫”，但研究發現，腐殖化程度越高，碳氮流失反而越嚴重。例如，雞糞的腐殖化指數（HI）比廚余堆肥高15%，但其碳損失率也高出8%。

“腐殖化需要消耗大量前體物質，比如糖類和氨基酸，這些物質在反應中會釋放二氧化碳。”肖然表示。實驗數據顯示，雞糞處理組的還原糖含量始終穩定在10克/千克，而廚余堆肥的還原糖先降后升，表明其腐殖化過程更依賴微生物代謝的動態平衡。

微生物的“分工協作”：誰在主導分解？

研究進一步分析了土壤微生物群落的演變。在分解初期，放線菌門和厚壁菌門主導易分解有機物的降解；隨著腐殖化進程，變形菌門和酸桿菌門的比例上升，它們更擅長分解木質纖維素等復雜物質。有趣的是，雞糞處理組的真菌多樣性持續增加，尤其是擔子菌門，這類真菌能合成酶分解頑固有機物，推動腐殖質形成。

“微生物就像土壤中的‘施工隊’，不同階段需要不同工種的配合。”研究團隊通過結構方程模型發現，有機肥的碳氮比（C:N）是腐殖化的核心驅動力。雞糞的C:N為4.89，廚余堆肥為16.8，低C:N更利于微生物快速代謝，但也加速了碳氮釋放。

農業固碳的未來：精準調控有機肥

研究為有機肥應用提供了新思路：高腐殖化不等于高效固碳。例如，雞糞雖能形成更多腐殖質，但需控制用量以避免過度分解；廚余堆肥分解較慢，適合作為長期碳源。此外，調控土壤微生物群落結構可能成為提升固碳效率的關鍵。

“這項研究像是一本‘有機肥使用說明書’。”未參與研究的土壤學家評論稱，“未來若能結合田間試驗驗證，將助力我國農業綠色轉型。”

注意：封面圖來自新華社

來源: 農業科學與工程前沿