土壤是地球上最大、最活跃的陆地生态系统碳库，植物源碳与微生物源碳作为土壤有机碳库的重要来源，其分配比例与动态平衡共同影响着土壤有机碳（SOC）的长期稳定与固存。微生物群落的物种组成与互作关系，是主导植物残体分解、微生物残体碳以及SOC积累的关键因素。现有研究已证实长期施用有机肥能够显著提升SOC含量，但植物源碳和微生物源碳对SOC的贡献，以及微生物群落组成与网络结构驱动两源碳固存的微生物作用机制尚不明确。

针对这一科学问题，中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土保护与利用学科组研究人员依托2003年建立的长期有机肥施用试验平台，以农田黑土为研究对象，利用生物标志物技术量化了植物源碳和微生物源碳对SOC的贡献，并深入解析了有机肥施用下微生物影响两源碳积累的机制。研究结果表明，长期施用有机肥可显著提高土壤中细菌残体碳（BNC）、真菌残体碳（FNC）以及植物源碳的含量。其中BNC对SOC的贡献由7.74%显著提高至12.34%，植物源碳对SOC的贡献由0.55%显著提高至8.64%（p < 0.05）（图1）。同时，有机肥的施用还提升了细菌群落的α多样性、降低了真菌群落的α多样性，且形成了结构更复杂、连接更紧密的细菌与真菌共现网络。结构方程模型分析发现，长期有机肥施用下SOC的增加主要由细菌群落主导调控，细菌群落的组成与共现网络复杂程度是提升植物源碳、微生物源碳含量的重要驱动因子（图2）。该研究明确了长期有机肥输入下细菌为主导的土壤两源碳固存的微生物机制（图3），为优化农田施肥、提升土壤肥力，以及挖掘土壤固碳潜力提供了理论依据与参考。

图1 长期有机肥施用下微生物源碳与植物源碳对SOC的贡献

图2 长期有机肥施用下细菌、真菌群落对微生物源碳与植物源碳的影响

图3 长期有机肥施用下微生物源碳和植物源碳向SOC转化的机制图

该研究成果近期发表在国际土壤学一区期刊Soil & Tillage Research上。黑土保护与利用学科组特别研究助理赵影为论文第一作者，邹文秀研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金区域联合基金（U24A20632）、黑龙江省杰出青年基金（JQ2024D002）等联合资助。

论文信息：Zhao Ying, Zheng Guangren, Han Xiaozeng, Chen Xu, Lu Xinchun, Yan Jun, Zou Wenxiu. Bacterial community composition and network complexity drive microbial and plant-derived carbon accumulation with long-term manure application. Soil and Tillage Research, 2026, 262, 107220.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.still.2026.107220