微生物是土壤物质转化的驱动者，微生物多样性越高通常被认为生态系统服务功能越强，然而微生物多样性与土壤碳氮元素转化及利用效率的关系并不明确，严重影响优质土壤资源保护和中低产田改良。

近日，中国科学院南京土壤研究所研究员谢祖彬团队揭示了高产土壤具有高的碳氮资源利用效率及其机制，研究成果发表在Applied Soil Ecology, Global Change Biology和Plant Soil上。

团队利用土壤学、稳定性同位素生态学和分子生物学技术，研究了土壤微生物特性与碳氮资源利用的关系。结果表明氮肥施用在高产土壤上比在低产土壤上具有更高的利用率、留存率和低损失率。外源有机质输入土壤后，能够促进土壤微生物的生长和对有机质的分解，高产土壤微生物对外源有机质的代谢效率是低产土壤的2倍，有利于土壤有机质的周转与更新。同时，外源有机质的添加抑制了土壤原有有机质降解菌的生长，而在低产土壤上促进了土壤原有有机质降解菌的生长，导致低产土壤不利于土壤有机质的积累。低产土壤微生物多样性比高产土壤高，而高产土壤中更多的秸秆降解菌数量和更高的群落均匀度，这是高产土壤具有更高的稳定性和回复力的原因。

综上所述，在高产土壤上秸秆还田更有利于地力维持和更新，在低产土壤上秸秆还田配施养分能更快增加土壤有机质。

该研究得到科技部、农业农村部、国家自然科学基金和中国科学院创新项目支持。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2020.103848

https://doi.org/10.1080/03650340.2019.1650171

https://doi.org/10.1007/s11104-013-1636-x