中国科学院应用生态研究所的研究人员发现了土壤食物网如何促进农田中光合碳素的转化和储存。他们的研究结果已发表在清洁生产杂志上。

作物光合作用将大气中的二氧化碳转化为有机物，随后有助于土壤碳的储存。将作物残留物或秸秆还田是一种常见的保护性耕作方法，能恢复土壤养分，促进生物活动。

通过田间试验和13C同位素标记实验，张晓可博士的研究团队研究了光合固定的碳如何从作物迁移到土壤以及在土壤食物网的不同组成部分之间的流动。

他们发现，与去掉秸秆的地块相比，秸秆还田使得颗粒有机碳（POC）和矿物结合有机碳（MAOC）的含量分别增加了约30.96%和11.39%。秸秆还田还改变了土壤生物群落的结构，加强了土壤微生物、微小动物和大型动物之间的营养关系。

进一步分析显示，土壤微生物群落，主要是线虫，在碳循环过程中发挥了关键作用，约占土壤碳更新总量的60.52%。这些小型土壤生物增强了土壤食物网中的相互作用，并促进了活性（POC）和稳定（MAOC）土壤碳形式的平衡。

作物光合作用的碳循环路径揭示了光合碳在作物、土壤和土壤食物网中的高效循环。研究人员发现，细菌分解过程促进了POC的更新，而真菌分解过程则有助于MAOC的稳定积累。作物、土壤微生物和土壤动物之间的协同作用确保了土壤中积累了更多的碳。

这项研究阐明了一系列互动，被描述为“秸秆还田 → 土壤食物网重组 → 增强碳转化 → 土壤碳封存。”它还强调了微生物群落在连接地上植物过程和地下碳储存方面的重要作用。