在气候变化与粮食安全双重压力下，如何提升土壤“固碳力”成为全球农业的焦点。我国西南大学团队近期在《农业科学与工程前沿》发表研究，通过一项长达280天的原位实验，揭开了鸡粪与厨余堆肥在土壤中分解的“效率密码”——鸡粪的碳氮保留效率更高，且更易形成稳定腐殖质，但腐殖化程度越高，碳氮流失反而越严重。这一发现为有机肥精准施用提供了科学依据。
“土壤碳库”的秘密：分解与保存的博弈
土壤有机碳（SOC）是土壤健康的核心指标，既能缓解温室效应，又能提升作物产量。此前研究认为，持续施用有机肥是增加SOC的关键，但不同有机肥的“固碳效率”差异显著。例如，秸秆还田的碳保留率可达40%，而禽类粪便仅23%。这种差异源于有机肥分解的两个关键过程：矿化作用（微生物分解有机物释放二氧化碳和养分）和腐殖化（有机物转化为稳定的腐殖质）。
西南大学团队以鸡粪（CM）和厨余堆肥（KW）为对象，模拟其在紫色土中的分解过程。实验发现，两种有机肥的初始质量在28天内流失超50%，碳和氮的损失分别达64%-72%和62%-85%。“就像厨房剩饭快速腐烂一样，易分解的碳水化合物和蛋白质是初期流失的主力。”论文通讯作者肖然解释。
腐殖化双刃剑：碳氮保存的“意外陷阱”
尽管分解速度相近，两种有机肥的“命运”却大不相同。鸡粪的碳氮保留效率显著高于厨余堆肥，且在腐殖化过程中形成更多腐殖酸（HAs）和腐殖质（HS）。腐殖质相当于土壤的“永久保存库”，但研究发现，腐殖化程度越高，碳氮流失反而越严重。例如，鸡粪的腐殖化指数（HI）比厨余堆肥高15%，但其碳损失率也高出8%。
“腐殖化需要消耗大量前体物质，比如糖类和氨基酸，这些物质在反应中会释放二氧化碳。”肖然表示。实验数据显示，鸡粪处理组的还原糖含量始终稳定在10克/千克，而厨余堆肥的还原糖先降后升，表明其腐殖化过程更依赖微生物代谢的动态平衡。
微生物的“分工协作”：谁在主导分解？
研究进一步分析了土壤微生物群落的演变。在分解初期，放线菌门和厚壁菌门主导易分解有机物的降解；随着腐殖化进程，变形菌门和酸杆菌门的比例上升，它们更擅长分解木质纤维素等复杂物质。有趣的是，鸡粪处理组的真菌多样性持续增加，尤其是担子菌门，这类真菌能合成酶分解顽固有机物，推动腐殖质形成。
“微生物就像土壤中的‘施工队’，不同阶段需要不同工种的配合。”研究团队通过结构方程模型发现，有机肥的碳氮比（C:N）是腐殖化的核心驱动力。鸡粪的C:N为4.89，厨余堆肥为16.8，低C:N更利于微生物快速代谢，但也加速了碳氮释放。
农业固碳的未来：精准调控有机肥
研究为有机肥应用提供了新思路：高腐殖化不等于高效固碳。例如，鸡粪虽能形成更多腐殖质，但需控制用量以避免过度分解；厨余堆肥分解较慢，适合作为长期碳源。此外，调控土壤微生物群落结构可能成为提升固碳效率的关键。
“这项研究像是一本‘有机肥使用说明书’。”未参与研究的土壤学家评论称，“未来若能结合田间试验验证，将助力我国农业绿色转型。”
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