Rhizodeposition Drives One Third of Belowground Carbon Input in Agroecosystems
Zhengjun Yan · Yuan Wen · Jie Zhou 等 11 人
通过整合全球746个观测,量化了根系沉积占地下碳输入的三分之一。
整合746个全球观测,利用13C/14C示踪数据合成分析。
根系沉积占地下净碳输入1/3,豆科以沉积为主,禾本科以根生物量为主。
可基于作物特异性分配系数改进土壤碳模型,并探究气候变化下根系沉积的反馈机制。
基于746个全球观测的13C/14C示踪整合分析,量化了根系沉积对地下碳输入的贡献并给出作物特异性分配系数,对土壤碳模型与气候智慧型农业碳核算有实质价值。
土壤碳(C)积累是缓解气候变化的重要途径,其关键取决于植物碳输入。然而,地下碳输入在根系生物量与易分解根系分泌物之间的分配仍缺乏定量认识。通过整合746组全球观测数据并利用13C/14C示踪技术,我们揭示植物同化碳的17%分配至地下,其中根系分泌物占地下净碳输入的三分之一。豆科植物主要通过根系分泌物将同化碳分配至地下,而大麦、小麦、水稻、玉米和禾草等其他作物则更多投资于根系生物量。根系分泌物随土壤有机碳增加而增加,在16–19 g C kg−1时达到峰值(占同化碳的8%–10%),随后下降,反映了土壤肥力与地下碳投资之间的非线性关系。环境变化会改变这些动态:增温使地下碳输入降低36%,而干旱使根系分泌物增加21%。在全球尺度上,小麦、玉米和水稻对地下净碳输入的贡献分别为2.70 ± 1.40、1.76 ± 1.39和2.38 ± 1.78 Tg C year−1。这些发现填补了全球碳循环中的关键知识空白,并建立了作物特异性的地下碳分配系数,为改进基于过程的土壤碳模型和气候智慧型农业的精准碳核算提供了更新的经验参数。