近日，兰州大学生态学院王伟博士后为第一作者的论文“Long-term cereal-legume intercropping accelerates soil organic carbon loss in subsoil of dryland”在国际知名学术期刊Resources, Conservation & Recycling发表，并在2024年第12期中被选为封面文章（https://mp.weixin.qq.com/s/bmifUGieuAGJyoN0yYcQeQ），熊友才教授为论文通讯作者。

长期以来，底土作为土壤有机碳（SOC）的重要储存层，其动态与稳定性在全球碳循环与农业可持续发展中扮演着重要角色。熊友才教授团队通过为期10年的田间试验，揭示了禾/豆间作对底土SOC的复杂影响及其驱动机制。研究发现，禾/豆间作显著提升了地上农田净产量（平均提高2.2~4.9 t/ha）和表层SOC储存。然而，底土层的SOC储量却显著下降5.3%。通过分析根系输入，团队发现间作增加了表层土壤根系总量，但由于地上种植面积减半，以及根系偏向横向资源获取（生态位互补），使间作系统输入底土层的作物根系显著减少。因此我们推测根系输入减少是底土层SOC储量下降的主要原因。

尽管研究发现底土SOC储存下降，但其MAOC/POC比例显著上升，显示出了禾/豆间作对底土碳库动态的“双刃效应”。土壤氮水平在间作系统土壤剖面的增强，降低了微生物碳氮比，加速了微生物分泌水解酶分解SOM以满足化学计量稳态。同时，增加的深层土壤矿物氮可充当电子受体，缓解了底土中固有电子受体（如氧气）稀缺对SOC矿化的限制。以上过程共同驱动了禾/豆间作系统土壤剖面“微生物碳泵”效应，加速了微生物对活性有机质的修饰和同化，进而增加了微生物残体碳与MAOC的积累。因此，从长时间尺度来看，从活性碳库向稳定碳库转变是土壤碳库实现碳饱和、更高质量稳定固持的关键。后续间作实践应该通过优化作物根系性状耦合来配置间作系统，通过增加根源碳输入来补偿微生物碳耗损，从而增强底土碳固存。研究首次明确了间作在提升土地利用效率的同时，对底土碳库动态的“双刃效应”，为优化农业种植模式、提高旱地碳汇功能提供了新视角。

这一成果得益于熊友才教授团队在多样化种植研究领域的长期积累，研究的核心成果和田间试验被期刊封面形象展示，生动诠释了禾/豆间作模式在调节土壤碳动态中的生态效应。近年来，熊友才教授团队围绕豆科植物间作在SOC转化与稳定中的功能作用展开了一系列深入研究，其成果已多次发表于国际知名期刊，包括Resources, Conservation & Recycling、Science China Life Sciences及Agriculture, Ecosystems and Environment等。这些研究系统地揭示了豆科植物间作通过增强微生物活性和胞外酶分泌加速土壤有机碳转化的生态机制，为构建气候智慧型旱地农业生态系统提供了理论与实践指导。

相关链接：

https://doi.org/10.1016/j.agee.2024.109456；

https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2024.107898；

https://doi.org/10.1007/s11427-024-2683-y