1月31日土地科學與技術學院李保國教授團隊商建英課題組研究論文《在鈣質表土上施用生物炭誘導深層土壤中無機碳累積》（Inducing Inorganic Carbon Accrual in Subsoil through Biochar Application on Calcareous Topsoil）被國際權威期刊《環境科學與技術》（Environmental Science & Technology）選為封麵文章。該研究依托於中國農業大學上莊實驗站生物炭的長期定位試驗，研究表明生物炭長期施用於土壤後顯著增加了深層土壤（1米以下）無機碳。

圖1 Environmental Science & Technology封麵文章

　　大氣二氧化碳和其他溫室氣體水平繼續增加，限製了全球實現《巴黎協定》將升溫控製在2 ℃以下目標的能力。土壤無機碳是一種重要的土壤碳形式，在幹旱和半幹旱地區的儲量遠大於相應的土壤有機碳儲量。生物炭作為一種有機碳封存技術，可以增加表層土壤無機碳。然而，生物炭對深層土壤碳循環和碳儲量的研究還處於空白。基於商建英教授課題組在2019年EST文章中2發現膠體級生物炭顆粒，尤其是田間老化的膠體級生物炭，在土壤中具有較強遷移能力。商建英教授課題組探索了生物炭長期施用農田後對深層土壤碳庫的影響。本研究發現了田間生物炭施用30、60和90噸每公頃造成了土壤碳總量（0-2米）分別增加了71%、182%和210%，其中土壤無機碳的顯著增加主要在深層土壤。在深層土壤主要增加的無機碳是碳酸鈣，是添加生物炭中本身無機碳的100餘倍。施用在表層土壤生物炭引起深層土壤無機碳大量累積的機製如下：（1）膠體級生物炭向下遷移，顯著提高了深層土壤pH值，形成了有利於碳酸鹽沉澱的土壤pH環境；（2）遷移到深層土壤的生物炭可以作為沉澱核，與水中的碳酸根離子形成大量碳酸鹽沉澱（圖2）。該研究成果對了解生物炭施用的長期效應和增加深層土壤儲備碳的能力以及全球範圍內土壤減少二氧化碳排放具有重要意義。

圖2 長期施用生物炭引起深層土壤無機碳顯著增加的機理圖

　　商建英課題組博士後王洋為論文第一作者，商建英教授為論文通訊作者，中國農業大學為第一和唯一通訊單位。中國農業大學李保國教授、李貴桐教授、林啟美教授、陳清教授、王祥副教授，美國康奈爾大學Johannes Lehmann教授、德國哥廷根大學Yakov Kuzyakov教授、澳大利亞新南威爾士大學Stephen Joseph教授、昆士蘭大學Zhe H. Weng、新南威爾士第一產業部Lukas Van Zwieten研究員等都參與了本研究的部分工作。本研究得到國家自然科學基金（41771255，42177278），現代農業（大宗蔬菜）產業技術體係（CARS-23-B15）和俄羅斯人民友誼大學戰略學術領導項目的支持。