秸秆还田作为提升农田有机碳固持、缓解气候变化的重要措施，其效果主要由微生物活动调控。尽管近年来不同秸秆还田方式对有机碳组分、碳源及微生物群落特征的影响已备受关注，但微生物功能性状与有机碳各组分之间的内在关联机制尚不明确。针对上述问题，黑土有机碳与保护性耕作学科组依托田间定位试验，系统测定了不同秸秆还田方式非根际土与根际土中有机碳组分、碳源来源及分子结构的变化特征，并分析了有机碳稳定性指标、微生物群落结构与碳循环功能基因间的内在关联，旨在探究秸秆还田下微生物如何调控黑土有机碳组分及其稳定性。

研究发现，非根际土与根际土壤对秸秆还田方式表现出相似的响应模式。秸秆覆盖还田浅旋条耕处理显著促进了非根际土及根际土中颗粒态有机碳（POC）的积累。随着秸秆还田深度的增加与耕作强度的加大，半纤维素和纤维素降解相关基因的丰度及其相关酶活性均呈下降趋势。

通过构建偏最小二乘路径模型（PLS-PM）进一步分析发现：微生物生活史策略正向调控碳水化合物降解功能基因（CAZyme）的丰度，进而影响胞外酶活性，最终促进POC的积累；与此同时，微生物生活史策略还通过影响可溶性有机碳（DOC）的化学稳定性，间接调控矿物结合态有机碳（MAOC）的形成。

该研究将DOC的热力学稳定性引入秸秆还田研究领域，系统比较了非根际土与根际土在不同秸秆还田深度及耕作强度梯度下的响应差异。研究整合了有机碳组分、分子特征、微生物群落性状以及宏基因组功能谱等多维度数据，多角度探究秸秆还田下黑土有机碳组分及其稳定性的微生物调控机制，不仅揭示了微生物功能潜力与有机碳周转过程之间的内在联系，也为黑土区合理选择秸秆还田方式以提升土壤碳封存效率提供了科学依据。

相关成果以“Straw return depth and tillage intensity shape organic carbon fractions and their stability in black soil”为题发表于土壤学领域国际旗舰期刊《Agriculture, Ecosystems & Environment》（IF = 6.4）。论文第一作者为黑土有机碳与保护性耕作学科组硕士研究生张蕾，通讯作者为陈学文副研究员。梁爱珍研究员、黄丹丹工程师、硕士研究生黄文智（已毕业）、柳亚彤、焦松岩、叶雯昕、王艺潼及中国农业科学院农业资源与农业区划研究所博士研究生魏步青等参与了该研究。研究得到国家重点研发计划项目（2022YFD1500103）、国家自然科学基金项目（41977070，42401337）、中国科学院战略性先导科技专项（XDA28080201）、中国科学院国际合作局国际伙伴计划项目（131323KYSB20210004）、吉林省重大科技项目（20230302005NC）以及“黑土粮仓”科技会战专项人才基金（HTRC202213）等项目资助。

论文链接如下：https://doi.org/10.1016/j.agee.2026.110478