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徐建明教授团队在Nature Geoscience发文:土壤病毒暗藏碳调控密码!这种病毒每天帮稻田多锁60吨碳,另一种却让碳流失73%

来源:植物与环境视界 时间:2026-06-11 阅读量:10次

近日,浙江大学团队在《Nature Geoscience》发表Viral mediation of anaerobic methane oxidation to carbon sequestration in paddy soil研究,依托 ¹³C 同位素标记与宏基因组技术,区分游离裂解型、溶原型两类土壤病毒,系统揭示不同病毒通过差异化方式调控稻田厌氧甲烷氧化(AOM),重塑甲烷向土壤有机碳、铁结合碳转化路径,补齐病毒参与农田碳汇的关键研究空白。

科学问题

厌氧甲烷氧化可将温室甲烷转化固定为土壤碳,是稻田重要天然碳汇。现有研究大多聚焦细菌、古菌驱动的甲烷转化过程,普遍忽视土壤病毒的调控作用。土壤病毒分裂解、溶原两种生存模式,但两大疑问长期无解:不同类型病毒如何改变甲烷去向?病毒是促进还是削弱矿物结合碳封存?厘清该规律,是精准核算全球稻田固碳潜力、优化减排方案的关键前提。

核心发现

两类病毒固碳走向截然不同

游离裂解病毒(FreeV)裂解宿主微生物,释放大量易溶有机质,试验中新生成土壤总有机碳提升 115.5%,铁结合有机碳同步上涨 35.8%;溶原型诱导病毒(MMC_V)提升甲烷氧化菌群存活效率,新增全土有机碳增加 54.5%,却刺激铁还原菌活性,铁结合碳大幅损耗 73.1%。

作用机理分轨运行

游离病毒依靠菌体裂解产物与铁氧化物吸附结合,高效生成矿物固碳;溶原病毒帮助 ANME、NC10 等甲烷氧化微生物抵御逆境、强化甲烷消耗,但加速无定形铁矿化转化,破坏有机质矿物结合位点。

有机质组分决定碳留存差异

溶原环境腐殖化程度更高,碳更多留存为稳定土壤有机碳;裂解带来新生微生物源有机质,更易被铁矿物捕捉形成铁结合碳。

全球尺度测算落地

经数据换算,两类病毒均能提升全球稻田日固碳量,从微观机理印证土壤病毒是不可忽视的陆地碳汇调控因子。

研究意义

研究完善病毒介导稻田碳循环理论,为稻作区固碳减排、温室气体管控提供新的调控思路。

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