💡这项突破是什么?
为了明确土壤黏粒含量如何驱动微生物残留物稳定，研究分析了残留物存留量与微生物群落特征及土壤理化性质之间的关系。结果表明，高黏粒含量土壤具有更高的含水量，可降低底物扩散限制并提升微生物养分的利用效率；同时，较高的水分含量降低了土壤空气孔隙度并限制氧气扩散，从而抑制微生物活性、呼吸作用及残留物分解。此外，氧气受限条件还导致细菌多样性下降以及厚壁菌门、放线菌门等参与残留物分解的类群的丰度降低。因此，黏粒含量通过改变土壤水分状况、氧气条件及微生物活动，间接调控微生物残留物的稳定性（图4）。
图4: 微生物残留物保存的驱动因素
为了阐明土壤矿物与微生物残留物的微观尺度上的相互作用机制，进一步分析了新加入的标记残留物、本底有机质以及土壤矿物之间的空间分布关系。结果表明，新加入的微生物残留物主要分布在本地有机质覆盖的矿物表面，而仅有少量出现在裸露矿物表面。与光滑矿物表面相比，粗糙的矿物表面富含羟基、氧化物和水合层等活性位点，本底有机质优先吸附在这些表面。因此，尽管只有部分的土壤矿物表面直接参与了残留物的保存，但其可通过矿物-有机质-残留物结合机制，形成多层、洋葱状结构，从而稳定大量微生物残留物（图5）。
图5: 矿物表面微生物残留物和本底有机质的分布情况
综上，本研究揭示了土壤黏粒含量通过调控有机质-矿物界面相互作用、微生物生理活性以及淋溶过程，协同控制微生物残留物的稳定性，明确了微观尺度上土壤矿物和微生物残留物的空间分布格局，提出了土壤矿物表面发生的有机-有机相互作用是新残留物积累的关键途径。
该研究成果以“Clay-organic matter interactions drive microbial necromass preservation in soils” 为题发表在Nature communications期刊。中国科学院沈阳生态所助理研究员王旭为第一作者，王超研究员为通讯作者。合作者还有加拿大麦吉尔大学Cynthia M. Kallenbach教授、美国耶鲁大学Maya Almaraz教授、美国俄勒冈州立大学Katerina Georgiou教授、东北师范大学白娥教授等。该研究得到了国家自然科学基金委项目优青项目和青年基金项目、国家重点研发计划和中国科学院国际合作项目等的支持。前期，研究团队在微生物残留物的原位分解速率（Wang et al., 2020, SBB）、温度对残留物分解的影响（Wang et al., 2020, GCB）和土壤矿物类型与残体分解的关系（Wang et al., 2024, GCB）取得了系列研究成果。
论文链接: https://doi.org/10.1038/s41467-026-70156-1
