土壤有机质(SOM)对于土壤健康和农业碳储存至关重要。将农作物残留物添加到土壤中会增加SOM，但也会加速其分解，称为启动效应。SOM分解的温度敏感性(Q10)至关重要，会影响碳循环与气候变化的相互作用。

增加土壤有机质以改善土壤健康和碳储存

SOM的降解受到微生物、植物、土壤湿度和温度等因素的影响。尽管进行了大量研究，但仍不清楚多种因素(尤其是外部有机物输入)如何影响SOM分解。

中国科学院东北地理与农业生态研究所李鲁军教授团队聚焦东北农田黑土。他们利用微观控制实验和13C稳定同位素示踪技术，深入研究了土壤温度(12°C和22°C)和水分(45%持水量[WHC]和65%WHC)的影响)以及它们的相互作用对SOM的启动效应和温度敏感性的影响。

在66天的培育期内，大约11%的秸秆碳被矿化成CO2，​​占总排放量的44%~67%。土壤温度、湿度和碳含量及其相互作用影响着SOM矿化。秸秆的添加显着增加了SOM矿化并产生了积极的启动效应。

由于新鲜外界物质的输入，土壤微生物矿化SOM以获得生长所需的氮，支持了微生物氮开采理论。在45%WHC和22°C条件下，低湿度将微生物生长策略从r策略转变为K策略。这种转变加速了SOM的矿化速率，并放大了启动效应。

此外，秸秆的添加显着降低了SOM矿化的温度敏感性。外界物质的输入加速了SOM分解，增加了土壤活性碳含量，提高了SOM质量，这是影响SOM温度敏感性的关键因素。较高质量的SOM分解通常需要较低的活化能，从而导致较低的Q10值。这一发现与阿伦尼乌斯方程一致，支持碳质量温度假说。

研究人员还表明，较低的土壤湿度会降低Q10值。水分减少限制了土壤水膜中的溶质扩散和微生物活动，表明干旱条件可以通过降低Q10值来减轻SOM矿化的温度敏感性。

这些结果增强了我们对气候变化背景下土壤碳动态如何响应外部有机物输入的理解。