鉱物および微生物の炭素ポンプが大規模空間スケールでの農地土壌有機炭素蓄積を制御する

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides mechanistic insights into microbial and mineral carbon pumps that can improve soil carbon models and inform future research on SOC dynamics.

🏢実務担当者:Agricultural practitioners can consider management practices that enhance microbial activity and mineral protection to increase soil carbon stocks.

🏛政策担当者:Supports evidence for policies promoting soil carbon sequestration as a climate mitigation strategy, relevant to national GHG inventories and land-use planning.

抄録 土壌有機炭素（SOC）は、気候、土壌特性、および土地管理の間の相互作用により、広域地理的領域にわたって substantial な空間的変動を示す。耕地では、SOC の蓄積はさらに作付け体系と残渣管理によって形成されるが、複数の炭素（C）プールと起源にわたる SOC 形成の一般的なパターンと機構的駆動要因は、依然として十分に理解されていない。ここでは、中国北東部の Mollisol トランセクトに沿った耕地土壌を分析し、SOC 蓄積の背後にある主要なメカニズムと経路を解明した。結果は、微生物ネクロマスと鉱物結合性有機炭素（MAOC）の両方が年平均気温の上昇とともに減少し、異なる作付け体系下の耕地における SOC の主要な貢献因子として集合的に機能することを示した。微生物ネクロマスの蓄積は、主に微生物特性（説明分散の61%）と土壌有機物（SOM）の化学的難分解性（31%）によって制御されたのに対し、MAOC の蓄積は、主に微生物ネクロマス（説明分散の50%）と鉱物保護能（41%）によって駆動された。Mollisol トランセクト全体で、微生物ネクロマスは微生物バイオマス炭素と真菌群集の非類似性に正に応答したが、芳香族性、アルキル C/O-アルキル C 比、および疎水性指数の上昇によって示される SOM の化学的難分解性の増大とともに減少した。さらに、MAOC の蓄積は、in vivo での微生物ターンオーバーによる微生物ネクロマスの投入と、それに続く低結晶性 Fe/Al 酸化物および交換性 Mg 2+ との結合による鉱物安定化を含む、2段階の経路に従った。一緒に、微生物および鉱物炭素ポンプが SOC の蓄積を共同で制御し、鉱物炭素ポンプが支配的な役割を発揮した。これらの発見は、微生物および鉱物炭素ポンプの結合メカニズムを SOC 安定化フレームワークに明示的に統合することの重要性を強調する。我々は、微生物活性、ネクロマス生産、および鉱物保護能を高める農業管理慣行が、耕地生態系における SOC 隔離を substantially 増加させ得ることを実証する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

ABSTRACT Soil organic carbon (SOC) exhibits substantial spatial variability across broad geographic regions due to interactions among climate, soil properties, and land management. In croplands, SOC accumulation is further shaped by cropping systems and residue management, yet the general patterns and mechanistic drivers of SOC formation across multiple carbon (C) pools and sources remain poorly understood. Here, we analyzed cropland soils along a Mollisol transect in Northeast China to elucidate the key mechanisms and pathways underlying SOC accumulation. The results showed that both microbial necromass and mineral-associated organic C (MAOC) declined with increasing mean annual temperature and collectively served as the predominant contributors to SOC in croplands under different cropping systems. Microbial necromass accumulation was primarily regulated by microbial properties (61% of explained variance) and soil organic matter (SOM) chemical recalcitrance (31%), whereas MAOC accumulation was mainly driven by microbial necromass (50% of explained variance) and mineral protection capacity (41%). Across the Mollisol transect, microbial necromass positively responded to microbial biomass C and fungal community dissimilarity, but decreased with enhanced SOM chemical recalcitrance, as indicated by elevated aromaticity, alkyl C/O-alkyl C ratio, and hydrophobicity index. Furthermore, MAOC accumulation followed a two-step pathway involving microbial necromass inputs through in vivo microbial turnover and subsequent mineral stabilization by association with poorly crystalline Fe/Al oxides and exchangeable Mg 2+ . Together, microbial and mineral C pumps jointly regulated SOC accumulation, with the mineral C pump exerting a dominant role. These findings highlight the importance of explicitly integrating coupled microbial and mineral C pumps mechanisms into SOC stabilization frameworks. We demonstrate that agricultural management practices that enhance microbial activity, necromass production, and mineral protection capacity can substantially increase SOC sequestration in cropland ecosystems.

• openalex https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2026.110236first seen 2026-07-01 05:13:45 · last seen 2026-07-01 05:13:50