作者：张 彬，陈 奇，丁雪丽，何红波，张旭东单位：南京信息工程大学应用气象学院；中国科学院沈阳应用生态研究所卷期：《土壤学报》2022年第59卷第6期

 
土壤有机质是土壤质量与健康的核心要素，在维系粮食安全和缓解气候变化方面发挥着十分重要的作用。微生物是土壤有机质转化和循环的重要引擎，可通过矿化作用将土壤有机质分解并释放二氧化碳到大气中，也能通过同化作用将有机物质转化为自身组分，并在其死亡后以微生物残体的形态在土壤中积累。越来越多的证据表明：微生物通过细胞生长、数量增值和死亡积累等连续迭代过程产生大量细胞残体，这些微生物残体对土壤有机碳库的贡献远高于传统意义上的认知。近年来，研究者逐渐认识到微生物残体在土壤有机质积累和转化过程中的重要性并开展了大量的研究工作，然而目前关于微生物残体在土壤中的转化过程和稳定机理了解仍不充分，尤其是对结合微生物“体内周转”和“体外修饰”过程及生态效应的认识远远不足。
本文对目前土壤微生物残体研究方面的相关进展进行了梳理和总结。强调了微生物残体在土壤有机质积累中的重要性，研究者通过同位素标记、核磁共振技术、以及模型模拟等手段发现土壤有机质中微生物来源有机质能够占比50%以上。微生物残体的准确定量较难，目前主要通过分析测定土壤中氨基糖的数量和种类并通过转化系数计算来获得，同时结合同位素比例质谱技术（气相色谱-质谱联机技术、气相色谱-燃烧-同位素比例质谱联用技术、阴离子交换高效液相色谱法等）定量评价新生成的微生物残体对土壤原有有机质组分的更新和替代程度，解析底物-微生物的调控与反馈作用，为深入探讨微生物在土壤有机质积累过程中的持续作用效应和更新过程研究提供了有力的手段和技术支撑。微生物残体在土壤中的形成、积累和转化受到内部自身因素和外界环境因子的显著影响：内部因素主要是土壤中不同种类微生物自身的生理生化特性差异（如微生物细胞组成、生长速率等），使得不同微生物的生长代谢活性不同，进而影响微生物残体的形成及其对土壤有机质的贡献；外界环境主要包括养分管理措施、耕作和土地利用方式及气候变化（如温度升高、氮沉降）。通过文献综述明确了影响微生物残体积累转化的主要作用因子，有助于提升对微生物参与的土壤有机质形成和稳定化过程的理解与调控。微生物残体积累后在土壤中的保持和稳定与其自身的化学结构和抗分解特性、团聚体的物理保护以及土壤矿物相互作用的化学保护密切相关，其中真菌来源的微生物残体（如氨基葡萄糖）稳定性显著高于细菌来源残体（如胞壁酸），因而研究中常使用氨基葡萄糖和胞壁酸的比例来衡量真菌和细菌对土壤有机质积累的相对贡献。此外，土壤团聚体可以通过分室作用阻断底物与微生物的接触并降低氧气进入大团聚体和微团聚体的扩散能力发挥物理保护作用，土壤矿物可以通过结合微生物残体形成稳定的土壤有机质前体物质，是微生物残体的重要稳定机制。
未来研究应可在考察微生物残体时结合和其他细胞标识物，将微生物活体和死亡残体的同化外源有机质的信息进行互补，从瞬时到过程的连续性视角全面解析土壤有机质形成、积累和转化的微生物参与过程和贡献机制，同时利用稳定性同位素示踪技术和生物标识物手段，结合土壤物理分级方法，开展微生物同化新碳在土壤矿物基质中的分配和转化动态研究，有助于解释微生物残体的保护过程和稳定机制。