近日，山东农业大学农学院教授宁堂原课题组首次利用稳定同位素技术，探明了土壤碳排放对作物光合作用的贡献率，揭示了通过提高冠层二氧化碳浓度提高光合速率而实现固碳增产效果的作用机理。其相关成果在线发表于国际环境科学与生态学领域期刊《清洁生产》杂志。
秸秆是我国重要的农业副产物，农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，每年产出秸秆资源总量达10亿吨。在秸秆变废为宝综合利用中，肥料化、饲料化是主要的资源化利用方式。而在秸秆肥料化中，秸秆直接还田则是主要方式。秸秆还田培肥地力、提高作物产量已形成广泛共识，但其作用机理尚不明确。
宁堂原团队长期致力于高产高效农作制度与农田固碳减排机理研究，在本研究中建立了顶部开口的生长箱，利用13C同位素丰度区分了玉米冠层光合作用所需二氧化碳的来源，指出土壤碳排放有利于补偿光合高峰期的冠层碳亏缺，并巧妙地利用氢氧化钙吸收土壤呼吸排放的二氧化碳。将控制碳排放与正常碳排放作对照，利用基林曲线方法首次探明了土壤呼吸对玉米穗位叶光合的贡献率至少占1/4以上。基于此，该研究还提出秸秆还田与耕作措施相结合，控制土壤碳排放高峰期有利于低碳排、高产量的思路，这为秸秆还田增产提供了直接理论证据，并为我国秸秆还田方式和配套耕作制度变革提出了新方向。
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