根系分泌物是稻田土壤外源碳的主要来源之一,目前关于稻田根系分泌物及其诱导的土壤生态学效应研究主要侧重于根际碳(C)源输入,但是关于根际碳与氮、磷元素耦合关系及其对土壤生态功能影响的研究较少,极大地限制了我们对稻田根系-土壤互作机制的深入认识。因而本文通过结合13C同位素示踪技术和元素计量学知识,分析了不同养分元素计量比条件下的稻田土壤根系分泌物的周转及其元素计量比调控机制,为研究稻田生态系统中土壤固碳潜力及温室气体减排提供理论依据。本研究选择亚热带典型水稻土为对象,综合应用生态元素计量学和同位素示踪技术相关方法,以葡萄糖、草酸、丙氨酸3种物质组成的模拟根系分泌物化合物为碳源,并进行13C标记,同时设置两种添加方式(一次添加和持续添加)及与微生物碳源利用率(CUE)匹配的4种计量比养分,实验处理如下:一次添加处理(PI):对照(土壤+水);土壤+模拟根系分泌物+养分溶液C:N:P(0)(其中C:N:P(0)是指微生物的CUE为0时,养分溶液中C:N:P比值);土壤+模拟根系分泌物+养分溶液C:N:P(0.2);土壤+模拟根系分泌物+养分溶液C:N:P(0.4);土壤+模拟根系分泌物+养分溶液C:N:P(0.6);持续添加处理(CI):土壤+模拟根系分泌物+养分溶液C:N:P(0);土壤+模拟根系分泌物+养分溶液C:N:P(0.2);土壤+模拟根系分泌物+养分溶液C:N:P(0.4);土壤+模拟根系分泌物+养分溶液C:N:P(0.6)。以此研究稻田土壤模拟根系分泌物周转规律及其计量比调控特征,所得结果如下所示:(1)模拟根系分泌物的输入提高了土壤碳的矿化量;并且随着养分元素计量比的增加,土壤中内、外源碳的累积矿化率逐渐降低;持续添加处理的土壤内源碳累积释放量和矿化率显著高于一次添加处理。在一次添加处理中,养分元素计量比的上升导致土壤中外源碳的快速转化碳库的比例下降16%,外源碳矿化率相应降低;而在持续添加处理中,土壤中外源碳的快速转化碳库的比例随着养分元素计量比的上升,提高了22.5%,但是矿化率逐渐下降。(2)模拟根系分泌物的添加对土壤MBC,MBN和MBP影响显著,促进了MBC、MBN及MBP含量的显著提高。养分元素计量比的变化显著影响土壤C、N、P的转化,提高元素计量比后,微生物同化吸收养分元素的水平也同步提高,对应的MBC、MBN及MBP含量显著增加。相较于一次性输入养分,持续添加养分的方式提高微生物对C、N、P元素利用的延续性,从而使持续添加养分处理的土壤MBC、MBN、MBP含量显著高于一次性添加处理。(3)加入模拟根系分泌物和养分元素条件下,微生物生物量与矿化生成CO2的内、外源碳矿化率呈负相关关系,而与矿化生成CH4的内外源碳矿化率呈正相关关系。在一次性添加处理中,土壤酶活性(BG、NAG、AP)与矿化生成CO2的内、外源碳矿化率呈负相关关系,与矿化生成CH4的内、外源碳矿化率呈正相关关系;在持续添加处理中,矿化生成CO2的内、外源碳矿化率与NAG酶活性呈正相关关系,与BG、AP呈负相关关系,矿化生成CH4的内、外源碳矿化率与土壤酶活性(BG、NAG、AP)呈正相关关系。(4)模拟根系分泌物与养分元素的输入影响了土壤理化及微生物量的C:N:P比值,从而影响土壤碳的矿化,矿化生成CO2的内、外源碳矿化与C:P和C:N比值变化均呈正相关关系。C、N、P等元素的输入直接改变了土壤理化特征、微生物量和关键功能酶活性等,同时也反馈调控土壤外源碳的周转过程。