摘要：土壤有機碳是土壤的主要組成成分，其微小變化能夠?qū)﹃懙靥紟旌腿驓夂蜃兓a(chǎn)生重大影響。利用Meta整合分析法分析微生物介導的秸稈碳轉化和穩(wěn)定機制，并闡明各類因素對土壤有機碳的影響。Meta分析結果顯示，秸稈還田后土壤有機碳（SOC）、可溶性有機碳（DOC）和微生物量碳（MBC）含量分別增加了23.84%、10.94%和20.13%。土壤微生物能夠顯著影響秸稈還田下有機碳含量，真菌殘體碳貢獻率和細菌殘體碳貢獻率分別達到33.12%和14.80%。當還田秸稈類型為玉米秸稈，土壤類型為堿性土壤，氣溫高于25 ℃時，土壤有機碳累積效果最佳。土壤中的化學生物保護機制也可增加土壤有機碳含量，從而利于有機碳的固存，使土壤產(chǎn)生激發(fā)效應，刺激微生物生長代謝，從而形成微生物碳泵，令有機碳在土壤中處于動態(tài)平衡。對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說，最重要的土壤功能是維持作物生產(chǎn)力、養(yǎng)分轉化以及微生物豐度和活性的維持，應優(yōu)先考慮這些功能，以維持土壤有機碳含量。

關鍵詞：土壤微生物;秸稈還田;土壤有機碳;秸稈碳轉化

收稿日期：2024-07-09

基金項目：黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院杰出青年基金項目（2021JCQN004）；黑龍江省省屬科研院所科研業(yè)務費項目（CZKYF2023-1-B006）；黑龍江省博士后資助項目（LBH-Z23266）；黑龍江省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新跨越工程項目（CX23GG08）。

第一作者：韓佳燁（1999－），女，碩士研究生，從事土壤肥力研究。E-mail：772592085@qq.com。

通信作者：張少良（1980－），男，博士，教授，從事農(nóng)業(yè)生態(tài)和農(nóng)田景觀生態(tài)過程研究。E-mail：shaoliang.zhang@neau.edu.cn。

農(nóng)作物秸稈由纖維素類碳水化合物等有機物、無機物、水分及少量的粗蛋白質(zhì)和粗脂肪構成^［1］。農(nóng)作物秸稈還田可以將秸稈中殘存的大量氮、磷、鉀等以及植物生長所需的元素歸還土壤^［2］，增加土壤有機碳（Soil Organic Carbon，SOC）含量^［3］、提高土壤的碳固存，使土壤有機碳穩(wěn)定性增強^［4-5］。在秸稈還田處理中，除了會對土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生影響外，同時也會對土壤微生物群落結構產(chǎn)生一定的影響^［6-7］，土壤微生物與秸稈還田的相互作用又會影響生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)功能^［8］。自工業(yè)革命以來，由于大量開發(fā)利用化石燃料，導致大氣中CO₂和其他溫室氣體的濃度明顯增加，CO₂作為主要溫室氣體之一，約76%的排放來自化石能源，其余20%左右來自土壤^［9］。為實現(xiàn)2030年碳排放峰值和2060年碳中和目標，我國政府提出了低碳轉型的能源系統(tǒng)，這種轉型是解決碳排放峰值及碳中和挑戰(zhàn)的關鍵^［10］。在我國農(nóng)業(yè)邁向綠色低碳轉型并深化循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的重要時期，改善秸稈資源化的高效利用方式成為當前農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的研究熱點^［11］。

影響秸稈分解的各種因素中，土壤微生物是必不可少的重要組成部分，微生物不僅作為“分解者”促進地上部分外源碳的周轉，同時通過其生長、繁殖和死亡過程，作為“貢獻者”將其同化產(chǎn)物釋放至土壤碳庫中，以微生物源有機碳的形式儲存在土壤中，加速還田秸稈中的有機質(zhì)分解，提高土壤中養(yǎng)分與物質(zhì)的周轉速率^［12］。因此，科學合理地利用秸稈對提升土壤肥力、增強土壤碳固存及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。但在微生物驅(qū)動下，還田秸稈碳的轉化及分配研究較少。因此，本研究借助Meta分析方法，整合分析了秸稈還田后有機碳的含量變化與分配轉化及微生物對秸稈碳轉化的驅(qū)動作用，以期為提升土壤肥力，科學有效地利用秸稈，揭示秸稈還田后微生物固碳機制提供科學的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 文獻檢索

本研究利用中國知網(wǎng)（CNKI）和Web of Science數(shù)據(jù)庫，以“微生物”“秸稈還田”“碳轉化”“microbial carbon pump”“priming effect”等為關鍵詞檢索相關期刊文獻。收集1980－2023年間公開發(fā)表的文獻。同時使用如下標準來進行文獻篩選：（1）試驗至少包括1組添加秸稈和不添加秸稈的處理，其他條件保持一致，試驗中不同處理至少有3個重復；（2）農(nóng)田信息明確，如試驗區(qū)地理位置、土壤類型、土壤pH、秸稈還田量等；（3）文獻中至少包含微生物、秸稈或土壤有機碳其中之一。

1.2 數(shù)據(jù)收集與分析

在收集數(shù)據(jù)時，若文獻中的數(shù)據(jù)是以圖表的形式呈現(xiàn)的，則利用軟件GetData Graph Digitizer進行提取。使用Excel 2016記錄文獻數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)用MetaWin 2.1進行整合分析。

部分研究報道了有機質(zhì)，本研究依據(jù)式（1）將有機質(zhì)轉化為有機碳^［13］。

I_SOM=1.724×I_SOC（1）

若文獻中提供的數(shù)據(jù)為標準誤（SE），則按照公式（2）將其換算成標準差（SD）。

SD=SE×n（2）

本研究采用隨機效應模型，選擇效應比（RR_iv）的自然對數(shù)（lnRR_i）作為效應值^［14］，來衡量秸稈還田對土壤的影響，通過公式（3）計算每組數(shù)據(jù)的效應值。

lnRR_i=ln（X_tX_c）=lnX_t－lnX_c（3）

式中，X_t為各處理后土壤有機碳的含量（g·kg^-1）；X_c為試驗有機碳含量本底值（g·kg^-1）。

通過公式（4）計算每個lnRR_i的效應權重。

w=（nt+nt）÷（nt×nt）（4）

式中，w為效應權重；nt為各處理的試驗重復次數(shù)。

采用公式（3）對每項獨立研究的效應值進行加權計算，得到加權平均效應值（lnRR），再利用公式（5）計算lnRR的標準誤S_lnRR。

lnRR=∑（ln）RR_i×w）÷∑w（5）

S_lnRR=1÷∑w（6）

加權平均效應值lnRR的95%置信區(qū)間（95%CI）采用公式（7）計算。

95%CI=lnRR±1.96×S_lnRR（7）

增幅（E）與增幅的95%置信區(qū)間的計算方法參考公式（8）。

E（%）=（elnRR_i－1）×100（8）

利用Bootstrap重復抽樣法重復取樣4 999次并計算95%置信區(qū)間。若置信區(qū)間包含0，則表示無顯著影響；若置信區(qū)間全部在0的右側（Plt;0.05），則表示影響顯著，各影響因子能夠顯著增加土壤有機碳含量；若置信區(qū)間全部在0的左側（Pgt;0.05），則說明土壤有機碳顯著降低。

2 結果與分析

2.1 秸稈還田后有機碳含量變化

秸稈還田后對土壤不同組分有機碳影響的Meta分析結果如圖1所示，整合分析得到土壤有機碳（Soil Organic Carbon，SOC）的分布范圍最廣，涵蓋了較大的數(shù)值跨度，這可能意味著SOC在其生態(tài)或環(huán)境系統(tǒng)中具有更大的變異性，表明SOC含量對秸稈還田比較敏感。秸稈還田下土壤可溶性有機碳（Dissolved Organic Carbon， DOC）、微生物生物量碳（Microbial Biomass Carbon， MBC）和SOC含量呈增加趨勢，較秸稈不還田處理的SOC含量增幅可達23.84%（95%置信區(qū)間為12.00%～37.00%），不同有機碳含量增幅存在差異性，DOC和MBC含量較秸稈未還田處理增幅分別達10.94%和20.13%（95%置信區(qū)間在5.12%～26.55%），秸稈還田下SOC含量變化率較DOC與MBC變化率增幅的18.43%～117.92%，反映了秸稈還田對土壤碳循環(huán)的積極影響。

2.2 土壤保護機制影響下有機碳含量的變化

目前，SOC的固碳保護機制主要分為物理穩(wěn)定機制、化學穩(wěn)定機制和生物化學穩(wěn)定機制^［15］，SOC的穩(wěn)定性實際上是由多種保護機制相互作用的結果，而不是某一種保護機制單獨作用的結果。如圖2所示，物理保護機制和化學保護機制均可提高SOC含量，增幅為26.39%和30.65%（95%置信區(qū)間在16.53%～43.33%），且生物化學保護機制（95%置信區(qū)間為28.77%～73.96%）區(qū)別于前兩種保護機制，對SOC含量有極為明顯的提升效應，增幅可達53.32%，較物理保護機制與化學保護機制分別高出73.96%和102.05%。

2.3 微生物驅(qū)動有機碳含量的變化

土壤有機碳積累的關鍵在于土壤微生物殘體碳的續(xù)埋效應。“續(xù)埋效應”指的是微生物殘留物在土壤中趨向于穩(wěn)定化的現(xiàn)象^［16］。整合分析表明（圖3），在秸稈還田的條件下顯著增加了土壤真菌殘體碳和細菌殘體碳對總有機碳的貢獻率，其中真菌殘體碳的貢獻率（33.12%，95%置信區(qū)間為18.81%～44.09%）顯著高于細菌殘體碳貢獻率（14.80%，95%置信區(qū)間在6.72%～23.23%）123.78%，真菌殘體碳95%的置信區(qū)間較大，表明真菌在秸稈還田條件下變異也較大。

2.4 環(huán)境因子驅(qū)動有機碳含量的變化

從秸稈類型、溫度以及pH等環(huán)境情況進行分析，發(fā)現(xiàn)這些因素均能提高土壤有機碳含量，但提高的程度存在差異（圖4），且這種變化對溫度更為敏感。秸稈還田后土壤有機碳含量提高，不同種類的還田秸稈中小麥秸稈和玉米秸稈還田均能明顯增加SOC含量，95%置信區(qū)間在8.96%～43.89%，具體表現(xiàn)為玉米秸稈gt;小麥秸稈的還田效果，玉米秸稈還田SOC含量增幅達到29.97%，小麥秸稈還田SOC含量增幅為21.61%。秸稈還田對SOC含量的影響在不同溫度條件下也存在差異，本研究發(fā)現(xiàn)當氣溫在25 ℃及＜25 ℃時對SOC含量都呈提升趨勢；當溫度＞25 ℃時，能明顯提升SOC含量，增幅為81.04%，與25 ℃和＜25 ℃處理相比，土壤SOC含量分別提高151.83%～166.40%。秸稈還田后，中性土壤（pH6.6～7.7）的有機碳增幅低于酸性土壤（pHlt;6.6）和堿性土壤（pHgt;7.7），其中堿性土壤中SOC含量顯著提高44.88%，酸性土壤SOC含量提高39.47%，且95%置信區(qū)間也較大，在23.05%～55.66%。

3 討論

3.1 秸稈還田對土壤有機碳的影響

穩(wěn)定碳同位素包括¹²C和¹³C兩種，與¹²C不同的是，¹³C穩(wěn)定同位素因其安全、無污染和易于控制的優(yōu)勢，成為追蹤碳動態(tài)變化的理想標記^［17-18］。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，這種方法在生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究中得到廣泛應用^［19］。越來越多的研究者選擇使用添加¹³C標記的作物秸稈進行還田試驗，以探討其在土壤有機碳中的轉化過程，從而深入研究SOC對土壤肥力和植物生產(chǎn)力的影響。本研究發(fā)現(xiàn)，秸稈碳添加到土壤中，SOC可提高23.84%，有利于提高土壤中的活性有機碳，對土壤有機碳庫的增加貢獻相對較高。Ma等^［20］用小麥秸稈和小麥秸稈分解微生物接種劑改良的土壤，在0～20 cm土層，年平均SOC固存率比未添加秸稈改良的土壤高出0.77～1.67 t·hm^-2，表明秸稈還田會使土壤易氧化有機碳、促進微生物生物量碳、土壤有機碳等含量增加，并且秸稈混施生物菌劑處理更有利于提升土壤肥力，增強土壤有機碳固存，提高土壤有機碳轉化率。

在土壤環(huán)境中影響有機碳循環(huán)轉化的因素有許多，土壤有機碳含量主要取決于土地利用類型、土壤質(zhì)地狀況及氣候的影響。前人研究表明，當氣溫在15 ℃以上時，可使土壤SOC含量增加6.2%～16.6%^［21］；土壤pH可以通過改變SOC溶解度或加速微生物生長和多樣性等因素來影響碳的分解^［22］。研究發(fā)現(xiàn)因為有機肥輸入的碳在酸性土壤中一部分被保留，但當土壤pH較高時，土壤中的碳容易被分解，呈現(xiàn)出土壤pH與SOC含量之間負相關關系^［23］。秸稈碳的轉化受秸稈類型、溫度、pH等多種因素的共同作用，然而影響這一過程的因素遠不止于此，需要從整體角度研究各個影響因子與秸稈碳轉化分配比例之間的關系，以促進有機碳更有效地吸收利用，從而提升土壤養(yǎng)分，實現(xiàn)糧食作物增產(chǎn)與“碳中和”目標。

3.2 土壤有機碳固定保護機制

土壤有機碳穩(wěn)定廣義上是指阻礙有機物分解、促進其在土壤中積累和持久存在的機制^［24］，SOC的穩(wěn)定與土壤對SOC的保護機制有一定關系。SOC保護機制，本質(zhì)上是SOC與土壤微生物、土壤酶等之間存在一定的屏障或者與土壤礦物結合形成穩(wěn)定結構從而保護有機碳的穩(wěn)固，是SOC能長期保存而變化較小的重要因素^［25］。

朱錕恒等^［26］研究表明，物理保護機制能夠使土壤有機碳增加20.39%，主要是因為團聚體多孔的結構，將土壤有機碳包裹起來避免被微生物分解，可以儲存碳、氮、磷等養(yǎng)分，形成土壤結構中重要的物理保護機制。土壤團聚體是土壤顆粒經(jīng)過膠結作用形成的個體，是土壤結構的基本單元^［27］，并且在調(diào)節(jié)土壤水肥、氣熱以及存儲表土有機質(zhì)方面起著至關重要的作用^［28］。在我國華東地區(qū)通過大田小區(qū)試驗發(fā)現(xiàn)，關于團聚體不同組分的變化也得到相似的結果，秸稈還田配施促腐菌劑可以促進土壤大團聚體（gt;0.25 mm）形成，增加了土壤大團聚體中的養(yǎng)分含量，進而提高了團聚體水穩(wěn)定性^［29］。也有研究發(fā)現(xiàn)當外源有機物進入土壤后，鐵鋁氧化物的保護作用對土壤有機碳的固存和穩(wěn)定也有著重要的貢獻^［30］。

化學穩(wěn)定機制主要是指土壤中的有機碳被土壤礦物吸附在其表面，通過離子橋、范德華力、配體交換或氫鍵等作用，形成穩(wěn)定的有機-無機復合體，使有機碳結構發(fā)生變化，生物可利用性降低，進而達到保護有機碳的作用^［16］。土壤礦物有機碳的吸附能力與其比表面積呈現(xiàn)正相關，吸附力隨比表面積增大而變強^［31］，2∶1型黏土礦物比1∶1型黏土礦物具有更強的有機質(zhì)吸附能力^［32］。

其中生物化學穩(wěn)定機制是在3種保護機制中使有機碳含量增加最多，增幅達53.32%。細菌和真菌作為分解群落的兩個主要類群，展現(xiàn)出多種影響土壤固碳和陸地碳穩(wěn)定性的途徑^［33］，細菌主要負責碳水化合物、有機酸和氨基酸的分解，而真菌在處理難溶性土壤碳方面更為重要^［34］。

3.3 秸稈還田對土壤微生物的影響

土壤微生物在秸稈腐解、營養(yǎng)元素礦化釋放、施入土壤中礦物質(zhì)肥料的固持過程中具有重要的作用，而秸稈還田也會對土壤微生物產(chǎn)生不可替代的影響^［35］。大量研究表明，長期施用無機肥會降低細菌的生物多樣性和豐度^［36］，施用有機肥會增加細菌的豐度和多樣性^［37］，進而提高土壤中MBC含量^［38］；無論是有機肥、無機肥，還是堆腐、翻埋等還田方式的長期施用后均可使土壤中蔗糖酶、過氧化氫酶以及脲酶的活性提高^［39-40］，增強了土壤微生物對多聚化合物、羧酸化合物、碳水化合物、胺類化合物、氨基酸的利用能力^［41］。

因此，添加秸稈會顯著影響土壤有機碳的組成、含量和土壤養(yǎng)分的豐富程度等理化指標，進而對土壤微生物群落的結構、組成和活性產(chǎn)生影響，進一步影響秸稈碳的轉化與分配，以及土壤養(yǎng)分的循環(huán)過程。

3.4 微生物對土壤有機碳的影響

3.4.1 微生物碳泵的提出 在以往研究中，主要聚焦于土壤有機質(zhì)的主要組成物質(zhì)為腐殖質(zhì)，而腐殖質(zhì)則有利于土壤各項功能^［42］，將土壤有機質(zhì)（Soil Organic Matter，SOM）的規(guī)模、構成與非生物環(huán)境對SOM轉化的影響聯(lián)系起來^［43］，卻較少強調(diào)微生物在其中的作用。事實上，細菌和真菌等微生物是推動秸稈碳在土壤過程中轉化的主要因素。微生物對秸稈的降解主要經(jīng)歷了胞外酶解聚、同化、產(chǎn)生代謝產(chǎn)物以及土壤中碳的固定等幾個主要階段^［44］。目前土壤微生物碳泵（Microbial Carbon Pump，MCP）已大量應用于陸地生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)研究中，例如，Qu等^［45］基于MCP機制，設置3種堆肥處理，通過試驗發(fā)現(xiàn)，秸稈還田后土壤有機質(zhì)的核心細菌為鞘氨醇盒菌（Sphingopyxis）和脫硫桿菌（Dethiobacter），微生物作為響應者，發(fā)揮了碳泵的主要作用，顯著促進土壤有機質(zhì)從簡單組分向復雜組分的轉變。也有研究表明，外源有機碳一旦進入土壤，即充當聚集體形成的圓核，刺激微生物群落的局部活動^［46］。這些微生物會分泌細胞外多糖和聚合物物質(zhì)，將它們粘附在土壤顆粒上，并將顆粒緊密結合在一起，在分解的SOC核周圍形成一個外殼，最終將其中的SOC殘留物封存^［47］。值得注意的是在添加秸稈和根茬后，微生物殘體碳含量在前30 d迅速上升，并于180 d時達到峰值。在這個過程里，真菌的殘余碳貢獻度介于60.5%～63.5%之間，然而，細菌的殘余碳卻始終保持波動，其貢獻度介于9.0%～11.0%之間^［48］。

綜上，微生物碳泵通過整合微生物生成的各種有機化合物及其穩(wěn)定過程，有效地補充土壤碳庫，表明在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中土壤微生物發(fā)揮著至關重要的媒介作用，并顯著促進土壤有機碳的穩(wěn)定。

3.4.2 續(xù)埋效應和激發(fā)效應 大量微生物長期存在于土壤中，然而秸稈碳的分解與轉化也與微生物的種類和群落密切相關，不同類別的微生物也發(fā)揮著不同的作用。微生物對秸稈的轉化，既有降解礦化秸稈中的木質(zhì)纖維素的過程，又包括同化和合成穩(wěn)定SOC的過程^［49］。本研究發(fā)現(xiàn)秸稈還田后，真菌殘體碳貢獻率是細菌殘體碳貢獻率的1.0倍～1.5倍。這些結果同樣證實了真菌殘余碳在保持土壤有機碳儲量的穩(wěn)定性上起著重要作用。

外源有機物輸入引起土壤原有機質(zhì)分解速率的變化，即為激發(fā)效應（Priming Effect，PE）^［50］，這是調(diào)控土壤有機質(zhì)分解的重要機制之一。外源碳的添加可能在短期內(nèi)促進原有土壤有機碳的礦化，從而引發(fā)微生物的“激發(fā)效應”，然而，外源碳的引入也可能導致原有土壤有機碳的礦化速率減緩，形成所謂的“負激發(fā)效應”^［51］。外源碳的輸入會促進土壤微生物生長，增加土壤微生物量，如果易于被微生物利用的外源碳不能滿足微生物生長所需求的能量，微生物就會通過促進原有SOC的礦化來獲取所需的能量，從而促進土壤激發(fā)效應；但當外源碳易于微生物利用的量達到足夠大，可以滿足土壤微生物的生長需求時，微生物會優(yōu)先利用這些外源碳，進而可能會引發(fā)負面的激發(fā)效應^［52］。因此，在秸稈添加到土壤的前中期，微生物對秸稈的分解會迅速增加，然后下降，最終趨于平穩(wěn)，從而提高土壤有機碳含量升高。

SOC池的動態(tài)變化很大程度上取決于微生物殘留物積累的同化、礦化和動態(tài)平衡，其中微生物充當MCP，續(xù)埋效應與激發(fā)效應持續(xù)向土壤貢獻有機碳，促使SOC穩(wěn)定、固存，并達到平衡。

4 結論

Meta分析結果得出，秸稈還田有利于土壤中有機碳的固存，使有機碳、可溶性有機碳和微生物生物量碳含量增加了10.94%～23.48%；秸稈還田條件下，土壤保護機制可提高土壤有機碳含量26.39%～53.32%，生物化學保護機制的處理效果優(yōu)于物理和化學保護機制；秸稈還田后可提高土壤微生物殘體碳含量，微生物在土壤碳轉化過程中扮演碳泵角色，使激發(fā)效應與續(xù)埋效應處于動態(tài)平衡，從而達到固碳的效果；玉米秸稈還田后對有機碳的提升效果優(yōu)于小麥秸稈；當氣溫高于25 ℃時，較25 ℃和低于25 ℃可多固定151.83%和166.40%的有機碳；秸稈還田條件下，堿性土壤的有機碳累積程度略高于中性土壤和酸性土壤。綜上所述，適量秸稈還田有利于增加土壤碳源，優(yōu)化微生物的群落結構。但微生物種類復雜，今后研究應致力于不同菌種的不同作用，以精準提高土壤固碳水平。

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Meta-Analysis of Carbon Conversion and Carbon Accumulation

Characteristics of Soil Microorganisms on Straw

HAN Jiaye¹，ZHANG Jiuming²，YUAN Jiahui²，ZHU Yingxue²，KUANG Enjun²，CHI Fengqin²， ZHANG Shaoliang¹

（1.School of Resources and Environment， Northeast Agricultural University， Harbin 150030， China； 2.Heilongjiang Academy of Black Soil Conservation amp; Utilization / Key Laboratory of Black Land Protection and Utilization of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Harbin 150086， China）

Abstract：Soil organic carbon （SOC） is a major component of soil， and its small changes will have a significant impact on terrestrial carbon pools and global climate change. Meta-integration analysis was used to analyze the mechanism of microbial-mediated carbon transformation and stabilization in straw and to elucidate the effects of various factors on soil organic carbon. Meta-analysis results showed that soil organic carbon（SOC）， soluble organic carbon （DOC） and microbial carbon （MBC） content increased by 23.84%， 10.94% and 20.13%， respectively， after straw was returned to the field， and the soil microorganisms significantly affected the organic carbon content of straw. Content of organic carbon under field return， and the difference between the carbon contribution of fungal and bacterial residues reached 33.12% and 14.80%. The best effect of soil organic carbon accumulation was achieved when the type of returned stover was maize stover， the soil type was alkaline soil， and the temperature was higher than 25 ℃. The chemical-biological protection mechanism in the soil can also increase the soil organic carbon content， which is conducive to the sequestration of organic carbon， so that the soil produces an excitation effect to stimulate the growth and metabolism of microorganisms， thus forming a microbial carbon pump， so that the organic carbon is in a dynamic equilibrium in the soil. For agricultural production， the most important soil functions are the maintenance of crop productivity， nutrient transformation， and the maintenance of microbial abundance and activity， which should be prioritized in order to maintain soil organic carbon content.

Keywords：soil microorganisms; straw incorporation; soil organic carbon; straw carbon transformation