食物网对土壤健康的调节机制:负责人李琪。针对东北平原旱地土壤生物健康下降的关键问题,综合多组学、同位素示踪、生物网络构建等技术手段,开展不同土壤健康保育措施对土壤食物网结构功能的影响机制、食物网生物互作对土壤健康的调节机制、土壤生物健康指标筛选及评价体系构建研究,为东北平原旱地土壤生物健康与产能提升提供理论依据与技术支撑。
土壤碳汇功能的微生物策略:负责人梁超。主要围绕微生物生态和生物地球化学循环方面的机制探索,创新提出了土壤微生物碳泵理论框架,聚焦土壤微生物同化代谢对土壤碳固存的关键作用,重点探讨土壤生态相关过程的微生物调控机理、微生物来源碳氮的周转和积累机制及其对土壤有机库的贡献,凝练土壤微生物介导的土壤碳增汇理论机制,研发可实现农业高产高效、促进黑土地力培育与产能提升的保护性耕作技术体系。
土壤健康的酶学机制与调控:负责人姜楠。聚焦国家粮食安全战略和耕地资源保护需求,整合土壤酶学、土壤生物化学与微生物学等技术手段,结合高通量测序、多组学与机器学习等方法,系统研究农田土壤有机质转化和养分循环的酶学与微生物学机制,为土壤健康保育技术和产品开发提供理论支撑与实践指导。
土壤健康的根际调控机理:负责人阴黎明。主要围绕植物根际对土壤有机质周转与稳定的调控机制开展研究,包括根际碳氮生物地球化学循环、激发效应、根系觅养策略。综合采用稳定同位素标记、分子生物学、机器学习等技术手段,研究根际生物与非生物交互对土壤有机质形成与分解的“双刃剑效应”;根系养分获取策略对土壤有机碳动态的影响,尤其是根系-菌根真菌共生关系。
土壤有机质转化微生物调控机制:负责人何红波。针对东北黑土旱作区土壤退化问题,开展农田土壤碳、氮微生物转化循环过程、机制和调控以及保护性耕作技术研究。利用同位素示踪技术融合分子生物学以及生物标识物分析,研究微生物底物响应、生长代谢和残体积累过程对土壤有机质周转与稳定的协同调控机制,探讨微生物和植物来源组分对土壤有机质库构建的调控作用,阐明保护性耕作通过固土增碳、培肥增效遏制东北黑土地退化、提升土壤功能的多元调控机制。