近日，資環所炭基新材料與應用研究室在國際學術期刊Biochar（中科院一區TOP，IF=13.5）發表題為“Interactive effects of straw and biochar alter humic acid composition and component associations”的學術論文。資環所馬睿博士後為第一作者，劉忠珍研究員為通訊作者。

　　研究圍繞秸稈活性高但穩定性不足、生物炭結構穩定但腐殖化轉化受限這一關鍵矛盾，采用培養試驗，以FT-ICR-MS和分子網絡分析為核心，結合多譜學與顯微成像，係統揭示秸稈—生物炭互作調控胡敏酸形成的分子機製。結果表明，秸稈主要輸入富含氧官能團的活性前體，促進胡敏酸中脂質類、木質素類、單寧類及其他易轉化組分積累；生物炭則提供芳香性和結構縮合度較高的穩定骨架。二者共施並非簡單疊加，而是促進秸稈來源活性中間體與生物炭來源相關芳香結構耦合，使胡敏酸整體同時表現出較高氧化程度、自由基活性和結構持久性特征。FT-ICR-MS結果進一步表明，秸稈和生物炭共施推動胡敏酸芳香組分由高度縮合芳香域向較低縮合度芳香分子轉變，提高分子被進一步轉化和參與反應的可能性。分子網絡分析顯示，秸稈和生物炭共施處理強化了胡敏酸分子中 C₁₁H₁₁O₅、C₁₄H₉O₆、C₁₅H₉O₅等含氧芳香中間體在分子核心轉化鏈後期，向 C₁₅H₁₅O₃、C₁₄H₁₉O₂和 C₁₂H₁₇O₂等低氧終端分子彙聚，形成以“氧化活化—脫氧氫化—路徑彙聚”為特征的網絡化轉化機製。該研究揭示，秸稈—生物炭共施可在胡敏酸形成過程中保留活性含氧組分，並將其整合進生物炭相關芳香結構中，使胡敏酸兼具持續轉化能力和結構穩定性。說明土壤有機質穩定化不僅取決於難降解組分積累，更取決於活性組分在芳香穩定結構中的再分配、嵌入與保留。

　　以上研究得到國家自然科學基金（42207316）、必威betways 低碳農業與碳中和研究中心（XTXM202204）等項目資助。

　　文章鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s42773-026-00622-y