由于长期对土地的不合理利用，红壤退化现象极为严重。传统观点认为酸性红壤黏粒含量高及铁铝氧化物丰富的特点有利于有机碳的稳定；同时，富含的铁、铝矿物可以促进微团聚体的形成，保护有机碳免受生物降解。然而，与黑土、棕壤等相比，具有很强物理化学作用保护潜力的红壤有机碳含量却相对较低，并且在农业耕作利用后表现出快速的退化趋势。迄今为止，尚无合适的概念模型可以解释亚热带红壤上存在的这种矛盾现象。

基于湖南祁阳红壤长期定位试验站的原位微宇宙试验

利用祁阳红壤长期定位试验站和原位微宇宙培养试验，研究发现，长期施肥影响了土壤中微生物群落和铁化学；而这些微生物普遍具有产生胞外超氧化物（O2•‒）和过氧化氢（H2O2）的能力，在环境中可以激发铁矿物催化的芬顿或类芬顿反应，进一步形成氧化能力极强的羟基自由基（HO•），影响了土壤碳固持。

微生物介导的类芬顿反应与土壤碳储存

论文提出了有效增加亚热带红壤有机碳的概念模型。即通过施用有机物（如畜禽粪便、秸秆、有机肥），激发红壤中的微生物和铁矿物的可利用性，促进芬顿或类芬顿反应的发生，进而形成分子内共价键和矿物-有机复合体而促进红壤有机碳稳定与累积。研究结果将有助于深入理解红壤易退化的机制，同时为提升红壤有机物固持、保障国家粮食安全提供参考。