由于長(zhǎng)期對(duì)土地的不合理利用，紅壤退化現(xiàn)象極為嚴(yán)重。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為酸性紅壤黏粒含量高及鐵鋁氧化物豐富的特點(diǎn)有利于有機(jī)碳的穩(wěn)定；同時(shí)，富含的鐵、鋁礦物可以促進(jìn)微團(tuán)聚體的形成，保護(hù)有機(jī)碳免受生物降解。然而，與黑土、棕壤等相比，具有很強(qiáng)物理化學(xué)作用保護(hù)潛力的紅壤有機(jī)碳含量卻相對(duì)較低，并且在農(nóng)業(yè)耕作利用后表現(xiàn)出快速的退化趨勢(shì)。迄今為止，尚無(wú)合適的概念模型可以解釋亞熱帶紅壤上存在的這種矛盾現(xiàn)象。

利用祁陽(yáng)紅壤長(zhǎng)期定位試驗(yàn)站和原位微宇宙培養(yǎng)試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期施肥影響了土壤中微生物群落和鐵化學(xué)；而這些微生物普遍具有產(chǎn)生胞外超氧化物（O2??）和過(guò)氧化氫（H2O2）的能力，在環(huán)境中可以激發(fā)鐵礦物催化的芬頓或類芬頓反應(yīng)，進(jìn)一步形成氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基（HO?），影響了土壤碳固持。

論文提出了有效增加亞熱帶紅壤有機(jī)碳的概念模型。即通過(guò)施用有機(jī)物（如畜禽糞便、秸稈、有機(jī)肥），激發(fā)紅壤中的微生物和鐵礦物的可利用性，促進(jìn)芬頓或類芬頓反應(yīng)的發(fā)生，進(jìn)而形成分子內(nèi)共價(jià)鍵和礦物-有機(jī)復(fù)合體而促進(jìn)紅壤有機(jī)碳穩(wěn)定與累積。研究結(jié)果將有助于深入理解紅壤易退化的機(jī)制，同時(shí)為提升紅壤有機(jī)物固持、保障國(guó)家糧食安全提供參考。