东北黑土是我国重要的粮食生产基地，在过去三十年中，由于土壤侵蚀强度大、有机物质输入少，导致其有机碳含量不断下降。秸秆还田是提升土壤有机碳的重要措施，但秸秆对土壤有机碳的影响效应存在争议，内在机制尚不明确。中国科学院南京土壤研究所研究员丁维新课题组以位于黑龙江省的中科院海伦农业生态实验站为基地，建立秸秆原位分解试验，利用固态13C核磁共振等技术，研究了秸秆碳化学特征对分解过程的调控效应。
在一年的分解期内，大豆秸秆分解最快，其次是玉米和小麦秸秆。烷氧碳、双氧烷基碳和羰基碳是控制秸秆分解速率的关键组分。大豆秸秆中，木质素具有较高的紫丁香基与愈创木基比，导致对上述官能团碳的保护阻隔作用较弱，更易被分解。随着分解时间延长，秸秆中烷氧碳和双氧烷基碳的相对含量降低，而酚基碳和芳基碳的相对含量增加，不同种类秸秆碳化学性质的趋异性更加明显。
分解一年后，大豆、玉米和小麦秸秆均呈现氮的净释放，源于秸秆烷基碳、烷氧碳和芳基碳的大量分解。上述研究结果表明，东北地区秸秆还田有利于土壤有机碳提升，也可以为作物提供氮素养分。该研究结果发表在Soil Biology and Biochemistry上。