由于長期對土地的不合理利用，紅壤退化現(xiàn)象極為嚴重。傳統(tǒng)觀點認為酸性紅壤黏粒含量高及鐵鋁氧化物豐富的特點有利于有機碳的穩(wěn)定；同時，富含的鐵、鋁礦物可以促進微團聚體的形成，保護有機碳免受生物降解。然而，與黑土、棕壤等相比，具有很強物理化學作用保護潛力的紅壤有機碳含量卻相對較低，并且在農(nóng)業(yè)耕作利用后表現(xiàn)出快速的退化趨勢。迄今為止，尚無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。

利用祁陽紅壤長期定位試驗站和原位微宇宙培養(yǎng)試驗，研究發(fā)現(xiàn)，長期施肥影響了土壤中微生物群落和鐵化學；而這些微生物普遍具有產(chǎn)生胞外超氧化物（O2??）和過氧化氫（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，進一步形成氧化能力極強的羥基自由基（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碳的概念模型。即通過施用有機物（如畜禽糞便、秸稈、有機肥），激發(fā)紅壤中的微生物和鐵礦物的可利用性，促進芬頓或類芬頓反應的發(fā)生，進而形成分子內(nèi)共價鍵和礦物-有機復合體而促進紅壤有機碳穩(wěn)定與累積。研究結果將有助于深入理解紅壤易退化的機制，同時為提升紅壤有機物固持、保障國家糧食安全提供參考。