Coastal wetlands are key players in mitigating global climate change by sequestering soil organic matter. Soil organic matter consists of less stable particulate organic matter (POM) and more stable mineral-associated organic matter (MAOM). The distribution and drivers of MAOM and POM in coastal wetlands have received little attention, despite the processes and mechanisms differ from that in the upland soils. We explored the distribution of POM and MAOM, their contributions to SOM, and the controlling factors along a salinity gradient in an estuarine wetland. In the estuarine wetland, POM C and N were influenced by soil depth and vegetation type, whereas MAOM C and N were influenced only by vegetation type. In the estuarine wetland, SOM was predominantly in the form of MAOM (> 70 %) and increased with salinity (70 %–76 %), leading to long-term C sequestration. Both POM and MAOM increased with SOM, and the increase rate of POM was higher than that of MAOM. Aboveground plant biomass decreased with increasing salinity, resulted in a decrease in POM C (46 %–81 %) and N (52 %–82 %) pools. As the mineral amount and activity, and microbial biomass decreased, the MAOM C (2.5 %–64 %) and N pool (8.6 %–59 %) decreased with salinity. When evaluating POM, the most influential factors were microbial biomass carbon (MBC) and dissolved organic carbon (DOC). Key parameters, including MBC, DOC, soil salinity, soil water content, aboveground plant biomass, mineral content and activity, and bulk density, were identified as influencing factors for both MAOM abundance. Soil water content not only directly controlled MAOM, but together with salinity also indirectly regulated POM and MAOM by controlling microbial biomass and aboveground plant biomass. Our findings have important implications for improving the accumulation and increased stability of soil organic matter in coastal wetlands, considering the global sea level rise and increased frequency of inundation.

In agricultural ecosystems, incorporation of crop residues has been practiced as a recycling approach for sustaining soil organic matter (SOM) and soil fertility. However, how crop residue amendments in different forms (direct straw return, converted as manure and pyrolyzed as biochar) affect soil organic carbon (SOC) pools and SOM composition is not well known. In this study, a short-term (2015–2019) field experiment in paddy soil was conducted with a one-time maize residue amendment, consistently in a single doses of 10 Mg ha−1 organic carbon (OC) equivalent, in three forms: air-dried straw (CS), cattle manure (CM) and biochar (CB). No residue amendment (CK) was used as control. Topsoil organic matter changes were analysed using 13C isotopic tracing, biomarker analysis, and solid-state 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy in combination with soil aggregate density/size fractionation. After four cropping cycles following amendment, SOC content was unchanged under CS and CM but increased by 24% under CB; However, the OC pool ratio of particulate organic matter (POM) to mineral-associated organic matter (MAOM) significantly increased under all amendments compared to CK. The δ13C values indicated that maize-derived OC was preserved the most in the POM within the macroaggregates, particularly under CB. Regarding the molecular composition, all residue amendments increased the abundance ratio of plant- to microbe-derived lipids. Plant-derived lipids were primarily concentrated in macroaggregates, whereas microbial lipids were more prevalent in the silt–clay fractions. Lignin phenols were significantly enriched only in microaggregates under CS relative to CK. Overall, SOM changes in the paddy topsoil following crop residue amendment in different forms were depicted by OC pool redistribution and molecular composition alteration. The study highlighted that biochar amendment, instead of straw or manure, greatly enhanced SOC accumulation by promoting macro-aggregation, which in turn preserved plant-derived carbon through the direct input of the persistent char in a rice paddy.