不同種植模式對土壤團聚體及有機碳組分的影響

寧海霞 劉會麗

摘 要：農田土壤是全球碳庫中最為活躍的部分，在一定程度上會充分影響到溫室效應和氣候變化。我國自古以來都是農業大國，在促進農田土壤固碳能力顯著提高的同時，可以有效地減緩溫室效應，而耕作制度、氣候條件、土壤理化性質與管理措施等都會對土壤有機碳的固定造成重要的影響，若農業管理措施不恰當則會造成土壤碳庫的損失 ，使其從碳匯轉化為碳源。作為具有國際社會共識、且具有環保理念的農業發展模式——有機農業，對于農業減排作用的發揮至關重要，并且通過有機投入品，如施入生物質與糞肥等，再加上耕地保護與輪作等農業措施的實施，可以促進土壤固碳作用的顯著增強。

關鍵詞：種植模式；土壤團聚體；有機碳組分

有機種植對于土壤有機質含量的增加和土壤腐殖質組分特性的變化均有顯著的促進作用，這對于土壤腐殖化進程十分有利。盡管我國的有機農業起步晚，但是發展迅速，現階段有機農業的發展以制定相關制度和管理規范為主 ，關于有機種植與常規種植的研究集中在土壤肥力特征方面。土壤團聚體作為土壤機構得以組成的基本單位，團聚過程中不同的顆粒分在會對土壤系統中的水肥水熱和土壤固碳起到重要作用。

一、土壤團聚體的組成與碳、氮

土壤團聚體在土壤固碳中發揮著重要的作用。大量研究證明，團聚體中大約儲存了土壤表層90%左右的有機碳。土壤有機質與團聚體二者相互作用，團聚體的穩定性在一定程度上取決于有機質與原生礦物顆粒的合成 ，而穩定的團聚體為有機質提供物理方面的保護。

有機質是團聚體重要的膠結劑，有助于大團聚體數量的增加，對于形成穩定的團聚體至關重要。以“大團聚體周轉”為核心的團聚體模型，為利于形成土壤大聚體，可以投入新鮮的有機物質，然而大團聚體內顆粒有機物對于形成微團聚體十分有利，大團聚體在分解顆粒有機物和其他干擾過程中，如果發生破裂則可以將微團聚體釋放出來。

大團體在有機種植模式下比例有所降低，相比較于常規種植模式團聚體穩定性耕地，這與市場對有機農場經濟的影響有很大關系，其復種指數、供試有機蔬菜地單位面積均比常規種植高。同時，大團體聚塊在耕作過程中不可避免地會遭受到破壞，以此便可以將更多的微團聚體釋放出來，由此會相應地減少大團聚體在有機種植模式下的百分含量，增加微團聚體的數量。然而，有機種植模式下所投入的有機肥量比較大，有機碳在各粒級團聚體中的含量均非常多，為強化土壤的團聚作用需要的有機膠體相對比較多，從而能夠降低耕地對團聚體的破壞作用。

二、土壤團聚體中的有機碳組分

關于土壤有機物的周轉，時間少則幾年，多則幾千年，以周轉時間的長短為依據，可以對其進行劃分，即周轉時間為幾年的活性炭庫、幾年到幾十年的緩效性碳庫與幾百到幾千年的惰性碳庫。通過科學的土壤有機碳進行分組，可以對有機碳在團聚體中的固存機制展開更好的探究。

重組有機質主要在有機無機復合體中儲存，在一定程度上是與礦物有機結合的部分有機質，是緩效性與惰性碳庫的代表。通過有機肥的施用，可以極大地提高土壤中礦物結合態的有機碳含量；長期不同的施肥管理會充分影響到稻田土壤中的有機碳，而有機肥的施入可以促進重組有機碳含量和在總有機碳比例的顯著的提高。

有機種植模式下通過有機肥的施用，可以極大地增加重組有機碳含量，在總有機碳含量低的影響下，向比較于常規種植模式，有機種植模式的輕組和重組有機碳儲量會相應地提高。輕組和重組有機碳在常規模型下會相應地減少80%和40%左右。由此可以充分說明在有機物料投入不多的情況下，有機碳會對活性組分優進行分解。評價微團聚體對有機碳的物理保護可以對微生物分解有機碳的作用產生較大的阻力，微團聚體中重組有機碳表現出非常明顯富集狀態。為此，可以說明土壤有機碳固存的重要部分便是微團聚體中的重組有機碳，究其原因與有機種植模式對于土壤固碳十分有利有很大的關系。

一氧化態碳作為土壤中的部分有機碳，是有機碳中的活性有機碳，其本身并不穩定，且周轉時間不長，對土地利用變化反應較為敏感。土壤易氧化態碳的積累在不同 在不同種植模式的影響下土壤一氧化碳的積累會發生較大的變化。相比較于常規種植模式，會明顯增加有機種植模式下超過1毫米大團聚體中的LOC含量，而其他粒級團聚體LOC 含量差異不顯著，由此說明LOC 在大團聚體中的富集十分明顯。

三、結語

基于種植模式的不同對土壤團聚體的分布和穩定性會產生較大的影響，團聚體粒級在有機種植模式下的減小，會相應地增加其在團聚體中的百分含量，其中占比最高的為小于0.25毫米的微團聚體；然而，超過1毫米的大團聚體在常規種植模式下的占比例要比1～0.5、0.5～0.25毫米的大團聚體高。有機碳含量在有機種植模式下的顯著提高對于土壤團聚作用的促進十分有幫助，耕作對團聚體的破壞也能夠得到有效緩解。另外，土壤中更多的微團聚體在有機種植模式下的有機碳儲存會更多，穩定性更高，對于重組有機碳的積累會更加有力，從而可以促進有機碳穩定性的顯著增強與土壤固碳。

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