土壤学报

作者：荣慧，房焕，张中彬，蒋瑀霁，赵旭，单军，彭新华，孙波，周虎

单位：荣慧，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,房焕，河海大学农业科学与工程学院, 南京 210098；,张中彬，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；,蒋瑀霁，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；,赵旭，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；,单军，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；,彭新华，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008;中国科学院大学, 北京 100049；,孙波，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；,周虎，土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所), 南京 210008；zhouhu@issas.ac.cn,

关键词：红壤;土壤团聚体;孔隙结构;土壤有机碳矿化;X射线显微CT

基金：国家自然科学基金委员会-中国科学院大科学装置科学研究联合基金项目（U1832188））资助

土壤团聚体在外部和内部因素影响下发生团聚和破碎过程，形成不同大小分布的团聚体。团聚体大小分布的变化会改变土壤孔隙结构，影响各种土壤物理、化学和生物学过程，进而影响土壤有机碳（SOC）的周转。选择三种长期施用不同量有机肥的红壤（不施肥，CK；施低量有机肥，LM；施高量有机肥，HM），过不同大小孔径筛（5 mm，S5；2 mm，S2；0.5 mm，S0.5）改变团聚体的大小分布，然后填装土柱（直径2.9 cm、高度4 cm），填装容重为1.3 g·cm-3。利用X射线显微CT（Computed Tomography）成像技术分析土壤的孔隙结构，采用室内培养法测定土壤有机碳矿化量。结果表明，团聚体大小对孔隙结构有极显著的影响。相较于S5和S2处理，S0.5处理土壤的大孔隙度（>16 μm）降低了83.0%~93.9%，孔隙连通性降低了95%以上。而S5和S2处理的大孔隙度和孔隙连通性只在HM土壤中有显著差异，在CK和LM土壤中无显著差异。团聚体大小分布对土壤有机碳矿化量有显著影响。团聚体破碎增加了土壤有机碳矿化量。在CK土壤中，S0.5的有机碳累积矿化量较S5和S2分别高64.2%和79.1%；在HM土壤中，S0.5的有机碳累积矿化量较S5和S2分别高19.3%和14.1%。与之不同的是，在LM土壤中，S0.5的有机碳累积矿化量与S5无显著差异，可能是受到孔隙结构的影响。相关分析发现，土壤有机碳累积矿化量与16~30 μm孔隙的孔隙度呈显著的正相关关系。团聚体大小分布的变化改变了土壤的孔隙结构，大团聚体破碎降低了填装土柱的大孔隙度。团聚体破碎促进土壤有机碳的矿化，一部分原因是释放出了被保护的有机碳。此外，团聚体大小改变导致的孔隙结构变化可能是影响土壤有机碳矿化的另一个重要因素。

来源：2022年第2期

《土壤学报》期刊编辑部

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