摘要
土壤有机碳（SOC）是土壤养分循环和供应的核心物质，提高SOC固持量有助于增强土壤结构稳定和农业生产力，对土壤质量和农业可持续发展具有重要作用。外源有机物料是土壤有机碳的主要施入来源，是影响SOC含量和稳定性的关键。由于不同有机物料其化学性质不同，施入土壤后会导致腐解进程、分解转化速率不同，进而引起SOC及组分分布存在差异；另外，农田土壤中50%~75%的SOC可与土壤粘土颗粒相结合而形成稳定的有机无机复合体，在土壤有机碳与矿物结合机制中，金属阳离子发挥着不可忽视的作用，它们可作为有机碳与矿物颗粒结合的键桥，从而提高土壤有机碳的稳定性。而微量金属元素锌作为植物必需的微量营养元素，锌肥作为农田常用的微量元素肥料，迄今在有机物料施用及SOC对锌的有效性方面已有较多研究，但关于锌对SOC形成及稳定性的影响及机制目前开展的研究甚少。为此，本研究通过为期60d的室内培养试验，旨在揭示锌与不同有机物料配施对土壤团聚体形成和有机碳周转的影响及机制。研究获得的主要结果如下： （1）对比分析了锌肥单施、不同有机物料单施、锌与有机物料配施下SOC、POC、MAOC含量分布。结果表明，添加等碳量小麦秸秆和腐熟羊粪均能显著提高SOC含量，培养到30d时，添加小麦秸秆和腐熟羊粪的土壤中，SOC含量分别比对照增加4.62%、21.65%（P＜0.05）；培养到60d时，二者分别增加7.22%、29.51%（P＜0.05）。可见，添加腐熟羊粪提高SOC含量的幅度远高于小麦秸秆，而施Zn对SOC含量无显著影响，Zn与有机物料配施对SOC含量亦无显著影响。施Zn在0~30d和0~60d两个阶段POC含量较不施Zn分别提高22.21%、18.9%（P＜0.05）；添加秸秆在0~60d期间POC含量较不添加显著提高14.35%；添加腐熟羊粪在0~30d和0~60d两个阶段POC含量分别较不添加增加40.71%、9.66%。可见，添加不同物料均能促进POC的形成。施Zn与不施Zn土壤在0~30d期间MAOC含量无显著差异，而就整个培养期间而言，MAOC含量在施Zn条件下降低5.66%（P＜0.01）；添加小麦秸秆、腐熟羊粪在整个培养时期均显著提高土壤MAOC含量，在0~30d期间分别较不添加有机物料增加3.65%、21.73%，培养结束时分别增加4.36%、19.63%，可见添加腐熟羊粪提高MAOC含量的效果远高于小麦秸秆。 （2）对比分析了土壤水稳性团聚体形成、稳定性及其SOC含量分布。结果表明，施Zn在0~60d期间微团聚体和粘粉粒含量分别降低8.17%、22.41%，细大团聚体含量增加27.35%，这说明施Zn促进了微团聚体和粘粉粒向细大团聚体的聚集；添加不同有机物料在整个培养期间均能促进土壤团聚体形成，添加小麦秸秆在0~30d期间微团聚体、粘粉粒分别较不添加降低10.35%、26.71%，大团聚体含量增加26.6%；在0~60d期间，粘粉粒含量降低23.77%，粗大团聚体、细大团聚体分别增加32.12%、15.70%，另外发现在培养后期其大团聚体含量较0~30d期间明显减少6.64%。这似乎表明添加秸秆形成的大团聚体随培养时间推移易分解破碎；添加腐熟羊粪在0~30d期间粘粉粒含量降低19.83%，细大团聚体含量增加20.48%；而在0~60d期间微团聚体和粘粉粒含量分别降低5.67%、16.16%，粗大团聚体和细大团聚体含量分别增加46.10%、10.51%，形成的大团聚体含量及稳定性明显提高。由此可得，影响团聚体形成的主要因素并非C投入量，而与有机物料的化学组成有关。施Zn在0~60d期间显著降低微团聚体和粘粉粒SOC含量而增加大团聚体SOC含量；在整个培养期间添加腐熟羊粪较小麦秸秆更能提高各粒径团聚体SOC含量。 （3）通过对全土及团聚体中全Zn及各形态Zn含量进行分析。结果表明，在整个培养期间，施Zn下全土、POM、MAOM中全Zn含量范围分别为102~108mg/kg、73~97mg/kg、100~105mg/kg，较不施Zn分别提高30.75%、43%、30%；添加小麦秸秆处理其含量范围分别为77~79mg/kg、52~60mg/kg、78~79mg/kg，较对照无明显变化；添加腐熟羊粪后全土、POM、MAOM中全Zn含量范围分别为81~82mg/kg、73~75mg/kg、82~83mg/kg，较对照分别提高3.58%、45.32%、6.88%。显然添加Zn和腐熟羊粪较小麦秸秆更能提高土壤全Zn含量。施Zn在整个培养期间土壤交换态Zn（Ex-Zn）、松结有机态Zn（Lom-Zn）、碳酸盐结合态Zn（Carb-Zn）含量分别较不施Zn提高7.37%、3.66倍、2倍；添加秸秆在0~60d期间Lom-Zn含量较不添加提高28.86%，Carb-Zn含量降低11.96%；添加腐熟羊粪在0~30d期间Lom-Zn含量提高1.6倍，而在0~60d期间Ex-Zn、Lom-Zn、Carb-Zn含量分别较不添加提高4.18%、1.3倍、20.52%。可见，添加腐熟羊粪较小麦秸秆更能影响全Zn及各形态Zn的含量分布。 综上所述，施Zn能增加相对活性的有机碳组分，但会降低稳定性有机碳组分。添加腐熟羊粪比作物秸秆更有利于提高SOC含量，秸秆更有利于活性碳组分含量提高，而腐熟羊粪更有利于稳定性有机碳组分含量提高；施Zn能显著促进土壤团聚体形成和稳定性提高，添加作物秸秆条件下土壤团聚体形成较快但其稳定性较差，而添加腐熟羊粪条件下土壤团聚体形成速度较慢但更为稳定；两种有机物料均能提高土壤松结有机态Zn含量。这表明锌肥与有机物料合理配施，虽然能促进土壤结构的改善，但不利于土壤有机碳稳定性的维持。
NETL