我所土壤孔隙分布與有機碳間關系研究取得新進展
土壤孔隙分布決定著包括水分存儲與運輸、氣體擴散、穿透阻力、微生物活性等在內的許多土壤過程和功能。大量研究指出土壤孔隙度對土壤有機碳（SOC）的固定產生影響，但是以往的研究多集中在土壤總孔隙度與SOC之間的關系上，土壤孔隙分布與SOC之間的關系仍不清楚。最小限制水分范圍（LLWR）是一個將田間持水量、萎蔫系數、充氣孔隙、土壤容重、土壤硬度、土壤粘粒含量、SOC含量等影響植物生長的多因素集合起來的綜合指標，其以往用于評價土壤水分對植物生長的限制作用，近來被成功用于解釋不同耕作方式對SOC礦化的影響，得出了LLWR與SOC礦化呈正相關的結論。但是，由于在計算LLWR過程中輸入的是土壤容重，實際上是總孔隙度數據，所以反映的還是土壤總孔隙度與SOC之間的關系。土壤各級孔隙如何影響SOC？哪一級孔隙起主導作用？各級孔隙的影響是否存在差異？這些問題有待深入研究。
為此，我所黑土有機碳與保護性學科組張曉平研究團隊基于以往研究基礎，分析了不同耕作方式對土壤孔隙分布的影響、LLWR與土壤孔隙分布的關系，并嘗試利用土壤孔隙分布替換容重計算LLWR后用于研究不同耕作方式影響SOC礦化的效果。結果表明，免耕與秋翻相比顯著降低了次大孔隙（30–100 μm）的體積，LLWR與次大孔隙（30–100 μm）的體積呈顯著相關關系（p<0.05）。因此，利用次大孔隙（30–100 μm）的體積替換土壤容重數據獲得的LLWR可以更加準確的反映不同耕作方式對SOC礦化的影響，同時還提高了其作為土壤固碳能力評價指標的精度和靈敏度。這一結果也驗證了耕作方式通過次大孔隙（30–100 μm）的體積影響LLWR，進而影響SOC礦化的結論。免耕由于不擾動土壤，所以次大孔隙（30–100 μm）的體積減少，進而導致LLWR減小、SOC礦化速率降低。相關研究結果為今后研究土壤孔隙分布與SOC之間的關系提供了很好的理論借鑒。
該項研究工作得到了國家自然科學基金、中科院知識創新工程重要方向項目和我所“優青”項目的資助。我所陳學文助理研究員為第一作者，梁愛珍副研究員為通訊作者。研究成果發表在國際農業科學領域主流學術期刊Journal of Agricultural Science上。
論文信息：Chen XW, Shi XH, Liang AZ, Zhang XP, Jia SX, Fan RQ, Wei SC. Least limiting water range and soil pore-size distribution related to soil organic carbon dynamics following zero and conventional tillage of a black soil in Northeast China. Journal of Agricultural Science, 2015, 153, 270-281.
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