趙興敏，劉楠，郭欣欣，王鴻斌，隋標(biāo)，趙蘭坡*

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，吉林省商品糧基地土壤資源可持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)春 130118；2.Faculty of Engineering and Green Technology,University Tunku AbdulRahman,Kampar 31900）

秸稈和硫酸鋁對(duì)淡黑鈣土有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體及有機(jī)碳分布的影響

趙興敏1，劉楠1，郭欣欣2，王鴻斌1，隋標(biāo)1，趙蘭坡1*

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，吉林省商品糧基地土壤資源可持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)春 130118；2.Faculty of Engineering and Green Technology,University Tunku AbdulRahman,Kampar 31900）

以吉林省典型土壤淡黑鈣土為研究對(duì)象，采用室內(nèi)恒溫培養(yǎng)法研究在不同秸稈和硫酸鋁添加量下，淡黑鈣土中有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體的含量及有機(jī)碳在其中的分布，探討有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體對(duì)淡黑鈣土固碳的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明：對(duì)于秸稈和硫酸鋁添加的所有處理，復(fù)合體含量均表現(xiàn)為G1（鈉分散組）＞G0（水分散組）＞G2（鈉質(zhì)研磨分散組）；與對(duì)照相比，秸稈和硫酸鋁添加使得淡黑鈣土中G0組復(fù)合體的含量降低，G2組復(fù)合體的含量明顯上升，而對(duì)G1組復(fù)合體的含量影響不大。單位質(zhì)量復(fù)合體中有機(jī)碳的含量大小表現(xiàn)為G2＞G0＞G1，G2組復(fù)合體中的有機(jī)碳含量最高（平均含量為95.92 g·kg-1），約為單位質(zhì)量G0組和G1組復(fù)合體中有機(jī)碳含量的3倍，G0組（平均含量為33.89 g·kg-1）略高于G1組（平均含量為32.25 g·kg-1）。秸稈和硫酸鋁添加均有助于提高G0組復(fù)合體中有機(jī)碳的含量；而G1組復(fù)合體有機(jī)碳含量的變化主要受秸稈添加量的影響，隨著秸稈添加量的增加，G1組復(fù)合體有機(jī)碳含量增加；秸稈對(duì)G2組復(fù)合體中有機(jī)碳含量的提高具有促進(jìn)作用，而硫酸鋁的影響則相反。各組復(fù)合體對(duì)淡黑鈣土固碳的貢獻(xiàn)率取決于土壤中復(fù)合體的含量及單位質(zhì)量復(fù)合體中有機(jī)碳的含量，其對(duì)固碳貢獻(xiàn)的大小順序?yàn)镚1＞G0＞G2；有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體（G0+G1+G2）質(zhì)量?jī)H占淡黑鈣土質(zhì)量的約四分之一，但其對(duì)于淡黑鈣土固碳的貢獻(xiàn)卻為61.96%～73.56%。

淡黑鈣土；秸稈；硫酸鋁；有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體；土壤有機(jī)碳

淡黑鈣土是在溫帶半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，冬季寒冷漫長(zhǎng)、夏季溫?zé)岫檀俚奶厥鈿夂蚝湍纲|(zhì)等條件下形成的一類特殊類型的土壤，是吉林省的主要土壤資源和重要的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)基地。其主要特征為腐殖質(zhì)積累過(guò)程弱、含量低，碳酸鹽積累過(guò)程強(qiáng)、含量高，因此其肥力效果相對(duì)較差[1]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高淡黑鈣土肥力的主要措施是向土壤中添加有機(jī)物料，通過(guò)有機(jī)物料的腐殖化，提高有機(jī)質(zhì)含量[2-4]。但單一施用有機(jī)物料不能有效降低淡黑鈣土的碳酸鹽含量和堿度。課題組在以往研究中發(fā)現(xiàn)，使用硫酸鋁改良劑對(duì)降低蘇打鹽堿土的pH值，促進(jìn)土壤膠體凝聚具有良好的作用[5-6]。這是由于硫酸鋁的水解產(chǎn)物多核羥基鋁聚合物、溶膠氫氧化鋁及無(wú)定形氫氧化鋁通過(guò)陽(yáng)離子鍵橋、氫鍵合和氫氧化物鍵橋等機(jī)制發(fā)揮其吸附固定腐植酸的“橋梁”作用。此外，硫酸鋁在溶液中的物理絮凝作用也會(huì)促進(jìn)腐植酸的吸附固定[7]。關(guān)于硫酸鋁對(duì)淡黑鈣土的有機(jī)質(zhì)提升作用已經(jīng)開(kāi)展了初步研究工作，發(fā)現(xiàn)秸稈和硫酸鋁改良劑組合添加對(duì)于淡黑鈣土有機(jī)碳的固定具有明顯的促進(jìn)作用，對(duì)pH值和碳酸鹽含量具有降低作用，而對(duì)陽(yáng)離子交換量有一定的提升作用[8]。秸稈還田后，在適宜的土壤生物化學(xué)等作用下逐漸轉(zhuǎn)化形成腐殖質(zhì)，成為土壤的重要組分，能夠提高土壤肥力，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。土壤腐殖質(zhì)與土壤礦物質(zhì)結(jié)合形成有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體，是土壤中比較活躍的組成部分，對(duì)于土壤結(jié)構(gòu)的形成、土壤水分和養(yǎng)分的保持與供應(yīng)均具有重要的影響[9-10]。根據(jù)膠散分級(jí)法，可將土壤有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體依次分為水分散組（G0）、鈉分散組（G1）和鈉質(zhì)研磨分散組（G2）[11]。由于秸稈和硫酸鋁加入淡黑鈣土后，這三組有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體及其中分布的有機(jī)碳如何變化尚不明確，本文在已有研究工作基礎(chǔ)上，深入探索在硫酸鋁存在時(shí)秸稈經(jīng)腐解后形成的有機(jī)質(zhì)與土壤礦質(zhì)的作用情況，進(jìn)而從機(jī)理上闡明硫酸鋁對(duì)淡黑鈣土有機(jī)碳固定的貢獻(xiàn)，以期為淡黑鈣土有機(jī)質(zhì)的快速提升，改良培肥新技術(shù)、新方法的建立提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤為淡黑鈣土，于2013年10月7日在吉林省前郭縣套浩太鄉(xiāng)堿巴拉村（124°40′58.47″E，44° 54′6.17″N）玉米田采集土壤樣品，采樣深度為0～20 cm，6次重復(fù)。土樣去除肉眼可見(jiàn)的秸稈等有機(jī)殘?bào)w后風(fēng)干，過(guò)2mm篩備用。供試玉米秸稈為田間自然風(fēng)干整株秸稈樣品，于室內(nèi)30℃烘干后去除雜物，粉碎并過(guò)2 mm篩。經(jīng)分析玉米秸稈有機(jī)碳含量為425.7g·kg-1，全氮為5.3 g·kg-1，C/N為80。供試硫酸鋁改良劑為工業(yè)硫酸鋁，主要成分為Al2（SO4）3·xH2O。淡黑鈣土的基本理化性質(zhì)如表1所示。

表1 供試淡黑鈣土的基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physicochemicalpropertiesof the tested lightChernozem

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置16個(gè)處理，其變量分別是土壤中添加的秸稈量和硫酸鋁量（秸稈或硫酸鋁質(zhì)量占土壤質(zhì)量的百分比），具體設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。恒溫培養(yǎng)試驗(yàn)中，對(duì)于每個(gè)處理，按照表2的設(shè)定量依次向400 g風(fēng)干淡黑鈣土中加入秸稈和硫酸鋁，混合均勻后，轉(zhuǎn)移到1300mL的塑料培養(yǎng)瓶中，調(diào)整含水量為20%。培養(yǎng)過(guò)程中，由于蒸發(fā)和土壤的呼吸作用要消耗部分水分[12]，每隔3 d補(bǔ)充水分，保持恒定的含水量，溫度恒定為25℃。培養(yǎng)135 d后取出土壤樣品，風(fēng)干，分析土壤有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體和其中的有機(jī)碳含量。

表2 培養(yǎng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 2 Design of incubation test

1.3 測(cè)試分析方法

土壤有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體組成測(cè)定：G0組復(fù)合體的提取參照陳家坊等[13]方法，分離土壤中水分散組復(fù)合體；G1組復(fù)合體的提取參照傅積平等[14]改進(jìn)方法；G2組復(fù)合體提取采用Edwards等[15]改進(jìn)方法。各組所得的懸濁液均用稀硫酸聚沉，再用酒精洗滌離心，濕樣經(jīng)風(fēng)干后稱重，并計(jì)算各組復(fù)合體的含量。土壤及復(fù)合體中有機(jī)碳含量的測(cè)定采用重鉻酸鉀外加熱法[16]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel2013和Origin 8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用SPSS軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 秸稈和硫酸鋁添加對(duì)淡黑鈣土各組復(fù)合體含量的影響

表3列出了秸稈和硫酸鋁添加后土壤各組復(fù)合體的絕對(duì)含量、相對(duì)含量以及對(duì)比情況。對(duì)單位質(zhì)量淡黑鈣土中各組復(fù)合體的含量分析發(fā)現(xiàn)：固定秸稈添加量時(shí)，隨著硫酸鋁添加量的增加，G0組復(fù)合體含量依次降低；固定硫酸鋁添加量時(shí)，隨著秸稈添加量的增加，G0組復(fù)合體含量整體上呈降低趨勢(shì)。這表明，秸稈和硫酸鋁添加使得淡黑鈣土中G0組復(fù)合體的含量降低。因?yàn)镚0組復(fù)合體是游離的礦質(zhì)顆粒和小于10μm微團(tuán)聚體的混合物[17]，硫酸鋁和秸稈添加有利于大團(tuán)聚體而非小團(tuán)聚體的形成[5-6]。對(duì)于只添加秸稈的4組處理S0Al0、S0.5Al0、S1.0Al0和S1.5Al0，G0組復(fù)合體含量分別為63.3、63.3、63.9、62.3 g·kg-1，沒(méi)有顯著差異；而對(duì)于只添加硫酸鋁的4組處理S0Al0、S0Al0.2、S0Al0.4和S0Al0.6，G0組復(fù)合體含量分別為63.3、62.3、58.2、57.7 g·kg-1，呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，其中只有后兩組差異不顯著，其余各組間差異顯著。說(shuō)明硫酸鋁添加是造成G0組復(fù)合體含量降低的重要原因。G2組復(fù)合體含量隨著硫酸鋁添加量的增加明顯提高，隨著秸稈添加量的增加也整體呈現(xiàn)顯著上升的趨勢(shì)，即秸稈和硫酸鋁添加使得淡黑鈣土中G2組復(fù)合體的含量顯著提升，且二者對(duì)于G2組復(fù)合體含量增加的貢獻(xiàn)基本相當(dāng)。G1組復(fù)合體是鈣結(jié)合的復(fù)合體，秸稈和硫酸鋁添加對(duì)其影響不大，并沒(méi)有明顯的規(guī)律性。已有研究也表明，隨秸稈添加量的增加，土壤中非水穩(wěn)性G0組復(fù)合體含量減少，水穩(wěn)性G2組復(fù)合體含量增加，復(fù)合體由非水穩(wěn)性向水穩(wěn)性轉(zhuǎn)化[18-19]，隨著硫酸鋁加入量的增加，G0組非水穩(wěn)性復(fù)合體含量減少[20]。由于G2組水穩(wěn)性復(fù)合體是鐵鋁氧化物結(jié)合的復(fù)合體，硫酸鋁的添加有助于土壤中鐵鋁氧化物結(jié)合形式的復(fù)合體生成。與G2組相比較，雖然G0和G1變化幅度不大，但從表3的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可以看出，大部分處理與其對(duì)照相比均達(dá)到了顯著性差異。對(duì)于所有處理而言，淡黑鈣土中各組復(fù)合體的含量關(guān)系均為G1＞G0＞G2。由于G2組復(fù)合體的絕對(duì)含量較少，G2組復(fù)合體相對(duì)于G0組和G1組的增幅較大。在復(fù)合體中，G1組復(fù)合體含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，占復(fù)合體總量的68.4%～71.0%，其次為G0組復(fù)合體占24.1%～27.9%，G2組復(fù)合體僅占3.5%～6.3%。這是由于淡黑鈣土在成土過(guò)程中，被淋溶的碳酸鈣與土壤腐殖質(zhì)中的胡敏酸結(jié)合，從而使得G1組復(fù)合體含量偏高[21-22]，在本研究中G1/ G2均大于10。土壤復(fù)合膠體的形成與其穩(wěn)定性有關(guān)，并不完全取決于離子數(shù)量。鐵鋁鍵與鈣鍵相比要穩(wěn)定得多，但在本研究中G2組分含量相當(dāng)?shù)?。這可能與土壤中實(shí)際情況存在一定的差異，因?yàn)榉旨?jí)提取只是一種操作上的概念，在將不同鍵合狀態(tài)的腐殖質(zhì)分離出來(lái)過(guò)程中存在一定的誤差，尤其在淡黑鈣土呈堿性的環(huán)境下，鐵、鋁氧化物大多以羥基的形式發(fā)生沉淀，在很大程度上也制約著G2組分的形成。

表3 秸稈和硫酸鋁添加對(duì)淡黑鈣土各級(jí)有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體含量的影響Table 3 Effectofstraw and aluminum sulfate addition on the concentration ofeach organic-mineralcomplex in lightChernozem

與S0Al0相比，秸稈和硫酸鋁添加使得各處理淡黑鈣土復(fù)合體總量均增加。16個(gè)處理培養(yǎng)135 d之后，復(fù)合體總量變化幅度為230.1～241.5 g·kg-1，增幅為1.69%～4.95%。無(wú)論在等量秸稈條件下改變硫酸鋁添加量，還是在等量硫酸鋁條件下改變秸稈添加量，復(fù)合體總量的變化均沒(méi)有呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性。復(fù)合體總質(zhì)量占土壤質(zhì)量的23%左右，將近四分之一。

2.2 秸稈和硫酸鋁添加后淡黑鈣土各組復(fù)合體中有機(jī)碳的含量

單位質(zhì)量有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體中有機(jī)碳的含量反應(yīng)了各級(jí)復(fù)合體對(duì)于有機(jī)碳的固持能力。秸稈和硫酸鋁添加后有機(jī)碳在淡黑鈣土復(fù)合體中的分布情況（單位質(zhì)量復(fù)合體中有機(jī)碳的含量）見(jiàn)表4。由表4可以看出：對(duì)于三組復(fù)合體有機(jī)碳含量整體而言，G2組復(fù)合體中的有機(jī)碳含量水平最高（平均含量為95.92g·kg-1），約為單位質(zhì)量G0組和G1組復(fù)合體有機(jī)碳含量的3倍；G0組和G1組復(fù)合體中有機(jī)碳的含量明顯低于G2組，且G0組（平均含量為33.89 g·kg-1）略高于G1組（平均含量為32.25 g·kg-1）。已有研究也發(fā)現(xiàn)，在各組復(fù)合體中，G2組復(fù)合體中有機(jī)碳的含量最高[23-24]。

在等量硫酸鋁添加時(shí)，隨著秸稈添加量的增加，各組復(fù)合體有機(jī)碳含量都呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)。秸稈添加不僅有助于提升土壤有機(jī)碳總量，同時(shí)有助于土壤各組復(fù)合體中有機(jī)碳含量的提升[17]。在等量秸稈添加條件下，G0組復(fù)合體有機(jī)碳含量隨著硫酸鋁添加量的增加呈升高趨勢(shì)，G2組復(fù)合體有機(jī)碳含量隨著硫酸鋁添加量的增加呈降低趨勢(shì)，而G1組復(fù)合體有機(jī)碳含量受硫酸鋁的影響并不大，變化趨勢(shì)也并不明顯。由以上分析可知，秸稈和硫酸鋁添加均有助于提高G0組復(fù)合體中有機(jī)碳的含量；而G1組復(fù)合體有機(jī)碳含量的變化主要受秸稈添加量的影響，隨著秸稈添加量的增加，G1組復(fù)合體有機(jī)碳含量增加；秸稈對(duì)于G2組復(fù)合體有機(jī)碳含量的提高有促進(jìn)作用，硫酸鋁的作用則相反。復(fù)合體中有機(jī)碳的含量與復(fù)合體中無(wú)機(jī)礦物含量、表面鍵合能力等有關(guān)，鈣對(duì)于新鮮有機(jī)質(zhì)具有很好的鍵合作用，而鋁對(duì)胡敏酸和富里酸有很好的鍵合作用，對(duì)新鮮的有機(jī)殘?jiān)€(wěn)定作用較弱[25]。從秸稈在土壤中達(dá)到完全腐殖化的時(shí)間看，本研究中大部分秸稈分解產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)屬于新鮮有機(jī)質(zhì)，因而使得鈣的鍵合作用突出，G1組分中有機(jī)質(zhì)的含量提升較多。從復(fù)合體內(nèi)部有機(jī)物和土壤礦質(zhì)的鍵合作用看，從G0組到G2組腐殖質(zhì)更為強(qiáng)烈的轉(zhuǎn)變和縮合，穩(wěn)定性更強(qiáng)，而G1組和G2組均屬于水穩(wěn)定性復(fù)合體，只是結(jié)合松緊程度不同而已。

表4 秸稈和硫酸鋁添加對(duì)有機(jī)碳在淡黑鈣土復(fù)合體中分布的影響Table 4 Effectofstraw and aluminum sulfate addition on organic carbon distribution in organic-mineralcomplex

2.3 秸稈和硫酸鋁添加后各組復(fù)合體對(duì)淡黑鈣土固定有機(jī)碳的貢獻(xiàn)

單位質(zhì)量土壤中各組復(fù)合體有機(jī)碳的含量反映了其對(duì)于土壤固持有機(jī)碳的貢獻(xiàn)水平（表5）。由表5可以看出：分布在G1組復(fù)合體中的有機(jī)碳含量遠(yuǎn)高于G0組和G2組，平均含量為5.33 g·kg-1，其主要原因是土壤中G1組復(fù)合體含量高于其他兩組；而G0組和G2組有機(jī)碳平均含量分別為2.05、1.12 g·kg-1，即分布在G0組中的有機(jī)碳量高于G2組。雖然單位質(zhì)量G2組中的有機(jī)碳含量高于G0組和G1組，但是由表3可知單位質(zhì)量土壤中G2組復(fù)合體的含量卻遠(yuǎn)少于其他兩組。這是導(dǎo)致單位質(zhì)量土壤中G2組復(fù)合體有機(jī)碳含量減少的原因。

對(duì)于單位質(zhì)量的土壤而言，分布在G0組中的有機(jī)碳含量隨著硫酸鋁添加量的增加呈降低趨勢(shì)，而秸稈添加量的變化對(duì)其影響不明顯。對(duì)于土壤中G1組復(fù)合體有機(jī)碳的含量，少量添加秸稈（0.5%）和硫酸鋁（0.2%）便可使其提高，繼續(xù)增加秸稈和硫酸鋁的投入量，對(duì)土壤固定有機(jī)碳的影響不再明顯；淡黑鈣土中G2組復(fù)合體有機(jī)碳的含量，則隨秸稈和硫酸鋁改良劑添加量增加呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。雖然表4中數(shù)據(jù)顯示單位質(zhì)量G2組復(fù)合體中有機(jī)碳含量隨硫酸鋁添加量增加而減少，但G2組復(fù)合體含量隨著硫酸鋁添加量增加的幅度大于其有機(jī)碳含量減少的幅度，導(dǎo)致單位土壤中G2組復(fù)合體有機(jī)碳含量整體呈上升趨勢(shì)。

從各組復(fù)合體對(duì)淡黑鈣土固碳的貢獻(xiàn)率看，G1組復(fù)合體的貢獻(xiàn)率最大（40.86%～49.45%），占淡黑鈣土有機(jī)碳固定量的近一半；G0組復(fù)合體的貢獻(xiàn)率次之，為15.35%～19.13%；G2組復(fù)合體的貢獻(xiàn)率最小，僅為6.41%～11.01%。秸稈和硫酸鋁添加降低了G0組復(fù)合體對(duì)有機(jī)碳固定的貢獻(xiàn)率，二者添加量越多，其降幅越大；單獨(dú)加硫酸鋁而不加秸稈時(shí)，G0組復(fù)合體對(duì)有機(jī)碳的貢獻(xiàn)率略有提升，隨著秸稈量的增加，G0組復(fù)合體的貢獻(xiàn)依次降低。秸稈和硫酸鋁的添加明顯增加了G2組復(fù)合體對(duì)淡黑鈣土固定有機(jī)碳的貢獻(xiàn)。添加秸稈和硫酸鋁后，淡黑鈣土三組復(fù)合體G0+G1+ G2中有機(jī)碳總量與土壤中有機(jī)碳總量對(duì)比發(fā)現(xiàn)，三組復(fù)合體中有機(jī)碳的總和小于土壤總有機(jī)碳的量，對(duì)淡黑鈣土有機(jī)碳固定的貢獻(xiàn)率為64.27%～76.87%，尚有約四分之一的有機(jī)碳不存在于有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體中。由表3可知，三組復(fù)合體總質(zhì)量占淡黑鈣土質(zhì)量的23.01%～24.15%，不到四分之一，而所含有機(jī)碳量卻占總有機(jī)碳量的四分之三。這充分說(shuō)明有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體對(duì)土壤有機(jī)碳的固定和肥力提升具有重要的影響。在復(fù)合體的相關(guān)研究中，有專家提出有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合度這個(gè)概念，它是指有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體中有機(jī)碳總量占土壤有機(jī)碳總量的百分?jǐn)?shù)，該值越大，復(fù)合度越高[17]。本研究結(jié)果表明，土壤中添加秸稈（S0Al0、S0.5Al0、S1.0Al0和S1.5Al0）會(huì)降低土壤的復(fù)合度，而加入硫酸鋁（S0Al0、S0Al0.2、S0Al0.4和S0Al0.6）會(huì)提高土壤的復(fù)合度?？梢?jiàn)硫酸鋁添加有利于有機(jī)碳向穩(wěn)定的土壤有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體形式轉(zhuǎn)化。

表5 秸稈和硫酸鋁添加后各組復(fù)合體對(duì)淡黑鈣土固持有機(jī)碳的貢獻(xiàn)Table 5 Contribution ofeach organic-mineralcomplex on carbon sequestration in lightChernozem afterstraw and aluminum sulfate addition

3 結(jié)論

（1）秸稈和硫酸鋁的添加對(duì)淡黑鈣土復(fù)合體組成及有機(jī)碳在其中的分布具有一定影響，所有處理的土壤中各組復(fù)合體含量關(guān)系均為G1＞G0＞G2。秸稈的添加使G0組非水穩(wěn)性復(fù)合體含量減少，G2組水穩(wěn)性復(fù)合體含量增加；硫酸鋁的添加使G0組復(fù)合體減少，G2組復(fù)合體增加。添加秸稈和硫酸鋁有助于G0組非水穩(wěn)性復(fù)合體向G2組水穩(wěn)性復(fù)合體轉(zhuǎn)化，進(jìn)而可以促使土壤形成穩(wěn)定的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。

（2）在所有處理中，3組復(fù)合體都表現(xiàn)為G1組中有機(jī)碳含量最少，G2組中有機(jī)碳含量最多。秸稈添加能夠提高各組復(fù)合體的有機(jī)碳含量，而硫酸鋁的添加導(dǎo)致G2組復(fù)合體有機(jī)碳含量減少，但單位質(zhì)量淡黑鈣土中G2組復(fù)合體中有機(jī)碳含量卻有所升高。分布在淡黑鈣土各組復(fù)合體中有機(jī)碳含量的大小順序?yàn)镚1＞G0＞G2，與土壤中各組復(fù)合體含量之間的大小關(guān)系相同。

（3）從各組復(fù)合體對(duì)于淡黑鈣土固碳的貢獻(xiàn)率看，G1組復(fù)合體的貢獻(xiàn)率最大，占淡黑鈣土有機(jī)碳固定量的近一半，G0組復(fù)合體的貢獻(xiàn)率次之，G2組復(fù)合體的貢獻(xiàn)率最小。

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Effect of straw and alum inum sulfate on soilorganic-m ineral com plex and organic carbon distribution in light Chernozem

ZHAOXing-min1,LIUNan1,GUOXin-xin2,WANGHong-bin1,SUIBiao1,ZHAO Lan-po1*
（1.College of Resource and Environment,Jilin Agricultural University,Key Laboratory of Sustainable Utilization of Soil Resources in the Commodity Grain Bases in Jilin Province,Changchun 130118,China；2.Faculty of Engineering and Green Technology,University Tunku AbdulRahman,Kampar31900，Malaysia）

The typical light Chernozem in Jilin Provincewas selected for analyzing the distribution of soil organic-mineral complex and the content of organic carbon at different content levels of straw and aluminum sulfate.Furthermore,the contribution of soil organic-mineral complex to organic matter sequestration in light Chernozem was investigated via laboratory simulative incubation.The results showed that the order oforganic-mineral complex contentwas G1（sodium dispersion group）＞G0（water dispersion group）＞G2（sodium and abrasive dispersion group）for all treatmentswith straw and aluminum sulfate addition.Compared with S0Al0,the contentofG0organic-mineral complex was decreased with straw and aluminum sulfate addition.The contentof G2organic-mineral complex was increased significantly.However,straw and aluminum sulfate addition had little effecton the contentof G1organic-mineral complex.The organic carbon content in the organic-mineral complex ofunitmass followed the order ofG2＞G0＞G1.The organic carbon content in the G2complexwas highestand the average contentwas 95.92 g·kg-1,which was about three times the organic carbon content in the G0and G1complex.The organic carbon content in the G0complex was slightly higher than that of the G1complex（the average content was 32.25 g·kg-1）and the average content was 33.89 g·kg-1.Straw and aluminum sulfate addition could increase the organic carbon content in the G0complex,and the change of organic carbon content in the G1complexwasmainly affected by straw addition.With the straw amount increasing,the organic carbon content in the G1complexwas increased.Straw addition played a positive role for increasing the organic carbon content in the G2complex,however,the effectof aluminum sulfatewas the contrary.The contribution of each organic-mineral complex to the soil carbon sequestration in light Chernozem depended on the organic carbon content in the complex and the complex content in soil.The organic carbon sequestration content in each organic-mineral complex followed the order of G1＞G0＞G2.The contribution ratio of organic-mineral complex（G0+G1+G2）to organic carbon sequestration in the lightChernozem was 61.96%～73.56%.

lightChernozem;straw;aluminum sulfate;organic-mineralcomplex;soilorganic carbon

X131.3

A

1672-2043（2017）05-0950-07

10.11654/jaes.2016-1466

2016-11-21

趙興敏（1980—），女，黑龍江訥河人，博士，副教授，主要從事土壤環(huán)境化學(xué)研究。E-mail：zhaoxingmin0704@163.com

*通信作者：趙蘭坡E-mail：zhaolanpo12@163.Com

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金（41403077）；公益性行業(yè)科研專項(xiàng)基金（201503116）

Project supported：The Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China（41403077）；The Special Scientific Research Fund of PublicWelfare Profession ofChina（201503116）

趙興敏，劉楠，郭欣欣，等.秸稈和硫酸鋁對(duì)淡黑鈣土有機(jī)礦質(zhì)復(fù)合體及有機(jī)碳分布的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,36（5）：950-956.

ZHAOXing-min,LIUNan,GUOXin-xin,etal.Effectofstraw and aluminum sulfateon soilorganic-mineral complex and organic carbon distribution in light Chernozem[J].Journalof Agro-EnvironmentScience,2017,36（5）:950-956.