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本文通过棕壤长期定位施肥试验，系统地研究了玉米-玉米-大豆轮作条件下不同施肥处理及有机肥用量对土壤有机碳含量及储量的影响，探讨了不同组分有机碳的时间及空间变异特征，并利用天然同位素13C示踪技术研究了C3植物(大豆)与C4植物(玉米)对土壤有机碳的贡献程度。结果表明：
经过25年长期施肥，不同处理耕层土壤有机碳含量与储量差异极显著，除CK处理外，其它处理有机碳含量和储量均明显高于试验前土壤，各处理的大小顺序为：高量有机肥区＞低量有机肥区＞化肥区＞试验前土壤＞无肥处理，尤其以高量有机肥配施化肥处理的有机碳水平最高。氮磷钾配合施用有机碳水平要高于其它单施化肥处理；有机无机肥配施处理有机碳含量(储量)高于单施有机肥处理。不同施肥处理有机碳含量随土层的加深而骤减，差异显著。
长期不同施肥对土壤水溶性有机碳和微生物量碳的影响差异显著，高量有机肥与化肥配合施用处理WSOC和SMBC含量最高，M1N1PK和M2N1PK处理WSOC含量比无肥处理N1PK分别增加了80.3％和148.6％。单施化肥处理水溶性有机碳含量明显低于无肥处理，但微生物量碳含量高于无肥处理。单施有机肥处理与有机无机肥配合施用处理的SMBC/TOC比值和WSOC/TOC比值均明显高于单施化肥及无肥处理，差异显著。单施化肥处理SMBC/TOC比值高于无肥处理，但WSOC/TOC比值低于无肥处理，这与SMBC与WSOC含量的变化趋势一致。土壤总有机碳的变异系数小于SMBC和WSOC，因此不同施肥处理对SMBC和WSOC的影响明显大于TOC，它们对不同施肥处理的变化更敏感。
长期施肥可以显著提高土壤中轻组部分含量和轻组有机碳含量，不同施肥处理间差异显著。由于增加了作物根茬还田量，单施化肥处理，特别是氮磷钾配合施用，轻组部分数量和轻组有机碳含量高于无肥处理和试验前土壤。有机无机肥配合施用处理轻组有机碳含量明显高于单施化肥处理，造成这种差异的主要原因是每年返回土壤的有机物质投入量存在很大差距。施用不同肥料均可以提高土壤重组有机碳含量，有机无机肥配施效果明显。无论施用化肥还是有机肥，重组有机碳占总有机碳的比例均低于无肥处理及试验前土壤。从土壤剖面分布可知，轻组有机碳的重要性随着土壤深度增加迅速下降，重组有机碳的重要性上升，它对土壤有机碳的积累具有重要作用。
长期不同施肥处理之间颗粒有机碳含量差异显著，各处理颗粒有机碳含量均有增加。单施化肥处理POM-C含量略低于无肥处理CK。施用高量有机肥POM-C含量高于低量有机肥处理，有机无机肥配合施用处理POM-C含量高于单施化肥处理，差异显著。随着施肥年限的延长，POM-C含量年际变化逐渐平缓，碳库趋于饱和。不同施肥处理POM-C占总有机碳的比例存在着很大的差异，主要受有机肥的影响，但不同有机肥用量及有机无机肥配合施用对POM-C占总有机碳的比例无明显影响。随着土壤深度的加深，POM-C含量呈明显的下降趋势，差异显著。有机肥处理的POM-C含量的下降幅度大于单施化肥处理。
对土壤不同组分有机碳进行相关分析，TOC、SMBC、WSOC、POM-C之间均达1％极显著水平，TOC与SMBC相关系数最大，LFOC与TOC、SMBC达5％显著水平。这说明SMBC、WSOC、LFOC和POM-C可作为反映土壤有机碳库变化的早期预示指标，LFOC和POM-C是易被微生物利用转化的碳源。LFOC与POM-C不存在显著性相关关系，说明两者来源于土壤的不同组分。
随着施肥年限的增加，土壤有机质的δ13C值呈上升趋势，δ13C值范围在-19.033‰～-20.417‰之间，变化趋势为无肥处理＞单施化肥处理＞有机肥处理＞试验前土壤。含氮量高的土壤中δ13C值会降低。随着有机肥用量的增加，土壤有机质的δ13C值呈下降趋势。不同施肥处理对植物根茬的影响不大。长期轮作施肥条件下，土壤有机碳中来源于C4植物的比例及含量均呈上升趋势，各处理间差异极显著。单施化肥或施用有机肥处理C4-C％均低于无肥处理，但来源于C4-C的含量高于无肥处理。低量有机肥处理C4-C％高于高量有机肥。经过多年轮作施肥，C3-C％呈下降趋势，但C3-C的含量仍有增加(无肥处理除外)，来源于C4植物的有机碳的比例及数量高于C3植物，这说明玉米根系对土壤有机碳的贡献要好于大豆根系。