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土壤有机碳(SOC)是土壤质量的一个关键指标，对土壤的理化性质有重要影响， SOC及组分的研究对农田土壤的培肥意义重大。本研究以半湿润偏旱区的山西褐土上的24年长期定位施肥试验为平台，研究长期不同施肥措施下褐土农田土壤有机碳库及组分的变化特征，探讨土壤有机碳储量与净固碳效率和土壤碳库管理指数的关系，以及SOC和各组分与土壤基本理化性质、作物产量的相关性关系，以阐明长期施肥对有机碳库的影响和农田土壤质量变化的原因，筛选适合的施肥措施，为褐土培肥、粮食增产等提供一定的理论依据。主要结论如下： (1)长期施肥试验的动态变化中，施用有机肥区组的SOC、POC、LFOC、WSOC,、ROOC含量与不施有机肥的区组间达到了极显著差异水平。在24年后：SOC、LFOC、POC、ROOC含量均表现为D组>C组>A组，各有机碳分别D组、C组比A组高135.74％～46.67%、0.05%～334.18%、95.43%～66.82%、61.51%～35.71%。对于SOC， B组平均比A组高4.12%，但是，N1P1比A组低0.20%；LFOC：B组中除N4P4比CK1高35.53%外，其他处理均在不同年限低于A组，且最低的为N3P3处理，平均低A组处理23.54%。POC：在B组中N1P1、N2P2高于A组14.90%～23.66%，N3P3、N4P4低于A组6.37%～16.46%。ROOC：在B组中N1P1、N2P2平均高于A组16.27%， N3P3、N4P4低于A组3.17%、7.94%。WSOC含量表现为：对5个试验年分别与A组比较后的均值D组>A组>C组>B组，分别高于A组35.92%、-6.89%、-27.84%。 (2)长期施肥对SOC及组分的空间影响主要表现在0～20 cm、20～40 cm上，40～60 cm无显著差异且(除WSOC外)有机碳组分含量随土壤深度加深而降低，均为DC组含量显著高于AB组。SOCs、NCSE和SOC含量在动态和空间上的变化特征基本上一致，DC组显著优于AB组，且0～40 cm的NCSE，A、B和C组为净碳释放， D组为净碳固定；CD组显著提高了CPMI，CD组CPMI>1，使土壤向良性方向发展。 (3)在长期施肥试验SOC与CP显著相关， WSOC/SOC是指示活性SOCP更新速率的较好指标， N4P2M2处理WSOC转化较快。WSOC含量与容重（VW, volume weight）和生育期降水量（PGP, precipition during growth period）极显著相关。在0～20cm土层，除WSOC外SOC及其组分与VW呈极显著负相关，与有效磷、速效钾呈极显著正相关。在20～40 cm土层，SOC及其组分与有效磷含量显著相关。 (4)长期秸秆还田试验对SOC及组分的动态影响主要表现在0～20 cm土层，四个处理分别为：CM(秸秆过腹还田)>SC(秸秆粉碎还田)>SM(秸秆覆盖还田)>CK2(秸秆不还田)，各处理SOC与ROOC含量全低于初始值CK0。在秸秆还田进行24年后：SOC、LFOC、POC、ROOC含量均表现为CM>SM>SC>CK2。与CK2相比，分别比CK2高3.48%～24.20%、24.55%～120.01%、28.71%～66.63%、14.12%～35.86%。对于WSOC，CM>SC>CK2>SM，分别比CK2高28.18%、26.28%、-3.29%。 (5)长期秸秆还田试验下SOC、LFOC、POC、ROOC彼此间均呈极显著正相关，且与CP均呈现极显著正相关关系。在0～20 cm土层，SOC、LFOC、POC、ROOC与全氮、有效磷、速效钾含量极显著正相关，与pH值呈显著负相关；WSOC的相关性恰相反；在20～40 cm土层，土壤有机碳及其组分与全氮、有效磷、速效钾、pH显著正相关。WSOC与各有机碳及CP相关性特征无显著规律。SOCs与CPMI为CM>SC>SM>CK2。NCSE在土层0～20 cm、0～60 cm上表现为净碳固定，20～40 cm表现为净碳释放，为CM>SC>SM。WSOC/SOC为CK2>SC>SM>CM。