矿物-有机复合体的形成是土壤有机质稳定和累积的主要机制之一。其中,铁氧化物与土壤有机碳含量之间就存在着一定的关联性。本文以我国南、北方五个长期定位试验站四种土壤类型的土样为研究对象,重点研究了"土壤中活性最高的组分"——土壤胶体:利用ICP-AES定量土壤胶体中与可溶性有机碳相关的矿质元素含量;利用选择性提取方法定量土壤中各形态铁氧化物(Fed、Feo、Fep)的含量;利用北京同步辐射装置C-1s NEXAFS技术对土壤胶体有机碳组分进行半定量分析,探究了长期定位施肥试验中不同培肥方式对土壤铁氧化物种类和数量的影响,以及基于长期定位试验的土壤胶体中可溶性有机碳与可溶性矿质元素的相关性,不同土壤有机碳组分与不同种类土壤铁氧化物的相关性等,探讨了土壤铁氧化物固碳的机制,为农业管理措施的优化提供理论依据和技术支撑。本文的主要研究结果如下:1)各长期定位试验不同培肥方式处理经过20多年的试验,不论是沈阳棕壤、公主岭黑土、乌鲁木齐灰漠土,祁阳和鹰潭的红壤,其土壤pH值大小顺序一般是以NPK处理的为最低,CK处理次之,有机肥料添加组NPKM或M的最高。说明施用化学肥料是造成土壤pH降低的主要原因之一;有机肥料的添加施用有助于改善土壤pH状况,增强土壤缓冲容量。五个长期定位点中,不管是单施化肥、单施有机肥,还是有机无机肥料配合施肥都能够有效提高土壤的供氮能力,其中以有机无机肥料配合施肥NPKM的效果为最优。五个长期定位试验点的土壤总铁含量表现为有机肥料添加的培肥方式有使土壤总铁含量有下降的趋势,可能与施肥使土壤水溶性铁的含量提高而增强了土壤铁的溶解转移有关。2)四种土壤类型在不同的培肥方式下,土壤胶体DOC对于培肥处理的效应各有不同,对于沈阳棕壤的S-M单施有机肥处理,公主岭黑土单施化肥S-NPK,乌鲁木齐灰漠土的U-NPKM有机无机肥料配施处理,祁阳红壤有机无机肥料配施处理Q-NPKM、单施有机肥处理Q-M的土壤胶体DOC含量均较对照组CK表现出了优势,说明提高不同土壤类型的土壤胶体DOC含量适宜不同的土壤培肥方式。就沈阳棕壤、乌鲁木齐灰漠土、祁阳红壤而言,以NPKM有机无机肥料配施方式为最优选择,单施化肥培肥NPK不能达到提高土壤胶体DOC的目的。3)各土壤类型DOC和可溶性矿质元素的含量走势相关,且添加有机肥料的NPKM和M处理会比单施化肥培肥处理NPK的含量要高。这可能是由于有机肥料的添加改善了土壤胶体组分,让土壤营养元素更加丰富。四种基于长期定位施肥试验的土壤类型,土壤胶体的DOC与不同矿质元素的相关性可能与矿质元素对于有机碳的固持的调控作用相关,不同的土壤类型,不同矿质元素与与之DOC的相关性不同,所以,我们推断不同的土壤类型,固持有机碳的矿质元素不同。4)本研究选取的四种土壤类分别是中国南北的土壤类型的代表,其中北方的棕壤、黑土、灰漠土土壤活性铁含量在3.95-13.35g/kg之间,处于一个比较低的水平;南方红壤土壤活性铁含量则高达36.0g/kg以上。因此在南北方土壤对于土壤有机碳的固持的调控元素上,Fe元素应该扮演了不同地位的参与者。5)不同的土壤类型,不同施肥处理的土壤胶体C-1sNEXAFS谱图的形状相似,说明土壤胶体有机碳组分种类基本相似。就所有土壤类型的C-1s NEXAFS谱图的分峰拟合结果来看,各组分含量由多到少顺序依次基本为:羧基C(288.4-289.1eV)>脂族 C(287.6-288.3eV)>碳酰基 C(289.9-290.2eV)>烷氧基 C(289.2-289.8eV)>芳香C(283-286.1eV)或者酚基C(286.2-287.5eV)。土壤类型不同,各C组分比例多寡会不同;相同土壤类型,培肥方式的不同,各C组分的也会相应增长或减少。6)不同形态的铁氧化物与不同的有机碳组分固持相关,但铁氧化物与有机碳组分的线性关系决定系数并不高,说明铁氧化物与有机碳组分间的结合关系相当复杂。由 Fed/Fet 土壤铁游离度来看,脂族 C(287.6-288.3eV)、羧基 C(288.4-289.1 eV)、烷氧基C(289.2-289.8eV)在有机碳的长期积累中活性度比较高,容易受到土壤活性铁含量的影响。综上所述,不同形态的土壤铁氧化物与土壤有机碳之间的相互作用各不相同。土壤铁氧化物的种类和含量因土壤类型的不同而不同,而长期定位试验中不同的培肥方式不仅可以定向调控土壤铁氧化物的种类和含量,还能调控土壤有机碳的各组分含量。