全 文 ：书播种方式对人工草地土壤有机碳氧化
稳定性和化学结合形态的影响
杨恒山，邰继承，范富
（内蒙古民族大学农学院，内蒙古 通辽０２８０４２）
摘要：采用分层取样法研究了两年生单播紫花苜蓿、单播无芒雀麦、隔行混播和同行混播人工栽培草地土壤有机碳
氧化稳定性和化学结合形态。结果表明，在牧草生长时期，０～４０ｃｍ土壤有机碳含量以单播紫花苜蓿草地最高，其
次为隔行混播草地，二者与单播无芒雀麦草地、同行混播草地间差异极显著 （犘＜０．０１）；有机碳氧化稳定系数以隔
行混播草地最大（１．２７），同行混播草地次之（１．１６），二者与单播紫花苜蓿草地（０．９９），单播无芒雀麦草地（０．９４）间
差异极显著 （犘＜０．０１），说明混播有利于土壤有机碳的稳定；有机碳化学结合方式上均以铁铝键结合为主，各处理
不同层次铁铝键结合有机碳均极显著高于钙键结合有机碳（犘＜０．０１）。
关键词：紫花苜蓿；无芒雀麦；隔行混播；同行混播；土壤有机碳
中图分类号：Ｓ８１２．２；Ｓ１５３．６＋２　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１１）０３００３６０７
　 温室效应导致的全球气候变暖及其对陆地生态系统的影响问题是近年来科学界研究的热点。土壤有机碳库
（ＳＯＣｐｏｏｌ）是地球表层系统中的主要碳库，在全球碳循环中占有重要地位。据估计，全球土壤有机碳库１５００～
２０００Ｐｇ，为大气碳库的３倍，约是陆地生物量碳库的２．５倍［１］。土壤有机碳库的微小变化就会显著影响大气
ＣＯ２ 水平，与全球气候变暖密切相关。由于工业ＣＯ２ 排放日益加剧，目前又没找到有效的替代技术途径，寻求将
能源消耗中排放的碳在农业中重新收集与固定成为国际上共同努力的趋势。这种通过陆地生态系统对大气中碳
的固定作为一种减排的替代也得到了各国政府和科学家的认同。Ｓｃｈｌｅｓｉｎｇｅｒ［２］在２０世纪末就曾组织了一个关
于“土壤碳固定”的政策论坛，其宗旨就是推动社会对土壤碳固定研究的关注，美国土壤学会也将“土壤碳固定”的
研究列为近期主要目标［３］。国内关于土壤有机碳的研究近年也日益增多，但关于其氧化稳定性和固存机制的研
究大多数是针对农业土壤［４，５］，特别是对南方稻田土壤有机碳固存机制认识相对较深入［６１１］。关于天然草地的研
究则主要是针对人类活动影响下植被覆盖变化对土壤有机碳的影响以及不同土地利用方式间的比较［１２１７］，而关
于人工栽培草地土壤有机碳研究甚少。
科尔沁地区是我国北方典型的半干旱农牧交错区域，由于不合理开垦、樵柴和过度放牧，致使该区生态环境
恶化，农牧业生产受到严重影响［１８］。在全社会提倡减排和可持续发展的背景下，如何建立低碳、高产、优质的人
工草地是解决该地区草畜供求矛盾、促进草地畜牧业持续发展和逐步恢复生态的关键措施之一［１９］。本研究以该
地区不同播种方式下紫花苜蓿（犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪）＋无芒雀麦（犅狉狅犿狌狊犻狀犲狉犿犻狊）人工栽培草地土壤为对象，探讨
了在精细管理、高频刈割条件下牧草生长期间不同播种方式对土壤有机碳（质）氧化稳定性及化学结合形态的影
响，以期为指导建立理想人工草地、充分发挥退耕还草和固碳减排提供理论依据。
１　材料与方法
１．１　试验地概况
该研究于２００７年９月在内蒙古民族大学农学院试验农场进行（北纬４３°３６′，东经１２２°２２′，海拔１７８ｍ）。研
究区近５０年平均气温６．８℃，≥１０℃年活动积温为３２２０℃，无霜期１５４ｄ；年平均降水量３９８ｍｍ，生长季内（４－
９月）降水量占全年降水量的８９％。土壤为灰色草甸土，耕层有机质含量１５．５０ｇ／ｋｇ，碱解氮５８．４５ｍｇ／ｋｇ，速效
磷４８．３２ｍｇ／ｋｇ，速效钾１６３．６７ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ８．２０，有灌溉条件。
３６－４２
２０１１年６月
　　　草　业　学　报　　　
　　　ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ　　　
第２０卷　第３期
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３
 收稿日期：２０１００４２６；改回日期：２０１００６２５
基金项目：内蒙古民族大学科研创新团队建设计划项目（ＮＭＤ１００３）资助。
作者简介：杨恒山（１９６７），男，内蒙古兴和人，教授，博士。Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｇｈｅｎｇｓｈａｎ２００３＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
１．２　试验材料
试验材料为紫花苜蓿阿尔冈金（犕．狊犪狋犻狏犪ｃｖ．Ａｌｇｏｎｑｕｉｎ），由美国引进，无芒雀麦（犅．犻狀狀犲狉犿犻狊ｃｖ．Ｃａｒｔｏｎ）
由中国农业科学院引进。
１．３　试验设计
试验设单播紫花苜蓿（ＤＺ）、单播无芒雀麦（ＤＷ）、同行混播（ＴＨ）和隔行混播（ＧＨ）４个处理，３次重复，小区
面积为６．０ｍ×５．４ｍ，行距３０ｃｍ。２００６年５月６日播种，基施磷酸二铵１５０ｋｇ／ｈｍ２，尿素７５ｋｇ／ｈｍ２，硫酸钾
１５０ｋｇ／ｈｍ２；翌年返青后不施用任何肥料。单播紫花苜蓿播量为１５ｋｇ／ｈｍ２，单播无芒雀麦播量为２２．５
ｋｇ／ｈｍ２，混播播量均为对应单播播量的１／２。第１年刈割２次，翌年刈割４次，留茬高度均为５～６ｃｍ，栽培管理
条件一致。于２００７年秋季最后一次刈割后取样测定。以Ｓ形取样法在垄间用土钻按０～１０，１０～２０，２０～３０，
３０～４０ｃｍ分层采集１０采样点的混合样，风干、过筛备用，用于测定土壤总有机碳、易氧化有机碳、钙键结合有机
碳、铁铝键结合有机碳等指标。
１．４　测定项目与方法
土壤总有机碳含量、易氧化有机碳含量、有机碳氧化稳定性描述采用袁可能［２０，２１］的方法，即用０．４ｍｏｌ／Ｌ
１／６Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７Ｈ２ＳＯ４（１∶１）１７０～１８０℃煮沸５ｍｉｎ，测定土壤总有机碳（犫）；用０．２ｍｏｌ／Ｌ１／６Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７Ｈ２ＳＯ４
（１∶３）１３０～１４０℃煮沸５ｍｉｎ，测定易氧化有机碳（犪）；其中（犫－犪）为难氧化有机碳；有机碳氧化稳定性采用氧化
稳定系数犓狅狊表示，犓狅狊＝（犫－犪）／犪。
钙键结合的有机碳（简称ＣａＳＯＣ）的提取与测定［２２］：称取２ｇ过０．２５ｍｍ筛的土壤样品，加入２０ｍＬ０．５
ｍｏｌ／ＬＮａ２ＳＯ４ 溶液振荡２ｈ，放置２４ｈ，以３０００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ，收集上清液，土壤再加入０．５ｍｏｌ／ＬＮａ２ＳＯ４
溶液，洗涤数次，至溶液无Ｃａ２＋，再用１％ Ｎａ２ＳＯ４ 洗至上清液无色为止。所有液体集中于２５０ｍＬ塑料瓶中，离
心除去粘粒，定容到２５０ｍＬ容量瓶中。用总有机碳分析仪（ＴＯＣ５０００ＡＳｈｉｍａｄｉｕ）测定溶液有机碳。
铁铝键结合的有机碳［简称Ｆｅ（Ａｌ）ＳＯＣ］的提取与测定［２２］：上述剩余土壤中加入２０ｍＬ０．１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ
和Ｎａ４Ｐ２Ｏ７ 混合溶液，放置过夜，次日以３０００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ，收集上清液，反复数次，至溶液近无色为止。
所有液体集中于２５０ｍＬ塑料瓶中，离心除去粘粒，定容到２５０ｍＬ容量瓶中。用总有机碳分析仪（ＴＯＣ５０００Ａ
Ｓｈｉｍａｄｉｕ）测定溶液有机碳。
１．５　统计分析
采用 ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ２００３和ＪＭＰ５．０．１软件进行统计分析。
２　结果与分析
２．１　播种方式对土壤总有机碳含量的影响
单播无芒雀麦、同行混播和隔行混播草地土壤总有机碳含量在０～４０ｃｍ各土层内呈随深度增加而降低的趋
势，而单播紫花苜蓿草地则表现为波动式下降，各处理均以０～１０ｃｍ土层土壤有机碳含量最高（表１）。０～４０
ｃｍ土层土壤有机碳含量的平均值以单播紫花苜蓿草地最高，其次为隔行混播草地，二者无显著差异（犘＞０．０５），
但与同行混播和单播无芒雀麦草地间差异极显著（犘＜０．０１）。０～１０ｃｍ土层内，单播无芒雀麦、隔行混播、同行
混播草地土壤有机碳含量均显著高于单播紫花苜蓿草地（犘＜０．０５）；１０～２０ｃｍ土层内，混播草地土壤有机碳含
量显著高于单播紫花苜蓿草地；而在２０～３０和３０～４０ｃｍ土层单播紫花苜蓿草地有机碳含量则明显增加，特别
是３０～４０ｃｍ土层单播紫花苜蓿草地极显著高于其他播种方式，分别是隔行混播、同行混播和单播无芒雀麦草地
的１．１７，２．０１和１．９２倍。
２．２　播种方式对土壤易氧化有机碳含量的影响
各处理方式下，土壤易氧化有机碳含量在０～４０ｃｍ各土层内随深度增加均表现为降低的变化趋势（表２），
以０～１０ｃｍ土层含量最高，这与总有机碳含量随深度的变化趋势基本相同。０～１０ｃｍ土层，单播无芒雀麦草地
易氧化有机碳含量最高，且与其他处理间差异极显著（犘＜０．０１）；１０～２０ｃｍ土层各处理间差异不显著；２０～３０
和３０～４０ｃｍ土层单播紫花苜蓿草地含量最高，并与其他处理间差异极显著（犘＜０．０１）；０～４０ｃｍ土层土壤易氧
化有机碳含量的平均值以单播紫花苜蓿草地最高，其次为单播无芒雀麦草地，同行混播草地最低；紫花苜蓿草地
７３第２０卷第３期 草业学报２０１１年
与其他处理间差异极显著（犘＜０．０１）。
２．３　播种方式对土壤有机碳氧化稳定系数的影响
０～４０ｃｍ土层土壤有机碳（质）氧化稳定系数的平均值以隔行混播草地最高（表３），其次为同行混播草地，二
者与单播草地间差异均达极显著水平（犘＜０．０１），这说明混播条件下有利于土壤有机碳的稳定；隔行混播亦显著
高于同行混播草地（犘＜０．０５）。各处理土壤有机碳氧化稳定性在０～４０ｃｍ各土层内随深度增加变化的趋势不
一，但除同行混播草地３０～４０ｃｍ土层最高外，其他均以２０～３０ｃｍ土层最高。同层不同处理间，除２０～３０ｃｍ
土层外，其他均为单播无芒雀麦最低，特别是在０～１０ｃｍ土层，其他３个处理均显著高于单播无芒雀麦草地
（犘＜０．０５），说明来源于无芒雀麦的有机物质相对于来源于紫花苜蓿的更易于分解。
表１　不同播种方式土壤总有机碳含量比较
犜犪犫犾犲１　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狊狅犻犾狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犮狅狀狋犲狀狋犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅狑犻狀犵狑犪狔狊 ｇ／ｋｇ
土层深度
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒｄｅｐｔｈ（ｃｍ）
不同播种方式Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｗｉｎｇｗａｙｓ
ＤＺ ＤＷ ＴＨ ＧＨ
０～１０ １０．２５±０．１１ｂＢ １１．１３±０．１６ａＡ １１．１５±０．１８ａＡ １１．４７±０．０８ａＡ
１０～２０ ８．６０±０．２８ｂＡ ９．１５±０．３０ａｂＡ ９．７３±０．４４ａＡ ９．６５±０．２９ａＡ
２０～３０ ９．５６±０．４４ａＡ ６．６３±０．０１ｃＢ ６．２１±０．３１ｃＢ ８．３７±０．０４ｂＡ
３０～４０ ７．７８±０．４３ａＡ ４．０６±０．０１ｃＣ ３．８７±０．０１ｃＣ ６．６７±０．１１ｂＢ
０～４０ ９．０５±０．２６ａＡ ７．７４±０．０３ｂＢ ７．７４±０．１４ｂＢ ９．０４±０．０６ａＡ
　注：同行数据不同小写字母表示差异显著（犘＜０．０５）；不同大写字母表示差异极显著（犘＜０．０１），下同。
　Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｗｅｒｃａｓｅｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｌｉｎｅｓｔａｎｄｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘＜０．０５；Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐｉｔａｌｌｅｔｔｅｒｓｓｔａｎｄｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘＜０．０１，ｔｈｅｓａｍｅａｓｔｈｅｆｏｌｏｗｉｎｇ．
表２　不同播种方式土壤易氧化有机碳含量比较
犜犪犫犾犲２　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狅犳狊狅犻犾犲犪狊狔狅狓犻犱犪狋犻狅狀狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅狑犻狀犵狑犪狔狊 ｇ／ｋｇ
土层深度
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒｄｅｐｔｈ（ｃｍ）
不同播种方式Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｗｉｎｇｗａｙｓ
ＤＺ ＤＷ ＴＨ ＧＨ
０～１０ ５．２０±０．１１ｃＢ ６．１１±０．１１ａＡ ５．４９±０．１７ｂｃＢ ５．５６±０．０２ｂＢ
１０～２０ ４．５１±０．１３ａＡ ５．１５±０．１８ａＡ ５．０９±０．４６ａＡ ４．４４±０．３８ａＡ
２０～３０ ４．４４±０．０１ａＡ ２．９２±０．１４ｃＢ ２．８７±０．０８ｃＢ ３．３３±０．１９ｂＢ
３０～４０ ４．０２±０．２８ａＡ ２．１６±０．１１ｃＢＣ １．５２±０．０４ｄＣ ２．８７±０．１４ｂＢ
０～４０ ４．５４±０．０７ａＡ ４．０８±０．０１ｂＢ ３．７４±０．０８ｃＢ ４．０５±０．１０ｂＢ
表３　不同播种方式土壤有机碳氧化稳定系数比较
犜犪犫犾犲３　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狅狓犻犱犪狋犻狅狀狊狋犪犫犻犾犻狋狔犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狅犳狊狅犻犾狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅狑犻狀犵狑犪狔狊
土层深度
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒｄｅｐｔｈ（ｃｍ）
不同播种方式Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｗｉｎｇｗａｙｓ
ＤＺ ＤＷ ＴＨ ＧＨ
０～１０ ０．９８±０．０２ａＡＢ ０．８３±０．０６ｂＢ １．０３±０．０３ａＡ １．０７±０．０２ａＡ
１０～２０ ０．９１±０．０１ｂＡ ０．７８±０．１２ｂＡ ０．９２±０．０８ａｂＡ １．１８±０．１２ａＡ
２０～３０ １．１６±０．１１ｂＡ １．２８±０．１２ａｂＡ １．１７±０．０４ｂＡ １．５２±０．１６ａＡ
３０～４０ ０．９４±０．０３ｃＢ ０．８９±０．０９ｃＢ １．５４±０．０７ａＡ １．３３±０．０８ｂＡ
０～４０ ０．９９±０．０３ｃＢ ０．９４±０．０１ｃＢ １．１６±０．０１ｂＡ １．２７±０．０４ａＡ
８３ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３
２．４　播种方式对土壤钙键结合有机碳含量的影响
０～４０ｃｍ土层内，单播无芒雀麦、同行混播和隔行混播草地土壤钙键结合有机碳含量随深度增加表现为降
低的变化趋势（表４），单播紫花苜蓿则是波动式上升；单播无芒雀麦、同行混播、隔行混播草地０～１０ｃｍ土层土
壤钙键结合有机碳含量最高，单播紫花苜蓿草地１０～２０ｃｍ土层含量最高。０～４０ｃｍ土层土壤钙键结合有机碳
含量的平均值以单播紫花苜蓿草地最高，其次为隔行混播草地，同行混播草地最低；各处理间差异不显著（犘＞
０．０５）。１０～２０ｃｍ土层，单播紫花苜蓿草地钙键结合有机碳含量显著高于同行、隔行混播草地（犘＜０．０５）；０～
１０，２０～３０和３０～４０ｃｍ土层各处理间差异不显著（犘＞０．０５）。钙键结合有机碳占总有机碳的比例是反映钙键
饱和程度的指标。单播无芒雀麦、同行混播、隔行混播草地随着深度的增加，钙键结合有机碳的比例增加（表５），
这与钙键结合有机碳含量的变化正好相反；单播紫花苜蓿草地钙键结合有机碳占总有机碳的比例亦与其含量变
化相反，这是由于有机碳含量增加所起到的稀释作用所致。
表４　不同播种方式土壤钙键结合有机碳含量比较
犜犪犫犾犲４　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狅犳犆犪犫狅狌狀犱狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅狑犻狀犵狑犪狔狊 ｇ／ｋｇ
土层深度
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒｄｅｐｔｈ（ｃｍ）
不同播种方式Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｗｉｎｇｗａｙｓ
ＤＺ ＤＷ ＴＨ ＧＨ
０～１０ ０．８８±０．０２ａＡ ０．９９±０．０７ａＡ ０．９１±０．０２ａＡ １．０１±０．１２ａＡ
１０～２０ １．１５±０．１３ａＡ ０．９４±０．１２ａｂＡ ０．８８±０．０３ｂＡ ０．８９±０．０２ｂＡ
２０～３０ ０．８１±０．０４ａＡ ０．８６±０．０９ａＡ ０．８３±０．１１ａＡ ０．８７±０．０３ａＡ
３０～４０ ０．８４±０．０４ａＡ ０．８０±０．０３ａＡ ０．８７±０．０８ａＡ ０．８６±０．０３ａＡ
０～４０ ０．９２±０．０６ａＡ ０．９０±０．０８ａＡ ０．８７±０．０６ａＡ ０．９１±０．０５ａＡ
表５　不同播种方式土壤钙键结合有机碳占总有机碳比例
犜犪犫犾犲５　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狋犺犲狆狉狅狆狅狉狋犻狅狀狅犳犆犪犫狅狌狀犱狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犪犮犮狅狌狀狋犻狀犵
犳狅狉狋狅狋犪犾狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅狑犻狀犵狑犪狔狊 ％
土层深度
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒｄｅｐｔｈ（ｃｍ）
不同播种方式Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｗｉｎｇｗａｙｓ
ＤＺ ＤＷ ＴＨ ＧＨ
０～１０ ８．５９±０．２２ａＡ ８．９２±０．６７ａＡ ８．１９±０．１６ａＡ ８．８０±１．０８ａＡ
１０～２０ １３．３９±１．４８ａＡ １０．３０±１．２６ｂＡ ９．０５±０．３４ｂＡ ９．２６±０．２６ｂＡ
２０～３０ ８．４９±０．３９ｂＡ １２．９２±１．４１ａＡ １３．３４±１．６９ａＡ １０．３８±０．３２ａｂＡ
３０～４０ １０．８２±０．５８ｂＢ １９．６８±０．６５ａＡ ２２．５６±１．９６ａＡ １２．９６±０．４６ｂＢ
０～４０ １０．３２±０．６７ｂＡ １２．９５±１．００ａＡ １３．２９±１．０４ａＡ １０．３５±０．５３ｂＡ
２．５　播种方式对土壤铁铝键结合有机碳含量的影响
０～４０ｃｍ土层内，各处理土壤铁铝键结合有机碳含量随深度增加表现不一（表６），单播紫花苜蓿草地是先降
后升；单播无芒雀麦、隔行混播草地是先升后降；同行混播草地则是逐渐降低。铁铝键结合有机碳占总有机碳的
比例随着深度的增加各处理均表现为增加（表７）。０～４０ｃｍ土层土壤铁铝键结合有机碳含量的平均值以隔行混
播草地最高，其次为单播紫花苜蓿草地，二者均极显著高于单播无芒雀麦和同行混播草地（犘＜０．０１）。０～１０ｃｍ
土层各处理土壤铁铝键结合有机碳含量差异不显著（犘＞０．０５）；１０～２０和２０～３０ｃｍ土层，隔行混播草地铁铝键
结合有机碳含量均显著高于其他处理（犘＜０．０５）；３０～４０ｃｍ土层隔行混播与单播紫花苜蓿处理间差异不显著
（犘＞０．０５），但二者极显著高于同行混播和单播无芒雀麦处理。
９３第２０卷第３期 草业学报２０１１年
表６　不同播种方式土壤铁铝键结合有机碳含量比较
犜犪犫犾犲６　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狋犺犲犮狅狀狋犲狀狋狅犳犉犲（犃犾）犫狅狌狀犱狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅狑犻狀犵狑犪狔狊 ｇ／ｋｇ
土层深度
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒｄｅｐｔｈ（ｃｍ）
不同播种方式Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｗｉｎｇｗａｙｓ
ＤＺ ＤＷ ＴＨ ＧＨ
０～１０ ４．０７±０．０６ａＡ ４．０９±０．０３ａＡ ４．０７±０．１１ａＡ ４．１７±０．０１ａＡ
１０～２０ ３．８７±０．１２ｃＢ ４．１９±０．０１ｂＡＢ ３．８８±０．０２ｃＢ ４．４２±０．１１ａＡ
２０～３０ ４．３０±０．０３ｂＡ ３．９１±０．０２ｃＢ ３．５５±０．０５ｄＣ ４．４９±０．０６ａＡ
３０～４０ ４．４７±０．０５ａＡ ３．２６±０．１３ｂＢ ３．００±０．１１ｂＢ ４．２７±０．０８ａＡ
０～４０ ４．１８±０．０６ａＡ ３．８６±０．０５ｂＢ ３．６３±０．０７ｃＢ ４．３４±０．０７ａＡ
表７　不同播种方式土壤铁铝键结合有机碳占总有机碳比例
犜犪犫犾犲７　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狋犺犲狆狉狅狆狅狉狋犻狅狀狅犳犉犲（犃犾）犫狅狌狀犱狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犪犮犮狅狌狀狋犻狀犵
犳狅狉狋狅狋犪犾狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狊狅狑犻狀犵狑犪狔狊 ％
土层深度
Ｓｏｉｌｌａｙｅｒｄｅｐｔｈ（ｃｍ）
不同播种方式Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｗｉｎｇｗａｙｓ
ＤＺ ＤＷ ＴＨ ＧＨ
０～１０ ３９．７０±０．５４ａＡ ３６．７２±０．２５ｂＢ ３６．４９±１．０１ｂＢ ３６．３５±０．１１ｂＢ
１０～２０ ４４．９４±１．３４ａＡ ４５．７８±０．１４ａＡ ３９．９１±０．１７ｂＢ ４５．８１±１．１０ａＡ
２０～３０ ４４．９８±０．３５ｄＣ ５９．０５±０．３２ａＡ ５７．０９±０．７８ｂＡ ５３．６３±０．７１ｃＢ
３０～４０ ５７．４９±０．６６ｃＢ ８０．３２±３．０９ａＡ ７７．７９±２．８２ａＡ ６４．１０±１．２６ｂＢ
０～４０ ４６．７８±０．７２ｄＣ ５５．４７±０．９５ａＡ ５２．８２±１．２０ｂＡＢ ４９．９７±０．８０ｃＢＣ
３　讨论
随着畜牧业的发展和我国农业产业结构调整的不断推进，牧草的作用已经越来越被广大农民所重视，大力发
展牧草产业已经逐步成为提高农业综合效益的重要手段。发展农区草业将酝酿一次对耕地农业的革命，不仅为
改进农业系统提供最初的动力，发掘农区草地资源，解放巨大食物资源潜力，保证粮食安全［２３］；而且可以通过土
地利用方式的改变达到固碳增汇的目的。
土壤有机碳含量是土壤管理、气候、植被覆盖等各种因素综合影响下有机碳输入与输出之间动态平衡的结
果［２４，２５］。牧草地上部分由于收割而移出土壤系统，地下部分进入土壤的量和分布深度及地上掉落物则可能成为
影响土壤总有机碳含量的主要因素。本研究表明无芒雀麦对表层有机碳的积累影响显著，而紫花苜蓿对深层有
机碳积累显著。０～２０ｃｍ土层其他处理均高于单播紫花苜蓿处理正是由于无芒雀麦大量的浅层须根及凋落物
腐烂归还所致；２０～４０ｃｍ土层单播紫花苜蓿草地有机碳明显增加则是由于紫花苜蓿根系入土较深，相应归还土
壤的植物残体量较大；而混播条件下由于紫花苜蓿与无芒雀麦间相互竞争从而抑制了其对深层生物量的贡献率，
最终使有机碳归还量降低，这也佐证了植物根系的分布是影响深层土壤中有机碳垂直分布的主要因素。同期试
验表明，混播下紫花苜蓿地上部分由于种间竞争亦受到显著影响，紫花苜蓿的株高隔行混播与同行混播均低于单
播草地［２６］。各处理在０～４０ｃｍ土层内总有机碳平均值以单播紫花苜蓿草地最大，为９．０５ｇ／ｋｇ，隔行混播草地
次之（９．０４ｇ／ｋｇ），二者无显著差异（犘＞０．０５）；它们均极显著高于单播无芒雀麦草地和同行混播草地（犘＜
０．０１）。可以看出不同的混播方式对土壤有机碳含量有较大影响，隔行混播有利于有机碳的累积，而同行混播则
不利于有机碳的累积。
土壤有机碳稳定性指土壤有机碳在一定条件下抵抗外界因素干扰水平的能力。土壤有机碳的氧化稳定性关
系到其分解的难易，是评价土壤有机碳的动态质量指标［１５］。土壤有机碳稳定性取决于土壤有机碳不同组分的构
成及其与环境的相互作用，不同的有机碳组分有着不同的来源，且对影响因素有着不同的响应机制。研究土壤有
机碳稳定性的理论意义在于找出能维持和提高土壤有机碳储量的经营措施和调控因子。本试验隔行混播草地有
０４ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３
机碳氧化稳定系数最大，其次为同行混播草地，二者与单播草地差异显著（犘＜０．０５），可以说明合理混播条件有
利于土壤有机碳的稳定，更能发挥退耕还草固碳减排的积极作用。以往的研究表明土壤有机碳与无机矿物结合
而形成的有机无机复合体是构成肥力的物质基础，也是肥力的核心，它们在保肥供肥过程中起着重要的作用，这
一点已被大多数学者所证实［２７］。而有机碳在土壤中的固定机制则十分复杂，前人研究认为通过钙键或铁铝键结
合是重要的存在形式，钙键结合有机碳是外圈配合产物，铁铝键结合有机碳是内圈配合产物，其稳定性不同，而且
形成环境也不同［２８］。水热条件不同的地带性土壤中存在着不同类型和比例的有机矿质复合体，从南往北，随着
钙饱和度的增加主要形成钙键结合有机矿质复合体，而南方酸性土壤中存在丰富的铁铝氧化物，主要形成铁铝键
有机矿质复合体［２９］。但在本试验中发现，虽然地处盐基饱和度很高的石灰性土壤带，但土壤有机碳化学结合方
式上并非以钙键结合为主，而是仍以铁铝键结合为主，各处理不同层次铁铝键有机碳含量均显著高于相应钙键结
合有机碳，一般高出３～５倍。这可能与多年的土地利用消耗大量钙素营养（除有机肥外也无钙肥施入），从而降
低钙键结合有机碳含量有关，其原因还有待于进一步研究。
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ｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｉｎｔｒｏｐｉｃａｌｆｏｒｅｓｔａｎｄｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌｇｒａｓｓｌａｎｄｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＧｌｏｂａｌＣｈａｎｇｅＢｉｏｌｏｇｙ，２００７，１３：５１１５３０．
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犈犳犳犲犮狋狊狅犳狊狅狑犻狀犵犿犲狋犺狅犱狊狅狀狋犺犲狅狓犻犱犪狋犻狅狀狊狋犪犫犻犾犻狋狔犪狀犱狋犺犲犮犺犲犿犻犮犪犾犫狅狌狀犱
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ＹＡＮＧＨｅｎｇｓｈａｎ，ＴＡＩＪｉｃｈｅｎｇ，ＦＡＮＦｕ
（ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＣｏｌｅｇｅ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆｏｒＮａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，Ｔｏｎｇｌｉａｏ０２８０４２，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｓｔｒａｔｉｆｉｅｄｓａｍｐｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｆｏｒｍｓｏｆｓｏｉｌ
ｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ（ＳＯＣ）ｆｏｒｔｗｏｙｅａｒｏｌｄａｌｆａｌｆａ，ｆｏｒ犅狉狅犿狌狊犻狀犲狉犿犻狊，ａｎｄｆｏｒａｍｉｘｔｕｒｅｏｆｔｈｅｔｗｏ．ＳＯＣｏｆｔｈｅ
ａｌｆａｌｆａｏｎｌｙｗａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔａｔ０－４０ｃｍ，ｆｏｌｏｗｅｄｂｙｔｈｅｉｎｔｅｒｌａｃｅｄｍｉｘｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｗａｓａｈｉｇｈｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（犘＜０．０１）ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｉｎｇｌｅ犅．犻狀犲狉犿犻狊ａｎｄｗｉｔｈｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｌｉｎｅ．
ＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆＳＯＣｏｘｉｄａｔｉｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｌａｃｅｄｍｉｘｔｕｒｅ（１．２７）ｗａｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅｉｎ
ｔｈｅｓａｍｅｌｉｎｅ（１．１６）．Ｔｈｅｒｅｗａｓａｈｉｇｈｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（犘＜０．０１）ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｉｎｇｌｅａｌｆａｌｆａ
（０．９９）ａｎｄｔｈｅｓｉｎｇｌｅ犅．犻狀犲狉犿犻狊（０．９４）．Ｉｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅｗａｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆ
ＳＯＣ．ＴｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｂｏｎｄｉｎｇｓｏｆＳＯＣｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｈｅｆｏｒｍｓｏｆＦｅ（Ａｌ）ｂｏｕｎｄａｎｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
ａｎｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｙｅｒｓ，ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＦｅ（Ａｌ）ｂｏｕｎｄＳＯＣｗａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆＣａｂｏｕｎｄＳＯＣ（犘＜０．０１）．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ａｌｆａｌｆａ；犅狉狅犿狌狊犻狀犲狉犿犻狊；ｉｎｔｅｒｌａｃｅｄｍｉｘｔｕｒｅ；ｐｅｅｒｍｉｘｔｕｒｅ；ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ（ＳＯＣ）
２４ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１１） Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３