全 文 ：书生草栽培对油桃园土壤有机碳矿化的影响
王义祥，王峰，翁伯琦，黄毅斌，王成己，叶菁
（福建省农业科学院农业生态研究所，福建 福州３５００１３）
摘要：以福建尤溪玉池生草果园定位观测点为平台，利用室内培养和田间观测相结合的方法研究了生草栽培对油
桃园土壤有机碳矿化的影响。结果表明，生草栽培和清耕处理土壤呼吸速率具有相似的日变化规律，且土壤呼吸
速率与土壤温度、土壤Ｃ／Ｎ间具有极显著的相关性，与土壤含水量、胡敏酸、富里酸、ＨＡ／ＦＡ值和土壤总有机碳含
量间具有显著的相关性。生草栽培处理土壤平均矿化速率为２２．８９０ｍｇ／（ｋｇ·ｄ），分别比顺坡清耕和梯台清耕处
理提高６２．１３％和３３．８３％，生草栽培处理的土壤潜在可矿化有机碳量（犆０）、易矿化有机碳量（犆１）和初始潜在矿化
速率（犆０犽）均显著高于顺坡清耕和梯台清耕处理，说明生草栽培可以提高土壤呼吸速率和加速了土壤有机碳的周
转，有利于土壤碳氮转化和提高土壤肥力。生草栽培处理土壤潜在可矿化有机碳量占土壤有机碳总量的比例比清
耕处理并没有显著增加，说明生草栽培亦有利于有机碳在土壤中的积累。
关键词：生草栽培；油桃园；有机碳；土壤呼吸；根呼吸
中图分类号：Ｓ６６２．１０６＋．１；Ｓ１５３．６＋２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２０１３）０６００８６０７
犇犗犐：１０．１１６８６／ｃｙｘｂ２０１３０６１１
农业土壤碳库是受到强烈人为干扰而又在较短的时间尺度上可以调节的碳库，对于保持农业可持续发展、提
高农业土壤碳固持能力、保障粮食安全与缓解气候变化趋势具有积极意义［１］。据估计，在过去ｌ万年的农业文明
中，因人类活动而减少的土壤有机碳储量达３１３ＧｔＣ，年均减少３．１３×１０１３ｇＣ，且越往近代减少的速度越快；最
近３００年年均减少３．０×１０１４ｇＣ，２０世纪４０－８０年代年均减少７．６×１０１４ｇＣ［２］。如何在提高农业生产水平的
同时，有效地控制农业温室气体排放已成为迫切解决的科学问题。
土壤呼吸是指土壤向大气排放ＣＯ２ 的过程，是土壤有机碳输出的主要形式，与生态系统生产力、土壤肥力以
及全球的碳循环有密切关系［３］。从严格意义上讲，它是指未受扰动的土壤中产生ＣＯ２ 的所有代谢作用。作为土
壤碳库的唯一输出途径和大气ＣＯ２ 的重要来源，土壤呼吸是陆地生态系统中土壤和大气之间ＣＯ２ 交换的重要
组成部分，占整个陆地生态系统总呼吸量的２／３以上［４］。目前国内外针对土壤呼吸的大量研究过多集中于森林
生态系统和草地生态系统［５８］，针对果园生态系统土壤排放ＣＯ２ 的研究极少。果园生态系统作为陆地生态系统
的组成部分，受人为干扰最大，碳的周转相对复杂，研究果园生态系统的土壤呼吸及确定关键环境影响因子是评
定陆地生态系统土壤碳库不可缺少的部分。本研究采用室内培养和田间观测相结合的方法，研究生草栽培对土
壤有机碳（ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ，ＳＯＣ）矿化情况的影响，旨为合理评价经营方式，改善土壤碳循环提供依据。
１ 材料与方法
１．１ 试验处理
试验地为油桃（犃犿狔犵犱犪犾狌狊狆犲狉狊犻犮犪）园，位于福建省尤溪县西城镇玉池村，北纬２６°２５′，东经１１７°５７′，属中亚
热带季风性湿润气候，夏季暖热，冬季温凉，春夏多雨，降水丰富。年平均气温１９．２℃，１月气温最低，月平均气温
８．０～１２．０℃，７月最高，月平均气温２６．６～２８．９℃。光照资源比较丰富，全年光照时数为４４２２．８ｈ。年平均降雨
量１６２０．６ｍｍ，年均蒸发量１３４６．４ｍｍ。试验地坡向为东南方向，坡度１５°；成土母质为第四纪红色粘土，土壤类
型为红壤，０～２０ｃｍ土层土壤的基础理化性状为：有机质２３．１ｇ／ｋｇ，全氮０．９６ｇ／ｋｇ，全磷０．２３ｇ／ｋｇ，碱解氮
８６－９２
２０１３年１２月
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
第２２卷 第６期
Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６
收稿日期：２０１３０２２６；改回日期：２０１３０４０８
基金项目：国家科技支撑计划课题（２０１２ＢＡＤ１４Ｂ１５），福建省科技创新平台建设项目（２０１０Ｎ２００３）和福建省农业科学院创新团队建设项目资助。
作者简介：王义祥（１９７８），男，山东泰安人，副研究员，博士。Ｅｍａｉｌ：ｓｄ＿ｗｏｌｏｎｇ＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｂｏｑｉｗｅｎｇ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
１００．８５ｍｇ／ｋｇ，速效钾３１．６０ｍｇ／ｋｇ。试验采用裂区设计，共３个处理，分别为顺坡开垦＋清耕（Ｔ１）、梯台开
垦＋清耕（Ｔ２）、梯台开垦＋套种多年生豆科牧草平托花生（犃狉犪犮犺犻狊狆犻狀狋狅犻）（Ｔ３），每个处理３个重复。本试验自
１９９６年开始，试验前各处理小区的立地条件基本一致。试验过程中所有小区果树的施肥管理相同，每年施肥２～
３次，肥料为复合肥，每年施肥量根据油桃树长势和产果量而定，不施用有机肥。施肥点在每株油桃树冠滴水线
附近，挖条形沟（宽１５ｃｍ，深１０ｃｍ），均匀撒入肥料后即覆土。生草处理（Ｔ３），平托花生套种方式为带状，冬季
平托花生地上部分枯死，但到第２年春季可自然萌发。
１．２ 野外观测试验
土壤呼吸作用是指未受扰动的土壤中由于土壤有机体、根和菌根的呼吸排放ＣＯ２ 的所有代谢作用，包括根
系的自养呼吸、根际和土壤微生物的异养呼吸［９］。本研究在每个样方内随机选取３个样点用于土壤呼吸的测定，
且要求样点离树冠滴水线的距离应大于３０ｃｍ［１０］，并于２０１０年１０月利用土壤呼吸测定仪（ＬＩ８１００，美国ＬＩＣｏｒ
公司）测定土壤呼吸强度。测定前２ｄ将直径２０ｃｍ的ＰＶＣ圈打入土壤５ｃｍ以便平衡干扰；同时Ｔ３ 处理采用
齐地刈割法收集牧草地上部分生物量，并分别烘干称重。土壤总呼吸测定时间为早上８：００至下午１８：００，每个
样点每隔２ｈ测定１次，连续测定４ｄ。测定结束后，采用全根挖掘法分别收集Ｔ３ 处理根系生物量，并立即利用
ＬＩ８１００离体测定根系呼吸，利用水封的方法密闭测定气室，每个样品测定５次，求平均值。土壤异养呼吸速率由
土壤总呼吸速率减去根系呼吸速率来计算。野外测定试验结束后，在每个样方内按Ｓ形布设取样点５个，调查土
壤剖面特征，用环刀法测定土壤容重，３次重复，每个取样点分０～２０和２０～４０ｃｍ 取原状土样，大小约为
２０ｃｍ×２０ｃｍ，然后按四分法取混合土样１ｋｇ用于室内培养实验。
１．３ 室内培养实验
培养实验采用室内恒温好气培养。称取５０．００ｇ过２ｍｍ筛的风干土样，放入１０００ｍＬ的培养瓶中，加去离
子水调节土壤含水量到６０％的田间持水量，同时做不加土壤的培养瓶作为对照；然后放入恒温培养箱内（重复３
次），控制温度２５℃，用１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液吸收释放的ＣＯ２，在放置１，３，５，７，９，１６，３０，４５和６０ｄ后，取出碱液
加入ＢａＣｌ２（１ｍｏｌ／Ｌ）溶液２．５ｍＬ，用ＨＣｌ滴定法测定释放的ＣＯ２，用称重法校正水分含量。根据公式计算出土
壤ＣＯ２释放速率犉ＣＯ２（ｍｇ）＝（犅－犞）×犆×犕，公式中犅为滴定空白瓶中ＮａＯＨ溶液所需 ＨＣｌ的体积（ｍＬ），犞
为滴定装有土壤的培养瓶内ＮａＯＨ溶液所用ＨＣｌ体积（ｍＬ），犆为 ＨＣｌ的当量浓度，犕 为摩尔质量。
土壤呼吸累积量计算方法如下：
犛＝∑（犉犻＋１＋犉犻）／２×（狋犻＋１－狋犻） （１）
其中，犛为土壤呼吸累积量；犉为ＣＯ２ 排放速率；犻为测定次数；狋为测定时间即培养天数。
１．４ 分析方法
腐殖质组成采用焦磷酸钠浸提－重铬酸钾氧化法测定［１１］；有机质采用重铬酸钾氧化－外加热法测定［１２］。
１．５ 数据处理
土壤有机碳矿化过程采用一级反应方程式模拟［１３］：
犆狋＝犆０［１－ｅｘｐ（－犽狋）］＋犆１ （２）
其中，犆狋（ｇ／ｋｇ）为时间狋内累计矿化的碳，犆０（ｇ／ｋｇ）为潜在矿化碳库，犽［ｇ／（ｋｇ·ｄ）］表示对应的矿化系数，犆１
（ｇ／ｋｇ）是快速矿化碳库。该模型采取非线性回归的方式对碳矿化进行拟合。犆０ 和犽采用 Ｍａｒｑｕａｒｄｔ方法进行
反复迭代优化。半衰期狋１／２的计算方法为狋１／２＝ｌｎ（２／犽）。
利用 ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ２００３和ＤＰＳ７．０５统计分析软件进行数据计算处理及差异显著性检验和相关性分析，
多重比较采用ＬＳＤ法。
２ 结果与分析
２．１ 土壤有机碳的分解特征
土壤碳氮比值（Ｃ／Ｎ）是衡量土壤Ｃ、Ｎ营养平衡状况的指标，它的演变趋势对土壤碳、氮循环有重要影响。
由表１可知，３个处理土壤的总有机碳与全氮比值（Ｃ／Ｎ）的大小为Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１，说明生草栽培更有利于土壤有
机碳的积累。Ｔ３ 处理胡敏酸和富里酸的含量分别比 Ｔ１ 和 Ｔ２ 处理提高１７１．９１％和１４．３８％，１６６．５２％和
７８第２２卷第６期 草业学报２０１３年
１０．８７％，且Ｔ３ 处理与Ｔ１ 和Ｔ２ 处理间存在显著性差异，这与土壤有机碳的变化规律一致。ＨＡ／ＦＡ通常是反映
腐殖质品质和活性的重要指标。ＨＡ／ＦＡ高意味着腐殖质活性较低，反之，腐殖质活性较高。由表１可知，３个处
理 ＨＡ／ＦＡ的大小顺序为Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１，且Ｔ３ 处理与Ｔ１ 和Ｔ２ 处理间存在显著性差异（犘＜０．０５）。
表１ 不同开垦模式下果园０～２０犮犿土层犆／犖、胡敏酸和富里酸的变化
犜犪犫犾犲１ 犆犺犪狀犵犲狊狅犳犆／犖，犺狌犿犻犮犪犮犻犱（犎犃）犪狀犱犳狌犾狏犻犮犪犮犻犱（犉犃）犻狀０－２０犮犿狊狅犻犾犾犪狔犲狉狊
狅犳狅狉犮犺犪狉犱狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋犻犾犪犵犲狊狔狊狋犲犿狊
处理Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｃ／Ｎ 胡敏酸 ＨＡ（ｇ／ｋｇ） 富里酸ＦＡ（ｇ／ｋｇ） ＨＡ／ＦＡ
Ｔ１ ９．９２０±０．１２９ｂ ０．４４５±０．０４１ｂ ５．３６８±０．２１５ｂ ０．０８３±０．０１０ｂ
Ｔ２ １０．５８８±０．６９４ａｂ ０．４５４±０．０３２ｂ ５．５３８±０．４１５ｂ ０．０８２±０．０００ｂ
Ｔ３ １１．２５９±０．６２８ａ １．２１０±０．０７１ａ ６．１４０±０．１３１ａ ０．１９７±０．００７ａ
注：同列不同小写字母表示处理间差异显著（犘＜０．０５）。
Ｎｏｔｅ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｍｏｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔ犘＜０．０５．
２．２ 土壤有机碳的矿化过程
图１ 不同开垦模式下果园土壤有机碳矿化速率
犉犻犵．１ 犕犻狀犲狉犪犾犻狕犪狋犻狅狀狉犪狋犲狅犳狅狉犮犺犪狉犱狊狅犻犾狊
狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋犻犾犪犵犲狊狔狊狋犲犿狊
培养过程中有机碳矿化速率也是表征土壤有机
碳矿化的重要指标，可以指示不同土壤间有机碳周
转和固碳潜力的大小。图１显示，不同处理土壤有
机碳矿化速率随培养时间的动态变化规律基本相
似。随着培养时间的延长，有机碳的矿化速率前期
迅速下降，至培养第７天降至初始时的２３．４８％～
２７．３４％，然后缓慢下降，培养３０ｄ以后，土壤有机
碳矿化速率趋于相对稳定状态。由图１还可以看
出，不同处理方式土壤有机碳矿化速率有明显区别，
其大小顺序为 Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１。方差分析的结果显
示，培养前３０ｄ，各处理间土壤有机碳矿化速率均存
在显著性差异；培养至３０ｄ时，Ｔ２ 和Ｔ３ 处理间无
显著性差异，但Ｔ２、Ｔ３ 处理与Ｔ１ 处理间仍存在显
著性差异。培养期内累积矿化量与培养时间的比值
是有机碳矿化的平均速率，是整个过程中有机碳周
转速率的反映。在６０ｄ的培养期内，Ｔ３ 处理有机
碳平均矿化速率为２２．８９０ｍｇ／（ｋｇ·ｄ），分别比Ｔ１
和Ｔ２ 处理提高６２．１３％和３３．８３％。总体来看，培
养期间不同处理土壤有机碳矿化速率的变化符合对
数函数，相关方程见表２。
表２ 不同开垦方式土壤有机碳矿化速率的拟合方程
犜犪犫犾犲２ 犕狅犱犲犾狅犳犿犻狀犲狉犪犾犻狕犪狋犻狅狀狉犪狋犲狅犳狅狉犮犺犪狉犱
狊狅犻犾狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋犻犾犪犵犲狊狔狊狋犲犿狊
处理 Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 拟合方程Ｅｑｕａｔｉｏｎ 犚
Ｔ１ 狔＝－１９．２８５ｌｎ狓＋６５．２５７ ０．９３５
Ｔ２ 狔＝－２１．８８３ｌｎ狓＋７４．９８５ ０．９３１
Ｔ３ 狔＝－３８．６０７ｌｎ狓＋１２４．０５ ０．９３６
土壤ＣＯ２ 累积释放量是在一段培养时间内土壤ＣＯ２ 的总释放量。由图２可以看出，同一土壤不同时间段
内土壤有机碳矿化释放量有明显不同，前期释放量大，后期释放量少。其中培养前７ｄＣＯ２ 释放量占总累积矿化
量的３６．９８％～４１．３３％。不同垦殖方式下土壤ＣＯ２ 累积释放量亦存在一定的差异。Ｔ３ 处理ＣＯ２ 累积释放量
比Ｔ１ 和Ｔ２ 处理分别提高６２．１３％～１０１．０７％和３３．８３％～７１．３４％。方差分析结果显示，Ｔ３ 处理土壤ＣＯ２ 累
积排放量与Ｔ１ 和Ｔ２ 处理间均存在显著性差异，但Ｔ１ 和Ｔ２ 处理间的差异不显著。
２．３ 有机碳矿化过程的模拟
采用改进的一级动力学模型模拟不同开垦方式土壤有机碳的矿化情况（表３）。该模型的参数主要用来表征
８８ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６
土壤中可以被分解的总有机碳、极易被分解的有机
图２ 不同开垦模式下果园土壤有机碳累积矿化量
犉犻犵．２ 犇狔狀犪犿犻犮狊狅犳狋犺犲犪犮犮狌犿狌犾犪狋犻狏犲犿犻狀犲狉犪犾犻狕犪狋犻狅狀
狅犳狅狉犮犺犪狉犱狊狅犻犾狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋狋犻犾犪犵犲狊狔狊狋犲犿狊
碳和平均日矿化量占可矿化有机碳总量比例的土壤
潜在可矿化有机碳（犆０）、土壤易矿化有机碳（犆１）和
土壤有机碳矿化速率常数（犽），以及通过上述参数进
一步获得用于表征土壤有机碳分解最初阶段日均矿
化量的初始潜在矿化速率（犆０犽）等。
由表４可以看出，Ｔ３ 处理的土壤潜在可矿化有
机碳量（犆０）、易矿化有机碳量（犆１）和初始潜在矿化
速率（犆０犽）均高于Ｔ１ 和Ｔ２ 处理，且与Ｔ１ 和Ｔ２ 处
理间均存在显著性差异。而Ｔ３ 处理土壤有机碳矿
化速率常数（犽）与 Ｔ１ 处理间无显著性差异，与 Ｔ２
处理间差异显著；各处理间土壤潜在可矿化有机碳
量与占土壤有机碳量的比例（犆０：有机碳）无显著性
差异。Ｔ３ 处理半衰期（狋１／２）分别比Ｔ１ 和Ｔ２ 处理降
低６．３１％和９．７６％，且与Ｔ１ 和Ｔ２ 处理间存在显
著性差异。
２．４ 油桃园土壤呼吸及其影响因子
由图３可以看出，Ｔ１、Ｔ２ 和 Ｔ３ 处理土壤异养
呼吸具有相似的变化动态，均以１４：００时达到最高
值。Ｔ３ 处理土壤异养呼吸的平均速率为２．２５
μｍｏｌ／（ｍ
２·ｓ），分别是Ｔ１和Ｔ２处理的２．１５和１．５７
表３ 土壤有机碳矿化的一级动力学模型
犜犪犫犾犲３ 犉犻狉狊狋狅狉犱犲狉犽犻狀犲狋犻犮犿狅犱犲犾狅犳
犿犻狀犲狉犪犾犻狕犪狋犻狅狀狅犳狊狅犻犾狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀
处理 Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 拟合方程Ｅｑｕａｔｉｏｎ 犚
Ｔ１ 犆狋＝０．１９８［１－ｅｘｐ（－０．０５０ｔ）］＋０．０２１ ０．９９３
Ｔ２ 犆狋＝０．２５０［１－ｅｘｐ（－０．０４３ｔ）］＋０．０２６ ０．９９３
Ｔ３ 犆狋＝０．３０５［１－ｅｘｐ（－０．０６３ｔ）］＋０．０４０ ０．９９２
倍，且与Ｔ１ 和Ｔ２ 处理间的差异达到显著性水平；但Ｔ１ 和Ｔ２ 处理间差异并不显著，这与模拟试验的结果一致。
就土壤呼吸的组分而言，Ｔ３ 处理油桃园土壤呼吸各组分中以异养呼吸为主，占７１％，根系呼吸仅占总呼吸量的
２９％。相关分析的结果表明，土壤呼吸速率与土壤温度、土壤Ｃ／Ｎ间具有极显著的相关性，与土壤含水量、胡敏
酸、富里酸、ＨＡ／ＦＡ值和土壤总有机碳含量间具有显著的相关性（表５）。
表４ 土壤有机碳矿化参数
犜犪犫犾犲４ 犈狊狋犻犿犪狋犲犱狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊狅犳狊狅犻犾狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀（犛犗犆）犿犻狀犲狉犪犾犻狕犪狋犻狅狀
处理 Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 犆０（ｇ／ｋｇ） 犆１（ｇ／ｋｇ） 犽（ｄ－１） 犆０犽（ｇ／ｋｇ·ｄ） 犆０：ＳＯＣ（％） 狋１／２（ｄ）
Ｔ１ ０．１９８ｂ ０．０２１ｂ ０．０５０ａｂ ０．０１０ｂ １．３３８ａ ３．６９１ａｂ
Ｔ２ ０．２５０ｂ ０．０２６ｂ ０．０４３ｂ ０．０１１ｂ １．３９８ａ ３．８３２ａ
Ｔ３ ０．３０５ａ ０．０３９ａ ０．０６３ａ ０．０１９ａ １．４４３ａ ３．４５８ｂ
３ 讨论
土壤有机碳（ＳＯＣ）的矿化过程是在微生物的参与下进行的，受包括有机质的化学组成、土壤温度、湿度和质
地等诸多因素的影响。本研究结果表明，不同处理土壤有机碳矿化速率随培养时间的延长而下降。整个培养过
程土壤有机碳矿化可分为快速下降期，缓慢下降期和相对稳定期３个阶段。这是因为在培养过程中，微生物优先
利用结构简单，活性高的有机碳组分，表现为培育初期土壤有机碳矿化速率相对较高；随着培育时间的延长，活性
底物消耗，微生物呼吸强度减弱，表现为土壤有机碳矿化速率缓慢下降；在培育后期，微生物以土壤中结构复杂的
有机物质作为代谢底物，表现为有机碳矿化速率保持相对稳定趋势。生草栽培处理有机碳平均矿化速率为
２２．８９０ｍｇ／（ｋｇ·ｄ），分别比顺坡清耕和梯台清耕处理提高６２．１３％和３３．８３％，生草处理６０ｄ内土壤累积ＣＯ２
排放量分别是顺坡清耕和梯台清耕处理的１．６２和１．３４倍。而生草处理土壤Ｃ／Ｎ、胡敏酸和富里酸的含量亦显
著高于顺坡清耕和梯台清耕处理，说明土壤有机质化学组成的差异可能是导致３种垦殖方式土壤矿化速率差异
９８第２２卷第６期 草业学报２０１３年
的一个重要原因。本研究中培养试验前７ｄ矿化速
图３ 果园土壤异养呼吸的日变化
犉犻犵．３ 犇犻狌狉狀犪犾犮犺犪狀犵犲狊狅犳狊狅犻犾犺犲狋犲狉狅狋狉狅狆犺犻犮
狉犲狊狆犻狉犪狋犻狅狀犻狀狅狉犮犺犪狉犱犲犮狅狊狔狊狋犲犿
率较快，主要是因为土壤中存在易分解的糖类和蛋
白质等有机物质为微生物提供较多的养分，导致微
生物活动较为剧烈，从而使ＣＯ２ 产生速率较高。采
用土壤有机碳矿化的一级反应方程模拟的结果表
明，生草处理的土壤潜在可矿化有机碳量（犆０）、易
矿化有机碳量（犆１）和初始潜在矿化速率（犆０犽）均显
著高于顺坡清耕和梯台清耕处理，表明生草处理土
壤中可矿化的土壤有机碳数量更多，但各处理间土
壤潜在可矿化有机碳量与占土壤有机碳总量的比例
并无显著性差异，说明生草栽培在增加土壤潜在可
矿化有机碳的同时，也有利于有机碳在土壤中的积
累，从而增强土壤的碳汇功能。
表５ 土壤呼吸和影响因素间的相关分析
犜犪犫犾犲５ 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狊犫犲狋狑犲犲狀狊狅犻犾狉犲狊狆犻狉犪狋犻狅狀犪狀犱犻狋狊犻犿狆犪犮狋犳犪犮狋狅狉狊（狀＝９）
项目
Ｉｔｅｍ
土壤呼吸速率
Ｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｒａｔｅ
土壤温度
Ｓｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
土壤含水量
Ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔ
Ｃ／Ｎ 胡敏酸
Ｈｕｍｉｃａｃｉｄ
富里酸
Ｆｕｌｖｉｃａｃｉｄ
ＨＡ／ＦＡ
土壤温度Ｓｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ －０．９７７
土壤含水量Ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔ ０．９１４ －０．８１７
Ｃ／Ｎ ０．９６７ －０．９５５ ０．８７２
胡敏酸 Ｈｕｍｉｃａｃｉｄ ０．９１１ －０．８０２ ０．９８１ ０．８６４
富里酸Ｆｕｌｖｉｃａｃｉｄ ０．９３６ －０．９４９ ０．７９４ ０．８３５ ０．７８６
ＨＡ／ＦＡ ０．９４０ －０．８５２ ０．９７０ ０．８６２ ０．９８５ ０．８７３
总有机碳 Ｔｏｔａｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ ０．９４８ －０．９５５ ０．８２３ ０．９９５ ０．８１０ ０．８１９ ０．８１１
注：表示在５％的概率水平上显著相关；表示在１％的概率水平上极显著相关。
Ｎｏｔｅ：ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｔｔｈｅ０．０５ｌｅｖｅｌ．ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｔｔｈｅ０．０１ｌｅｖｅｌ．
果园生草作为一项实用、高效的土壤管理方法，而有关果园生草下土壤碳排放特征还少见报道。已有研究表
明，农林复合经营模式可以维持和提高土壤肥力，改善土壤理化性状［１４，１５］，通过果园套种豆科牧草还可提高果品
产量及品质［１６］。Ａｙｄｉｎ等［１７］对苹果（犕犪犾狌狊犱狅犿犲狊狋犻犮犪）园、白杨（犘狅狆狌犾狌狊狋狅犿犲狀狋狅狊犪）林和草地等土地利用类型
土壤呼吸的比较研究表明，生草栽培的苹果园的土壤呼吸速率显著高于白杨林和草地。Ｌｉｕ等［１８］研究也表明，土
地利用方式对土壤呼吸影响较大，果园土壤呼吸速率明显高于针叶林。张义等［１９］对不同果园地表覆盖方式的研
究表明，生长季节土壤ＣＯ２ 平均释放速率表现为：生草覆盖＞秸秆覆盖＞砂石覆盖＞清耕＞地膜覆盖，其中生草
覆盖比清耕处理的呼吸速率高１７９．４６％。本研究基于短期试验的结果发现，生草栽培处理油桃园土壤异养呼吸
显著高于清耕处理，这与Ｓｉｅｌｅ等［２０］的研究结果相一致，这可能是由于果园生草覆盖可以减少土壤水分蒸发，稳
定表层土温；生草模式下生物量较高，积累了大量微生物呼吸的基质，增加了土壤微生物活性，从而提高了土壤物
质的代谢强度［２１］。此外，果园套种豆科牧草后，牧草凋落物和生物量归还土壤，并引起“起爆效应”［２２］，这些都会
影响土壤有机碳的周转和呼吸速率的变化。总之，相对清耕处理而言，生草栽培通过提高土壤呼吸速率和加速土
壤有机碳的周转，有利于土壤碳氮转化和提高土壤肥力。因此可以认为生草栽培可作为提高果园土壤肥力和土
壤碳汇功能的重要措施。
０９ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６
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ｐａｎｅ（犆狅犾狅狆犺狅狊狆犲狉犿狌犿犿狅狆犪狀犲）ｗｏｏｄｌａｎｄｏｆｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＢｏｔｓｗａｎａ［Ｊ］．ＤｙｎａｍｉｃＳｏｉｌ，ＤｙｎａｍｉｃＰｌａｎｔ，２００８，２（２）：６１
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１９第２２卷第６期 草业学报２０１３年
犈犳犳犲犮狋狅犳狊狅犱犮狌犾狋犻狏犪狋犻狅狀狅狀犿犻狀犲狉犪犾犻狕犪狋犻狅狀狅犳狊狅犻犾狅狉犵犪狀犻犮犮犪狉犫狅狀犻狀狀犲犮狋犪狉犻狀犲狅狉犮犺犪狉犱狊
ＷＡＮＧＹｉｘｉａｎｇ，ＷＡＮＧＦｅｎｇ，ＷＥＮＧＢｏｑｉ，ＨＵＡＮＧＹｉｂｉｎ，ＷＡＮＧＣｈｅｎｇｊｉ，ＹＥＪｉｎｇ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｃｏｌｏｇｙ，ＦｕｊｉａｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｆｕｚｈｏｕ３５００１３，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｈｅｒｅｄｓｏｉｌｌｏｃａｔｅｄａｔＹｕｃｈｉｖｉｌａｇｅ，Ｆｕｊｉａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｗａｓｓａｍｐｌｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｏｄ
ｃｕｌｔｕｒｅｏｎｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ（ＳＯＣ）ｕｓｉｎｇｌａｂｏｒａｔｏｒｙｉｎｃｕｂａｔｉｏｎａｎｄｆｉｅｌｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ．
Ｔｈｅｒｅｗａｓａｓｉｍｉｌａｒｄｉｕｒｎａｌｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｉｎｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｒａｔｅｕｎｄｅｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆｓｏｄｃｕｌｔｕｒｅａｎｄｃｌｅａｎｔｉｌ
ａｇｅ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｈｉｇｈｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｃ／Ｎ，
ａｎｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅ，ｈｕｍｉｃａｃｉｄ（ＨＡ），ｆｕｌｖｉｃａｃｉｄ（ＦＡ），
ＨＡ／ＦＡｖａｌｕｅｓａｎｄｔｏｔａｌＳＯＣ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｓｏｉｌｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｕｎｄｅｒｓｏｄｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓ２２．８９０
ｍｇ／（ｋｇ·ｄ），ｗａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ６２．１３％ａｎｄ３３．８３％ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｕｎｄｅｒｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｃｌｅａｎｔｉｌａｇｅａｎｄ
ｌａｎｄｉｎｇｓｃｌｅａｎｔｉｌａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｗｈｅｎｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｕｎｄｅｒｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｃｌｅａｎｔｉｌａｇｅ
ａｎｄｌａｎｄｉｎｇｓｃｌｅａｎｔｉｌａｇｅ，ｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｒａｔｅ，ｐｏｔｅｎｔｉａｌｍｉｎｅｒａｌｉｚａｂｌｅＳＯＣ（犆０），ｅａｓｉｌｙｍｉｎｅｒａｌｉｚａｂｌｅＳＯＣ
ｃｏｎｔｅｎｔ（犆１）ａｎｄｉｎｉｔｉａｌｐｏｔｅｎｔｉａｌｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅ（犆０犽）ｕｎｄｅｒｓｏｄｃｕｌｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈ
ｅｒ，ｓｈｏｗｉｎｇｔｈａｔｓｏｄｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｉｎｏｒｃｈａｒｄｓｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｔｕｒｎｏｖｅｒ，ａｎｄ
ｂｅｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｃａｒｂｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙ．Ｉｔａｌｓｏ
ｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅｒａｔｉｏｏｆ犆０ｔｏＳＯＣｉｎｓｏｄｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅ
ｃｌｅａｎｔｉｌａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓｓｕｇｇｅｓｔｓｔｈａｔｏｒｃｈａｒｄｓｏｄｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｉｓａｌｓｏｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｏｒ
ｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｉｎｔｈｅｓｏｉｌ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｓｏｄｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ；ｎｅｃｔａｒｉｎｅｏｒｃｈａｒｄ；ｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ；ｓｏｉｌｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ；ｒｏｏｔｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ
２９ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６