2023年第5期（总第37期） 往期回顾
土壤团聚体的形成和稳定机制：研究进展与展望
点击次数：279 更新时间：2023-05-04
以下文章来源于土壤学报
作者：刘亚龙，王萍，汪景宽
单位：沈阳农业大学土地与环境学院/土肥高效利用国家工程研究中心
卷期：《土壤学报》2023年第60卷第3期
土壤团聚体是土壤的重要组成部分、土壤结构的基本单元，对土壤生态功能（如碳固存和养分保持等）的维持至关重要。团聚体的形成和稳定主要是通过土壤中矿物、有机质和生物间复杂的相互作用实现的，但其作用机制尚缺乏系统总结。本文回顾了一个世纪以来有关土壤团聚体的研究历程，比较了团聚体的筛分方法及粒级划分依据，分别阐述了团聚体基本结构单元（矿物、有机质和生物及其衍生物）的作用机理，以及微团聚体和大团聚体形成和稳定机制。
自20世纪初各国学者对土壤团聚体进行研究并取得一系列成果。Tisdall和Oades的等级发育模型、Six等进一步补充完善的胚胎发育模型理论和Christensen的三级结构划分理论相继提出。而且，有关有机物和矿物相互作用的理论模型：Wershaw等的“胶束”模型和Kleber等的“涂层”模型相继出现。虽然不同分级标准之间差异明显，但绝大多数研究以250μm为基准筛分土壤团聚体，这就使得比较不同的研究结果成为可能，是能够客观阐述团聚体形成和稳定机制的关键所在。
团聚体由多种土壤矿物、有机物和微生物及其代谢物共同组成，它们作为结构单元，即为形成团聚体的核心也起相互胶结的作用。形成团聚体单个结构单元的空间尺寸会跨越三个甚至六个数量级以上。
团聚体的形成是一个渐进的过程，不同粒级团聚体存在不同的形成机制。多价金属阳离子和有机物可通过吸附或共沉淀与矿物表面相互结合形成微团聚体，然后再与其他微团聚体胶结在一起形成大团聚体。或者，当大团聚体内部的有机胶结物质被分解或微生物代谢物被释放，微团聚体就成为团聚体的周转产物而出现。目前对不同典型生态系统（如森林、草地和旱地农田等）土壤团聚体形成及其相关的稳定性也进行了广泛的研究。而稻田土壤和滨水湿地具有独特的干湿交替过程，目前仍缺乏对此类土壤的团聚和稳定过程的研究和理论认识。最新的研究表明全球尺度下水稻土是一个重要的碳库，它们较单位面积农田的碳储量高出20%以上，而碳滞留时间较所有农田土壤高出18%以上。这主要是因为稻田在特有的水耕熟化作用下有机碳逐渐积累，有利于土壤团聚体的形成并对有机碳起保护作用。铁氧化物作为稻田及滨水土壤生态系统中主要的氧化还原物质，它与有机质所形成的有机矿物复合体是形成和稳定土壤团聚体的重要胶结物质。充分认识团聚体形成和稳定的作用机制，对于全面了解土壤的形成演变规律和生态功能，尤其对促进土壤生态系统健康和可持续发展具有重要的理论和应用价值。原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/WhNFQBaQsYHsPowJroRY8Q