3.5 黄淮海平原耕层土壤年SOM矿化速率

相对CO₂年排放通量而言，年际SOM矿化速率MR变幅较小。以衡水A试验点为例，在1979—2002年间，A1B1有机物料还田水平低，年际MR变幅小，为1.87%～3.34%，平均值为2.36%；A1B4、A4B1有机物料还田水平较高，A1B4年际MR为2.29%～5.52%，平均值为3.36%，A4B1年际MR为2.69%～8.47%，平均值为4.62%；A4B4产量水平高，且有机物料还田水平高，年际MR变幅大，为2.75%～9.29%，平均值为5.27%。平均而言，A1B1仅占A4B4的44.8%。衡水A试验点16个处理中，MR随着化肥施用量、秸秆还田量的增加呈递增趋势，多年平均值从2.36%至5.27%。

昌平试验点为2年3熟制，因而，该试验点有机物料还田水平总体偏低，使得其较低。N0P0处理年均MR为3.21%，年均为429.2gCO₂/（m² ·a）。MN2P2K处理年均MR为4.89%，年均为901.9gCO₂/（m² ·a）。与衡水A试验点相比，A3B4处理年均 MR 为4.75%，耕层为1358.2gCO₂/（m² ·a）、A4B3处理年均 MR 为4.99%，年均为1200.8gCO₂/（m²·a），且衡水A与昌平有着相似的积温累积过程。可以得出，有机物料还田量是决定大小的直接原因。

本研究选定的7个长期定位点不同农作措施下农田MR差异较大（表3.2）。不同试验点MR多年平均值由2.16%到5.95%，与王维敏等（1988）报道相吻合。各试验点多年平均而言，MR最低值仅占最高值的54.5%。受当年有机物料还田量的强烈影响，年均由最低值337.1gCO₂/（m²·a）到最高值2144.3gCO₂/（m²·a），最低值仅占最高值的32.3%。土壤有机质年矿化速率除与土壤质地有关外 （van Veen等，1984，1990），还与有机物料还田量有关。长期以来，有机物料还田量大，不仅表现为大，同时MR也大。这是由于SOM中年轻有机质组分比例大所决定的。MR可作为衡量SOM质量的指标，MR越高，SOM质量越好 （Yang和Janssen，2000）。

对衡水A试验B1～B4处理研究时段内AY（x，t／hm²）与MR（y，%）之间分别进行回归分析，回归直线方程依次为y₁=0.31x₁+2.05；y₂=0.30x₂+2.24；y₃=0.29x₃+2.40；y₄=0.29x₄+2.77，均达到极显著相关水平。表明，作物年产量每增加1t/hm²时，作物自然根茬还田时SOM年矿化速率将提高0.29～0.31个百分点。随着玉米秸秆还田量的增加，回归方程的截距亦呈现递增，表明外源有机物料还田水平决定了SOM矿化速率的大小。

图3.15 7个长期定位点作物年产量、耕层土壤CO₂排放量、SOM矿化率、土壤表观呼吸量之间关系

黄淮海平原区选定的7个长期定位试验点1235组AY与MR之间进行统计分析表明，总体上二者之间存在极显著线性相关，AY每增加1t／hm²时，MR提高0.22个百分点，在一定程度上提高了SOM的质量［R²=0.3054，n=1235，图3.15（b）］。