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　　有機質(zhì)是由有機物組成的物質(zhì)，其最初的來源是植物光合產(chǎn)物，所含的能量來自太陽能，合成所需要的元素均來自自然界。耕地有機質(zhì)或者土壤中的有機質(zhì)是存在于土壤中的所有含碳的有機物質(zhì)，包括各種動植物殘體、微生物及其分解和合成的各種有機質(zhì)。土壤有機質(zhì)是土壤固相部分的重要組成成分，盡管土壤有機質(zhì)含量只占土壤總量的少部分，但它對土壤形成、土壤肥力、環(huán)境保護及農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面都有著極其重要的作用（熊順貴，2001）。

　　由于用地不養(yǎng)地，我國耕地有機質(zhì)出現(xiàn)了明顯的下降趨勢，直接影響了耕地質(zhì)量。如果控制不住，還會進一步影響糧食供應(yīng)，影響國民的身體健康乃至壽命。養(yǎng)地應(yīng)當從培育土壤有機質(zhì)開始。1999～2014 年，由中國地質(zhì)調(diào)查局會同各省人民政府及其國土資源主管部門，協(xié)調(diào)全國77 家單位10 萬多人對全國耕地質(zhì)量狀況進行了全面調(diào)查。調(diào)查土地總面積150.7 萬平方公里，其中調(diào)查耕地 13.86 億畝，占全國耕地總面積的 68%。通過對60 多萬件土、水、生物等樣品的 54 種元素指標進行精度測試，獲得了3000多萬個數(shù)據(jù)，建立了全國和 31 個省（區(qū)、市）土地的地球化學動態(tài)數(shù)據(jù)庫，并據(jù)此對我國耕地總體狀況形成初步認識和基本判斷。調(diào)查顯示，我國東北區(qū)、閩粵瓊區(qū)、西北區(qū)和青藏區(qū)部分耕地有機碳含量比 20 世紀 80 年代呈現(xiàn)明顯下降趨勢，其中東北區(qū)耕地有機碳含量下降了21.9%，嚴重降低了土壤肥力。調(diào)查范圍內(nèi)，29.3%的耕地土壤堿化趨勢加劇，pH 上升 0.64，主要分布在北方地區(qū)；21.6%的耕地酸化嚴重，pH 降低 0.85，主要分布在重金屬污染問題突出的閩粵瓊區(qū)和湘鄂皖贛區(qū)，在降低耕地質(zhì)量的同時增加了重金屬污染，加大了耕地生態(tài)和地下水質(zhì)量惡化風險（國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局，2015）。耕地酸度升高，土壤板結(jié)，肥力下降，不利于作物吸收養(yǎng)分。同時，長期化學物質(zhì)投入過大，不利于土壤有機質(zhì)的形成。

　　盡管我國部分地區(qū)采取了秸稈還田措施，耕地有機質(zhì)下降的趨勢有所減緩，但相對于健康的土壤，有機質(zhì)含量仍然很低。除了大量使用化肥和農(nóng)藥，焚燒秸稈、污水灌溉、農(nóng)膜覆蓋、除草劑除草也會造成有機質(zhì)下降、土壤動物和微生物多樣性降低。土壤有機質(zhì)的含量在不同土壤中差異很大，含量高的可達 20%或 30%以上（如泥炭土、某些肥沃的森林土壤等），含量低的不足 1%或 0.5%（如荒漠土和風沙土等）。在土壤學中，一般把耕作層中含有機質(zhì) 20%以上的土壤稱為有機質(zhì)土壤，20%以下的土壤稱為礦質(zhì)土壤。在健康的土壤中，耕作層土壤有機質(zhì)含量通常在5%以上。

　　2.3.2 土壤有機質(zhì)的來源

　　土壤有機質(zhì)來源十分廣泛，原始土壤中，最早出現(xiàn)在母質(zhì)中的有機體是微生物。下面幾種成分是土壤有機質(zhì)的重要來源。

　　1．植物殘體

　　植物殘體包括各類植物的凋落物、死亡的植物體及根系。這是自然狀態(tài)下土壤有機質(zhì)的主要來源。森林土壤相對農(nóng)業(yè)土壤而言，具有大量的凋落物和龐大的樹木根系等特點。熱帶雨林凋落物干物質(zhì)量可達 16700 千克/（公頃·年），而荒漠植物群落凋落物干物質(zhì)量僅為 530 千克/（公頃·年）。

　　2．動物和微生物殘體

　　動物和微生物殘體包括土壤動物和非土壤動物的殘體，以及各種微生物的殘體。這部分來源相對較少。但對原始土壤來說，微生物是土壤有機質(zhì)的最早來源。

　　3．動物排泄物和分泌物

　　土壤有機質(zhì)的動物排泄物和分泌物來源雖然量很少，但對土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化起著非常重要的作用。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)民通過大量收集人和動物的排泄物，來滿足植物營養(yǎng)并保持耕地有機質(zhì)數(shù)量和質(zhì)量。

　　4．廢水廢渣

　　廢水廢渣包括施入土壤中的各種有機肥料（綠肥、堆肥、漚肥等）、工農(nóng)業(yè)和

　　生活廢水、廢渣等，以及各種微生物制品等。

　　進入土壤中的有機質(zhì)一般以以下3種類型狀態(tài)存在。

　　1）新鮮的有機物

　　新鮮的有機物是指那些進入土壤中尚未被微生物分解的動植物殘體，它們?nèi)员Ａ糁械男螒B(tài)等特征。

　　2）分解的有機物

　　經(jīng)微生物分解，進入土壤中的動植物殘體失去了原有的形態(tài)等特征。有機質(zhì)已部分分解，并且相互纏結(jié)，呈褐色。分解的有機物包括有機質(zhì)分解產(chǎn)物和新合成的簡單有機化合物。

　　3）腐殖質(zhì)

　　腐殖質(zhì)是指有機質(zhì)經(jīng)過微生物分解后再合成的一種褐色或暗褐色的大分子膠體物質(zhì)，與土壤礦物質(zhì)土粒緊密結(jié)合，是土壤有機質(zhì)存在的主要形態(tài)類型，占土壤有機質(zhì)總量的85%～90%。進入土壤的有機物質(zhì)組成相當復(fù)雜，土壤有機質(zhì)組成取決于進入土壤的有機物質(zhì)組成。各種動植物殘體的化學成分和含量因動植物種類、器官、年齡等不同而有很大的差異。一般情況下，動植物殘體主要的有機化合物有碳水化合物、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、樹脂、蠟質(zhì)等。土壤有機質(zhì)的主要元素組成是碳、氧、氫、氮，分別占 52%～58%、34%～39%、3.3%～4.8%、3.7%～4.1%。有機質(zhì)只有進入土壤才能形成自然中的穩(wěn)定成分，這個過程是通過礦質(zhì)化過程完成的，必須有微生物的參加。有機質(zhì)礦質(zhì)化過程分為化學轉(zhuǎn)化過程、動物轉(zhuǎn)化過程和微生物轉(zhuǎn)化過程。這一過程使土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、氨和礦質(zhì)養(yǎng)分（磷、硫、鉀、鈣、鎂等簡單化合物或離子），同時釋放出能量。這一過程為植物和土壤微生物提供了養(yǎng)分和能量，并直接或間接地影響著土壤性質(zhì)，同時也為合成腐殖質(zhì)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

　　2.3.3 土壤有機質(zhì)的生態(tài)功能

　　耕地是破壞自然生態(tài)系統(tǒng)而來的，耕地中的有機質(zhì)最初來自天然植物群落的土壤封存。我國很早就有用地養(yǎng)地的良好習慣，中原地區(qū)很多耕地連續(xù)耕作了四五千年，基本不退化，就是用了生態(tài)農(nóng)業(yè)的辦法養(yǎng)地。縱觀今天，連續(xù)使用化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、除草劑，短短不到 40 年，耕地就出現(xiàn)了嚴重的退化；草原、荒漠綠洲開墾的耕地，起初有機質(zhì)含量很高（＞5%），但使用不到 10 年就嚴重退化，直到成為荒漠。土壤有機質(zhì)的含量與土壤肥力水平是密切相關(guān)的。雖然有機質(zhì)僅占土壤總量的很小一部分，但它在土壤肥力上起到的多方面的作用是顯著的。通常在其他條件相同或相近的情況下，有機質(zhì)的含量與土壤肥力水平呈正相關(guān)。

　　1．土壤有機質(zhì)為植物提供營養(yǎng)

　　土壤有機質(zhì)中含有大量的植物營養(yǎng)元素，如氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵等重要元素，還有一些微量元素。土壤有機質(zhì)經(jīng)礦質(zhì)化過程釋放大量的營養(yǎng)元素為植物生長提供養(yǎng)分；腐殖化過程合成腐殖質(zhì)，保存了養(yǎng)分，腐殖質(zhì)又經(jīng)過礦質(zhì)化過程再度釋放養(yǎng)分，從而保證植物生長全過程的養(yǎng)分需求。

　　有機質(zhì)在礦質(zhì)化過程中分解產(chǎn)生的二氧化碳是植物碳素營養(yǎng)的重要來源，據(jù)估計，土壤有機質(zhì)的分解及微生物和根系呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳每年可達 135億噸，大致相當于陸地植物的需要量。由此可見，土壤有機質(zhì)的礦質(zhì)化過程產(chǎn)生的二氧化碳既是大氣中二氧化碳的重要來源，又是植物光合作用的重要碳源。土壤有機質(zhì)還是土壤氮、磷最重要的營養(yǎng)庫，是植物速效性氮、磷的主要來源。土壤全氮的 92%～98%都是儲藏在土壤中的有機氮中的，植物吸收的氮素有 50%～70%來自土壤。土壤有機質(zhì)中有機態(tài)磷的含量一般占土壤全磷的 20%～50%，隨著有機質(zhì)的分解而釋放出速效磷，供給植物營養(yǎng)。在大多數(shù)非石灰性土壤中，有機質(zhì)中有機硫占全硫的 75%～95%，隨著有機質(zhì)的礦質(zhì)化過程而釋放，被植物吸收利用。

　　2．土壤有機質(zhì)促進植物對其他營養(yǎng)元素的吸收

　　土壤有機質(zhì)在分解轉(zhuǎn)化過程中，產(chǎn)生的有機酸和腐殖酸對土壤礦物部分有一定的溶解能力，可以促進礦物風化，有利于某些養(yǎng)分的有效化。一些與有機酸和富里酸絡(luò)合的金屬離子可以保留在土壤溶液中，不致沉淀而影響其有效性。土壤腐殖質(zhì)與鐵形成的某些化合物，在酸性或堿性土壤中對植物及微生物是有效的。土壤腐殖質(zhì)是一種膠體，有著巨大的比表面積和表面能，腐殖質(zhì)膠體以帶負電荷為主，從而可吸附土壤溶液中的交換性陽離子如 K+、NH4 +、Ca2+、Mg2+等，一方面可避免隨水流失，另一方面又能被交換下來供植物吸收利用。土壤腐殖質(zhì)的保肥性能非常顯著。在水分保持方面，土壤腐殖質(zhì)和黏土礦物一樣具有較強的吸附能力，單位質(zhì)量腐殖質(zhì)保存陽離子養(yǎng)分的能力比黏土礦大幾倍至幾十倍，因此，土壤有機質(zhì)具有巨大的保肥能力。

　　3．土壤有機質(zhì)促進植物生長發(fā)育

　　土壤有機質(zhì)，尤以其中胡敏酸，具有芳香族的多元酚官能團，可以加強植物呼吸過程，提高細胞膜的滲透性，促進養(yǎng)分迅速進入植物體。胡敏酸的鈉鹽對植物根系生長具有促進作用，胡敏酸鈉對玉米等禾本科植物及草類的根系生長發(fā)育具有極大的促進作用。土壤有機質(zhì)中含有的維生素 B1、B2、吡醇酸和煙堿酸、激素、異生長素（β-吲哚乙酸）、抗生素（鏈霉素、青霉素）等對植物的生長起促進作用，并能增強植物抗病能力。

　　4．土壤有機質(zhì)改善土壤物理性質(zhì)

　　有機質(zhì)在改善土壤物理性質(zhì)中的作用是多方面的，其中最主要、最直接的作用是改良土壤結(jié)構(gòu)，促進團粒狀結(jié)構(gòu)的形成，從而增加土壤的疏松性，改善土壤的通氣性和透水性。腐殖質(zhì)是土壤團聚體的主要膠結(jié)劑，土壤中的腐殖質(zhì)很少以游離態(tài)存在，多數(shù)和礦質(zhì)土粒相互結(jié)合，通過功能基、氫鍵、范德瓦耳斯力等機制，以膠膜形式包被在礦質(zhì)土粒外表中，形成有機-無機復(fù)合體。所形成的團聚體，大、小孔隙分配合理，且具有較強的水穩(wěn)性，是較好的結(jié)構(gòu)體。在干旱區(qū)，有機質(zhì)能通過改善黏性，降低土壤的脹縮性，防止土壤干旱時出現(xiàn)的大的裂隙（龜裂）。土壤腐殖質(zhì)是親水膠體，具有巨大的比表面積和親水基團。據(jù)測定，腐殖質(zhì)的吸水率為500%左右，而黏土礦物的吸水率僅為50%左右，因此，腐殖質(zhì)能提高土壤的有效持水量，這對砂土有著重要的意義。腐殖質(zhì)為棕色、褐色或黑色物質(zhì)，被土粒包圍后使土壤顏色變暗，從而增加了土壤吸熱的能力，提高土壤溫度，這一特性對北方早春時節(jié)促進種子萌發(fā)特別重要。腐殖質(zhì)的熱容量比空氣、礦物質(zhì)大，比水小，導(dǎo)熱性居中，因此，土壤有機質(zhì)含量高的土壤其土壤溫度相對較高，且變幅小、保溫性好。

　　5．土壤有機質(zhì)是土壤生物能量的主要來源

　　沒有土壤微生物就不會有土壤中所有的生物化學過程。土壤微生物的種群，數(shù)量和活性隨著有機質(zhì)含量的增加而增加，具有極顯著的正相關(guān)。土壤有機質(zhì)的礦質(zhì)化率低，不會像新鮮植物殘體那樣對微生物產(chǎn)生迅猛的激發(fā)效應(yīng)，而是持久穩(wěn)定地向微生物提供能源。因此，富含有機質(zhì)的土壤，其肥力平穩(wěn)而持久，不易造成植物的徒長和脫肥現(xiàn)象。土壤中有的動物（如蚯蚓等）也以有機質(zhì)為食物和能量來源；有機質(zhì)能改善土壤物理環(huán)境，增加疏松程度和提高通透性（對砂土而言則降低通透性），從而為土壤動物的活動提供了良好的條件，而土壤動物本身又加速了有機質(zhì)的分解（尤其是新鮮有機質(zhì)的分解），進一步改善了土壤通透性，為土壤微生物和植物生長創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件。蚯蚓糞就是良好的團粒結(jié)構(gòu)，具有泡水不散的特點（Guo etal.，2015）。自然繁衍的蚯蚓種群大小是健康土壤的重要指標（Guo et al.，2016）。

　　6．土壤有機質(zhì)具有活化磷、鉀等營養(yǎng)元素的作用

　　土壤庫中的磷一般不以速效態(tài)存在，常以遲效態(tài)和緩效態(tài)存在，因此土壤中磷的有效性低。土壤有機質(zhì)具有與難溶性的磷反應(yīng)的特性，可增加磷的溶解度，從而提高土壤中磷的有效性和磷肥的利用率。一些微生物具有解鉀的功能，這些微生物生存條件是必須有大量有機質(zhì)的存在。

　　2.3.4 健康的源頭在于土壤有機質(zhì)

　　耕地土壤是由固體、空氣和水分所組成的，固體部分主要來自其發(fā)育的巖石母體的原生和次生礦物顆粒，以及來自生物（動植物和微生物）活體和殘體留下的有機質(zhì)。土壤有機質(zhì)就是為作物生長發(fā)育提供養(yǎng)分的倉庫。有機質(zhì)在土壤中的數(shù)量一定要保持一個相對穩(wěn)定數(shù)。我國的土壤有機質(zhì)含量一般旱地為 0.5%～4.0%，水田為 1.5%～5.0%。因為有機質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化是在不斷進行的。土壤有機質(zhì)在消長過程中，土壤肥力也相應(yīng)地不斷改變。

　　在理想的土壤中，固體占 50%，空氣和水分各占 25%。固體中礦物部分占 45%，在余下 5%的有機質(zhì)中，各種活動的生物有機質(zhì)占 10%，根系有機質(zhì)占 10%，已經(jīng)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的高分子的“死的”有機質(zhì)占 80%左右（陳能場，2015a）。

　　耕地有機質(zhì)本身就是養(yǎng)分的儲藏庫，同時深刻地影響著土壤的物理、化學和生物學性質(zhì)。假設(shè)某一土壤表土有機質(zhì)含量為 4%，有機質(zhì)氮含量為 5%，一季作物中有機質(zhì)分解率為 2%，則土壤有機質(zhì)供應(yīng)的氮可達 80 千克/公頃，此供應(yīng)量幾乎可滿足大部分作物的需求量。據(jù)估算，1%的土壤有機質(zhì)相當于含有 18 千克養(yǎng)分/畝。土壤有機質(zhì)還深刻影響著水分的存儲。1 英畝大（1 英畝＝4 046.86 平方米）、1 英寸厚（1 英寸＝2.54 厘米）、含 2%有機質(zhì)的土壤儲水量可達 12.1 萬升，含量5%和 8%的土壤分別可儲水 30.3 萬和 48.4 萬升。研究表明，土壤有機質(zhì)從 1%升到 3%，土壤的保水能力增加 6 倍（陳能場，2015a）。

　　土壤有機質(zhì)是土壤中各種大大小小生物的碳源和能源。豐富的有機質(zhì)使土壤中自然形成龐大的食物網(wǎng)，構(gòu)建健康的生態(tài)系統(tǒng)，這個龐大的生態(tài)系統(tǒng)是土壤活力的來源，從養(yǎng)分轉(zhuǎn)化直到病蟲害控制，該生態(tài)系統(tǒng)都起著極為重要的作用。在理想的土壤生態(tài)系統(tǒng)中，每平方米的土壤含脊椎動物 1 只、蝸牛和蛞蝓共100 只、蚯蚓數(shù)百至上千條，線蟲 500 萬只、原生動物 100 億只、細菌和放線菌 10 萬億個。這些動物和微生物組成一個食物網(wǎng)金字塔，這些生物一年中生物量總和達 400～470 千克/畝（陳能場，2015b；劉亞柏等，2017）。

　　對照上述指標不難判斷出，我國耕地質(zhì)量是嚴重下降的，其中最重要的變化在于以高產(chǎn)為目的的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)耕作體系下，土壤狀況已經(jīng)和理想土壤越來越遠，曾經(jīng)是“魚米之鄉(xiāng)”的南方紅壤耕地數(shù)平方米種不出幾斤蔬菜。人類大量合成化學肥料，提供給作物的是速效的無機物，但沒有考慮到土壤中動物和微生物群落的需求。土壤微生物和動物群落失衡，造成大量病害和蟲害出現(xiàn)。雜草本來是可以提供土壤有機質(zhì)的，但除草劑殺死了雜草，并殺死了土壤中的其他有益生物，使天敵益蟲、兩棲爬行類和鳥類減少，只有依靠農(nóng)藥，消除病蟲害。大量使用抗生素、農(nóng)藥，雖然暫時控制了作物病蟲害，然而食物鏈被抗生素、農(nóng)藥污染，會引發(fā)大量人類疾病。

　　提高耕地有機質(zhì)的方法有很多，有人提出了以下幾個主要農(nóng)業(yè)技術(shù)措施：

　　①增加生物總產(chǎn)量。在增產(chǎn)的前提下增加土壤有機質(zhì)，由于地上部分產(chǎn)量增加了，地下的根系也隨著增加，同時地下生物也相應(yīng)興旺發(fā)達，致使動植物殘體增多。②秸稈多還田（馬力等，2011；趙偉等，2012）。秸稈還田直接為土壤增加了有機物。要改變在田間焚燒秸稈的習慣，因為焚燒秸稈既浪費有機物，又使有機物變成二氧化碳釋放到空氣中污染環(huán)境。③增施有機肥（邱學禮等，2011；姚姍姍等，2015；Guo et al.，2016；Erdem and Mehmet，2017；徐基勝等，2017）。合理施肥，實行有機物和無機肥料的配合，不斷增加有機物在土壤中的數(shù)量。④減少土壤有機質(zhì)消耗。采取少耕、免耕、覆蓋等措施（劉亞柏等，2017），其目的就是減少和控制土壤氧氣的供應(yīng)，削弱微生物分解活動。覆蓋還可以減少土壤水土流失。

　　然而，上述辦法還存在一些現(xiàn)實困難：增加生物量就需要加大化肥投入；秸稈還田如果影響下茬作物種植，農(nóng)民多不愿意采用；增加有機肥如果不能帶來經(jīng)濟效益，推廣起來困難；免耕辦法在理論上成熟，但在實踐中推廣面積不大。耕地不是森林土壤，完全靠自然過程實現(xiàn)有機質(zhì)增加比較緩慢，需要人工補充。耕地上有作物，免耕容易發(fā)生土壤板結(jié)，作物根系無法生長影響產(chǎn)量。最好的辦法是發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)，只要收入高，農(nóng)民就愿意增加耕地地力，就愿意多投入勞動。在山東弘毅生態(tài)農(nóng)場，經(jīng)過 8 年調(diào)整，有機質(zhì)從 0.7%已達到 2.4%（Liu et al.，2016）。

　　耕地有機質(zhì)下降嚴重影響作物產(chǎn)量，并不能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的食物。當前，農(nóng)產(chǎn)品價格低迷造成從事農(nóng)業(yè)的一線農(nóng)民增產(chǎn)不增收，國家補貼農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜、除草劑后，農(nóng)資更便宜，很方便地替代了勞動力。大量優(yōu)質(zhì)勞動力進城打工，農(nóng)村一線農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員由老人和婦女組成，他們沒有能力也沒有心思為城里人生產(chǎn)安全放心的食品，畢竟為提高有機質(zhì)，使用有機肥增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動強度。解決這個矛盾的辦法是，科學宣傳生態(tài)農(nóng)業(yè)，讓城市市民覺醒，購買安全放心的生態(tài)食品，優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，尊重農(nóng)民的勞動，使耕者有其利。只有這樣，才能從源頭少制造病人，變互害模式為互利模式，促進城鄉(xiāng)真正和諧起來。

　　2.3.5 弘毅生態(tài)農(nóng)場案例

　　1．長期施入有機肥試驗

　　本團隊于 2006 年在弘毅生態(tài)農(nóng)場以冬小麥-夏玉米輪作系統(tǒng)為研究對象進行了有機肥長期施入定位試驗，試驗共有兩種處理，一是有機肥處理，二是化肥處理。在有機肥處理中，有機肥的來源為經(jīng)過蚯蚓處理過的牛糞（牛糞-蚯蚓糞），施肥量為 75 噸/公頃。在化肥處理中，小麥季每公頃分別施入 225 千克氮、750千克五氧化二磷和 150 千克氧化鉀，玉米季每公頃施入 150 千克氮、600 千克五氧化二磷和 210 千克氧化鉀。

　　牛糞-蚯蚓糞的獲取過程如下：將牛糞堆成寬 1.5 米、高 0.3 米的長方體，蚯蚓接種密度為 0.5 千克/平方米，堆肥期間灑水以保持適宜濕度，3 個月后將蚯蚓與牛糞分離，分離出來的肥料即為試驗用肥料。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：2007～2015 年，0～20 厘米的土壤有機質(zhì)含量，有機肥處理從 0.7%增加到 3.5%，而化肥處理沒有明顯變化（圖 2-1）（劉海濤，2016）。

　　圖 2-1 有機肥處理和化肥處理 2007～2015 年 0～20 厘米土壤有機質(zhì)含量變化（劉海濤，2016）注：不同大寫字母表示有機肥處理年際間差異顯著（P＜0.05）；不同小寫字母表示化肥處理年際間差異顯著（P＜0.05）。

　　2．有機無機肥配施試驗

　　2009～2012 年，本團隊在弘毅生態(tài)農(nóng)場以冬小麥-夏玉米輪作模式為研究對象設(shè)置了 4 個試驗處理，分別為：①對照不施肥（對照，CK）；②全施有機肥（CM）；③化肥減半配施有機肥（HCM）；④全施化肥（NPK）。以上各處理，除 CK 處理外，氮、磷、鉀施入量均分別為 375 千克/公頃、92 千克/公頃、317 千克/公頃。每年施肥前先測定牛糞含氮量，再根據(jù)施氮量和牛糞含氮量計算牛糞施用量，最終使各處理施氮總量相等，在等氮水平上研究了有機無機肥配施對土壤 0～20 厘米原狀土和土壤團聚體組分中有機質(zhì)的影響（李勇，2013）。

　　研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各施肥處理均增加了原狀土、大團聚體、微團聚體及黏粒和粉粒的有機碳含量（圖 2-2）。2012 年，與對照相比，CM 分別增加原狀土、大團聚體、微團聚體及黏粒和粉粒的有機碳含量 56%（P＜0.05）、54%（P＜0.05）、52%（P＜0.05）和 81%（P＜0.05），并達到顯著水平。說明施用有機肥可以增加土壤各級團聚體的有機碳含量，尤其是增加了大團聚體有機碳的含量。土壤有機碳儲量主要分布在大團聚體及微團聚體中，CM 和 HCM 也基本上增加各組分土壤有機碳儲量（圖 2-3）。累積碳輸入量與原狀土碳固定量呈顯著正相關(guān)關(guān)系（R2＝0.78，P＝0.002）（圖 2-4A）。累積碳輸入量與大團聚體碳固定量（R2＝0.87，P＜0.001）及黏粒和粉粒碳固定量（R2＝0.54，P＜0.02）之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系，而與微團聚體碳固定量之間也存在相關(guān)關(guān)系，但不顯著（R2＝0.17，P＝0.26）（圖 2-4B、C、D）（李勇，2013）