摘 要：土壤有机碳库的平衡影响着土壤肥力的变化和烟叶产质量的提高，是土壤培肥和烟叶可持续发展的重要内容。简述了植烟土壤碳库的组成、储量以及固定与平衡，并分析了植烟土壤有机碳的主要损失因素，提出了增加植烟土壤有机碳库的调控措施，以期为烟叶生产和植烟土壤改良提供参考。
关键词：植烟土壤；有机碳库；损失途径；调控措施
中图分类号：S572 文章编号：1007-5119（2014）03-0109-08 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2014.03.022
Abstract： The dynamic balance of the soil organic carbon pool affects the change of soil fertility， improvement of the yield and quality in tobacco production， which is an important research focus in improving soil fertility and keeping the sustainable development of tobacco. The composition of tobacco-planted soil carbon pool was described briefly， as well as fixation and balance of soil organic carbon， and the major loss pathway of soil organic carbon was analyzed. The enhancing improvement measures of tobacco-planted soil organic carbon were also proposed for tobacco production and tobacco-planted soil improvement.
Keywords： tobacco-planted soil； organic carbon pool； loss pathway； control measure
烟草是我国重要的经济作物，烟叶品质与生态、品种、栽培等条件密切相关，其中土壤肥力条件是直接影响到烟叶产量和质量的重要生态因子。土壤有机质表征土壤肥力的变化，其含量高低影响到土壤的物理、化学以及生物学特性，是土壤质量优劣的重要反映指标[1]。土壤有机质中的碳即为有机碳（SOC），它的变化与烟叶产量和质量风格特色密切相关。对皖南4种主要植烟土壤类型的微生物量碳含量与烟叶风格特色关系研究表明，皖南焦甜香气风格表现较好的烤烟比较集中地产自微生物生物量碳在350～380 mg/kg的土壤中[2]。因此，研究土壤有机碳含量的变化对烟叶的生产具有重要的意义。
受气候条件、农业管理和土地利用不合理等因素的影响，土壤有机质和养分的贫瘠化现象相当普遍，而土壤有机碳的数量和质量在很大程度上与维持和提高土壤肥力密切相关。因此，土壤有机碳库水平已成为我国众多植烟区土壤生产力的限制性因子。本文综述了植烟土壤碳库组成、储量以及固定与平衡，分析了造成植烟土壤有机碳损失的主要因素，并指出了植烟土壤有机碳库修复与改良的措施，以期为优化管理我国植烟区土壤有机碳库、提高土壤生产力和保持烟叶生产的可持续发展提供科学依据。
1 植烟土壤碳库的组成
作为陆地生态系统中储量最大的碳库，土壤碳库总量约为大气碳库的3.3倍[3]，主要是由有机碳库和无机碳库两部分组成。其中土壤有机碳以固体形态、生物形态和溶解态存在于土壤中，包括动植物残体、腐殖质、微生物及各级代谢产物等含碳化合物，无机碳库则包括土壤溶液中HCO3-、土壤空气中CO2及土壤中淀积的CaCO3，后者多以结核状、菌丝状存在于土壤剖面。据研究，全球0～100 cm深度土壤碳库储量约为2400 Pg，其中土壤有机碳库储量约为1500 Pg，无机碳库储量约为835 Pg[4]。因此，土壤有机碳库在土壤总碳库中占有重要的地位，也是陆地生态系统最活跃的碳库。
1.1 土壤有机碳的组成
按有机碳在土壤结构中的分布和功能划分，可将土壤有机碳分为游离态和闭蓄态颗粒有机碳、矿物结合态有机碳及可溶性有机碳。通常情况下，将土壤有机碳库根据其具有的物理、化学及生物学特性进行划分，又分为轻组有机碳、重组有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳及颗粒状有机碳。其中各有机碳组分在土壤总有机碳中所占比例明显不同，如可溶性有机碳只占0.2%～2.5%，微生物生物量碳约占2%～5%，而轻组有机碳占5%～35%，微粒态有机碳则可占到15%～45%[5]。因分解转化速率快，而且对外界环境条件和土地利用管理措施等反应较为敏感，又把可溶性有机碳、微生物量碳和轻组有机碳组分作为有机碳库的活性组分[6]。通常自然土壤有机碳库的背景值较高，难以观测出短期内的轻微变化，活性有机碳组分含量的变化常常被用来指示有机碳库的变化[7-9]。
植烟土壤有机碳库的组成与农田土壤有机碳库的组成相似[10]，但有其自身特点，特别是烟草长期连作后根系分泌物质对土壤有机碳库的循环有重要的影响作用。研究表明，烟田长期连作后根系分泌物质增加，如有机酸类的苯甲酸、酚酸、对羟基苯甲酸等，它们多属化感自毒物质，这些化感物质除对烤烟幼苗有较强的抑制作用外，在植烟根际土壤中大量存在还会增加斯氏小小梨形菌、普氏立克次氏体、多形链球菌等病原菌的数量，而减少与碳元素循环相关的Braphyrobacter tepidarius、Blastomonas natatoria等细菌的数量，从而影响植烟土壤的有机碳含量[11-12]。
1.2 土壤有机碳的储量