中文摘要：

根际沉积碳是促动土壤原有有机碳激发的要素，科学调控和利用根际沉积碳的激发效应对提高土壤肥力至关重要，然而根际沉积碳的激发机制尚不清楚。本项目以中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验为依托，利用大豆（C3作物）连作处理耕层0-20cm土壤样品为供试材料，通过室内模拟与盆栽培养试验相结合，采用δ13C丰度和13C-CO2标记方法，以C3作物和C4作物光合作用过程中存在的碳同位素分馏差异为理论基础，分析玉米根际沉积碳对黑土区土壤有机碳的激发能力，探讨玉米根际沉积碳在各粒级水稳性团聚体和不同碳组分（轻组有机碳、闭蓄态有机碳和矿质态有机碳）中的激发效应，明确玉米根际沉积碳激发效应的本质来源，阐明玉米根际沉积碳的激发机制，将为我国黑土资源可持续利用提供重要科学依据。

结论摘要：

以中国科学院海伦农业生态实验站于1991年布置的作物长期连作定位试和长期定位施肥试验为辅助试验，以其0-20cm土壤样品为供试材料，通过田间试验与模拟试验结合，采用13C稳定同位素富聚标记方法，C3和C4作物自然丰度法，为系统研究了根际沉积碳对黑土有机碳的激发机制。 1）施肥影响根际沉积碳的分配通过13C标记试验表明，玉米光合碳分配有滞后现象，经过1周示踪期，光合碳分配趋于稳定。施肥影响玉米光合碳的分配，缺素处理CK、NK、PK玉米地上部δ13C值较高为333.5~339.5‰，而养分均衡NP、NPK和NPKM处理地上部δ13C值较小，为168.8~196.0‰。NK处理在标记当天地上部13C的分配比例最大，为76.12%，标记7 d后变为53.26%。NPKM处理土壤有机碳13C的分配比例增加最大由标记0天的0.98%到标记7 d后3.50%，增加了2.52个百分点。根际沉积13C的分配，转移到地下的13C中的52.89%~94.38%通过根际呼吸所消耗，NPKM和NPK处理消耗最大，达94.38%和93.59%。 2）玉米根际沉积碳迁移能力超出预期玉米－土壤根际系统内，根际沉积碳最远迁移距离为距根表14mm处。玉米根际沉积碳主要富积在>2 mm 和1–2 mm级水稳性团聚体中，说明根际沉积碳通过团聚体来保护根际沉积碳。除水平方向距根表4和6mm根圈外，距离根表越远土壤δ13C越小，根际沉积不同空间分布主要是由微生物分解，在水平方向比垂直方向土壤湿度小，减少微生物分解。根际沉积碳在土壤孔径中迁移能力主要受孔径当量的影响，以<2μm微孔径运输为主。 3）团聚体有机碳激发效应主要决于团聚体对有机碳的保护作用各团聚体土壤排放CO2的速率相似，与添加秸秆无关。添加5%秸秆后的第7，21和35天，呼吸速率增加量分别为未添加处理的2.41~4.42，0.84~1.50和0.72~2.65倍。而添加10%秸秆的土壤，培养前期，CO2释放速率显著大于5%的处理（P < 0.05），后期趋于一致。添加5%秸秆比10%处理对团聚体碳激发作用大，表现出来的规律为（>2）> 0.25-0.5 > 0.053-0.25 > 0.5-1.0 > 1-2 > (<0.053)mm。外源碳对团聚体有机碳的激发作用与团聚体碳含量和C/N无显著关系，取决于团聚体对有机碳的保护作用。