【效应】四川农业大学 何淑勤、郑子成教授团队 || 有机肥与秸秆联用:不仅固碳更减污,揭示紫色土淋溶损失的新机制

题目：Long-term fertilization regimes mitigate dissolved organic matter leaching and alter its chemodiversity in agricultural soil leachate

中文翻译：长期施肥制度减轻农业土壤淋溶液中溶解性有机质的流失并改变其化学多样性

期刊：Water Research（1区，12.4）

时间：2026-03-14

作者：Longlong An, Shuqin He, Xin Song, Zicheng Zheng, Tingxuan Li, Le Han（通讯作者：何淑勤、郑子成）

单位：1. 四川农业大学资源学院；2. 四川农业大学林学院；3. 百卉生物科技有限公司；4. 中国农业大学土地科学与技术学院，农业农村部华北耕地保育重点实验室

研究背景：溶解性有机质（DOM）是土壤有机质中最活跃、移动性最强的部分，在农业生态系统的生物地球化学循环中起关键作用。它不仅是营养元素循环的载体，还能促进农药、重金属等污染物的迁移，排入水体后会造成严重的生态风险。在四川盆地等西南地区，紫色土因其独特的“岩-土双层结构”，砂质含量高、渗透性强，在高温多雨季节面临严重的DOM淋溶损失风险。传统长期大量施用化学氮肥已导致土壤酸化、板结等质量退化问题，而有机替代虽然能增加土壤碳库，但也可能因源头供应增加而陷入“高投入、高流失”的恶性循环。因此，亟需寻找一种既能培肥地力又能协同减控DOM淋溶损失的科学施肥方案。

科学问题：不同的长期有机替代施肥模式如何调控紫色土DOM的淋溶特征及其分子水平的化学多样性？其背后的驱动机制是源头限制还是载体限制？

研究方法：基于四川省农业科学院苍山综合科学研究实验基地开展的10年（2014-2023）长期定位田间试验，设置了四个处理：单施化肥（CF）、20%有机肥替代化肥（CFO）、20%秸秆替代化肥（CFS）以及20%有机肥+秸秆替代化肥（CFOS）。研究采集原状土进行土柱淋洗试验，结合总有机碳分析、荧光光谱（EEM-PARAFAC）以及超高分辨傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）技术，从宏观水文学到微观分子组分全面剖析DOM的淋失动态。

核心发现：

协同减排效果显著：与单施化肥相比，有机肥与秸秆联合替代化肥（CFOS）处理在显著提高土壤有机碳（SOC）和溶解性有机碳（DOC）含量的同时，反而使DOC的淋失通量降至最低。

重塑化学多样性：CFOS处理增加了淋溶液中DOM的氧化程度、芳香性和结构复杂性，显著减少了类胡质、类木质素等大分子物质的流失，提升了DOM的化学稳定性。

载体限制机制：研究发现，决定DOM流失的主导因子是淋溶液体积（载体），而非土壤中DOC的初始含量（源头）。CFOS通过改善土壤结构（增加粘粒比例、降低容重），增强了土壤持水能力并延缓了湿润峰移动速度，通过“减流”实现了“减污”。

稳产增效：长期CFOS施肥模式下，玉米产量不仅高于单施化肥，且保持了较好的稳定性，实现了经济与环境效益的双赢。

科研启发：本研究挑战了“高碳投入必然导致高碳流失”的传统观念，证明了通过合理的有机资源配置（如有机肥与秸秆联用）可以重塑土壤物理结构，利用“运移限制”效应抵消“源头增加”的影响。未来的研究应进一步关注不同农田类型下，极端降雨事件对这种结构性保护屏障的冲击，并利用高频监测技术构建更精准的土壤-淋溶液系统DOM动态预测模型，为农业碳中和与水环境治理提供更精细的决策支持。