[0001] 本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种增强土壤有机碳稳定性的方法。

[0002] 有机碳是土壤有机质的核心组分，有机质的标准测定方法也是首先测定有机碳含量，再结合经验系数的估算从而得到有机质含量。有机碳在土壤中的稳定程度对于维系农业土壤肥力、农作物产量和品质意义重大。传统理论认为土壤有机碳来源不同，包括植物叶片、根系、土壤动物和微生物分泌物等，不同来源有机碳的化学组分差别很大，化学稳定性也存在明显差异。因此，含有较多难降解有机物的木本植物被认为分解速率较低，其残体被认为可以形成更稳定的土壤有机碳，从而更长时间的存留在土壤环境中。

[0003] 然而，近年来的研究发现，有机碳的稳定性可能与其来源的化学稳定性并不相关，而更多的取决于土壤的物理保护效果。土壤的物理保护效果包括团聚体包裹和矿物结合，过往研究认为矿物结合有机碳的稳定性更强。但近年越来越多研究结果显示，团聚体包裹的物理保护作用对于维系土壤有机碳的稳定性更为重要。同时，调控土壤团聚体形成过程，较改变土壤矿物结构而言，更容易实现。土壤团聚体的稳定性也与土壤微生物的结构和活性密切相关，涉及许多土壤生化过程。

[0004] 蚯蚓通过自身活动，可以显著改善土壤环境。因此，近年来通过施加蚯蚓，借助蚯蚓活动改善土壤结构和肥力越来越受到学界的重视。然而，有研究显示蚯蚓活动会使土壤有机碳含量出现显著下降。因此，急需一种增强土壤有机碳稳定性的方法。

[0051] 以下结合具体的实施例及附图对本发明的内容作进一步详细的说明。

[0052] 本实施例中所使用的材料、试剂等，如无特别说明，为从商业途径得到的试剂和材料。

[0053] 实施例1蚯蚓分泌液提取过程的参数确定

[0054] 1.具体步骤

[0055] 1)取具有明显生殖环带的性成熟赤子爱胜蚓，使用清水洗净，随后放置在少量清水中静置5小时，待蚯蚓排出蚓粪后，备用。

[0056] 2)分别取100g赤子爱胜蚓置于1000毫升烧杯中，准备好可调电压的供电装置(配备正负电极)；分别设置如下实验参数(因素水平)：①电压设置：3V、5V、7V和9V；②电击次数：1次、2次、3次(单次电击持续1分钟，随后间歇1分钟再进行下一次电击)，进行正交实验。

[0057] 3)分别进行电击实验，使用孔径小于15mm的细线网分离蚯蚓和分泌液，称量分泌液质量，并观测电击后蚯蚓活性是否恢复正常。

[0058] 2.实验结果

[0059] 各种处理后蚯蚓分泌液质量及电击后蚯蚓活性的恢复状态如表1所示：不同电压下，3次电击与2次电击相比，蚯蚓分泌液的质量无显著差异；不同电击次数下，蚯蚓分泌液的质量随电压的提高而增加，但9V电压会导致蚯蚓活性的下降，不具有可持续性；因此，蚯蚓分泌液的提取参数为：电压为7V，共进行2次电击。

[0060] 表1不同电压及电击次数下蚯蚓分泌液质量及电击后蚯蚓活性的恢复状态[0061]

[0062] 实施例2蚯蚓施加和分泌液施加对赤红壤有机碳稳定性影响的对比研究[0063] 1.实验地点：广东省广州市增城区洋田村实验基地。

[0064] 2.具体步骤

[0065] 1)从实验基地田块中采集0～15cm土壤样品，去除石头和植物根系后，风干过2mm筛备用。选取赤子爱胜蚓作为应试蚯蚓，实验共设置3个处理：①空白对照(不施加蚯蚓或蚯蚓分泌液)、②蚯蚓处理(仅施加赤子爱胜蚓)、③分泌液处理(仅施加蚯蚓分泌液)。每个处‑3理均设置12个平行样，用于破坏性取样。每个平行样加入500g土壤样品(容重为1.25g cm ，‑2
取样深度为15cm)，蚯蚓处理组施加量参照田间蚯蚓生物量(80g m )进行接种(约
5
2.13x10g)；分泌液处理组施加1.5g。

[0066] 2)电击法收集蚯蚓分泌液：将正负电极插入活体蚯蚓，电极埋深为1cm；设置电压为7V，对活体蚯蚓进行电击刺激，单次电击持续1分钟，共进行2次电击，2次电击间歇1分钟；使用孔径小于15mm的细线网分离蚯蚓和分泌液，所得分泌液将用于后续土壤培养实验；每
100g活体蚯蚓约可获得14‑16g分泌液。

[0067] 3)将各处理土壤置于培养罐中培养90天，整个实验过程中使用去离子水将土壤水分控制在田间持水量的60％，培养温度控制在25℃。

[0068] 4)在实验开始后的第15、30、60和90天，每个处理取出3个平行样，测定土壤有机碳含量；第90天后，每个处理取出3个平行样，参照湿筛法将土样分为4类团聚体：超大团聚体(>2mm)、大团聚体(1～2mm)、小团聚体(0.25～1mm)和微团聚体(<0.25mm)；分别对4类团聚体进行超声处理，将各类团聚体完全破碎；过53μm筛以获得各类团聚体中的颗粒态有机质组分(>53μm)和矿物结合态有机质组分(<53μm)；将获得的颗粒态(包裹颗粒态)有机质组分和矿物结合态有机质组分置于烘箱，60℃烘干；采用H2SO4‑K2Cr2O7氧化还原法测定游离态颗粒有机碳(fPOM)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOM)和矿物结合态有机碳(MAOM)含量。

[0069] 3.实验结果

[0070] 1)各种处理(空白对照‑‑Blank、蚯蚓处理‑‑Earthworm、分泌液处理—Earthworm mucu)下的土壤有机碳含量如图1所示：短期培养(15天左右)中，与空白处理相比，蚯蚓处理和分泌液处理的土壤有机碳下降速率均较低，蚯蚓处理和分泌液处理的土壤有机碳含量显著高于空白处理(p<0.05)；但随着培养时间延长，蚯蚓处理的土壤有机碳含量下降速度加快，并且在40天之后土壤有机碳含量低于空白处理组；而分泌液处理的土壤有机碳含量下降速度依然维持在较低水平，有机碳含量显著高于空白对照组和蚯蚓处理组(p<0.05)；可见，蚯蚓分泌液相比蚯蚓具有更好的增强土壤有机碳稳定性的效果。

[0071] 2)各种处理(空白对照‑‑Blank、蚯蚓处理‑‑Earthworm、分泌液处理—Earthworm mucu)下游离态颗粒有机碳(fPOM)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOM)和矿物结合态有机碳(MAOM)分布百分比如图2所示：培养90天后，分泌液处理组、空白对照组、蚯蚓处理组之间的矿物结合态有机碳无显著差异；与分泌液处理组、空白对照组相比，蚯蚓处理组会导致更高比例的游离态颗粒有机碳(P<0.05)，这类有机碳活性较强，更易于被微生物分解；同时，分泌液处理组显著增加了闭蓄态颗粒有机碳的比例，而这类有机碳更加稳定；分泌液处理组、空白对照组、蚯蚓处理组之间的矿物结合态有机碳无显著差异；表明分泌液处理可以提高土壤中闭蓄态颗粒有机碳和/或矿物结合态有机碳的含量，同时，分泌液处理较蚯蚓处理更好地增强了土壤有机碳的物理稳定性。

[0072] 实施例3蚯蚓施加和分泌液施加对砖红壤有机碳稳定性影响的对比研究[0073] 1.地点：广东省湛江市雷州东里镇六格村实验基地。

[0074] 2.具体步骤

[0075] 1)从实验基地田块中采集0～15cm土壤样品，去除石头和植物根系后，风干过2mm筛备用。选取赤子爱胜蚓作为应试蚯蚓，实验共设置3个处理：①空白对照(不施加蚯蚓或蚯蚓分泌液)、②蚯蚓处理(仅施加赤子爱胜蚓)、③分泌液处理(仅施加蚯蚓分泌液)。每个处‑3理均设置12个平行样，用于破坏性取样。每个平行样加入500g土壤样品(容重为1.25g cm ，‑2
取样深度为15cm)，蚯蚓处理组施加量参照田间蚯蚓生物量(80g m )进行接种(约
5
2.13x10g)；分泌液处理组施加1.5g。

[0076] 2)电击法收集蚯蚓分泌液：将正负电极插入活体蚯蚓，电极埋深为1cm；设置电压为7V，对活体蚯蚓进行电击刺激，单次电击持续1分钟，共进行2次电击，2次电击间歇1分钟；使用孔径小于15mm的细线网分离蚯蚓和分泌液，所得分泌液将用于后续土壤培养实验；每
100g活体蚯蚓约可获得14‑16g分泌液。

[0077] 3)将各处理土壤置于培养罐中培养90天，整个实验过程中使用去离子水将土壤水分控制在田间持水量的60％，培养温度控制在25℃。

[0078] 4)在实验开始后的第15、30、60和90天，每个处理取出3个平行样，测定土壤有机碳含量；第90天后，每个处理取出3个平行样，参照湿筛法将土样分为4类团聚体：超大团聚体(>2mm)、大团聚体(1～2mm)、小团聚体(0.25～1mm)和微团聚体(<0.25mm)；分别对4类团聚体进行超声处理，将各类团聚体完全破碎；过53μm筛以获得各类团聚体中的颗粒态有机质组分(>53μm)和矿物结合态有机质组分(<53μm)；将获得的颗粒态(包裹颗粒态)有机质组分和矿物结合态有机质组分置于烘箱，60℃烘干；采用H2SO4‑K2Cr2O7氧化还原法测定游离态颗粒有机碳(fPOM)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOM)和矿物结合态有机碳(MAOM)含量。

[0079] 3.实验结果

[0080] 1)各种处理(空白对照‑‑Blank、蚯蚓处理‑‑Earthworm和分泌液处理—Earthworm mucu)下的土壤有机碳含量如图3所示：短期培养(15天左右)中，与空白处理相比，蚯蚓处理和分泌液处理的土壤有机碳下降速率均较低，蚯蚓处理和分泌液处理的土壤有机碳含量显著高于空白处理(p<0.05)；但随着培养时间延长，蚯蚓处理的土壤有机碳含量下降速度加快，并且在42天之后土壤有机碳含量低于空白处理组；而分泌液处理的土壤有机碳含量下降速度依然维持在较低水平，有机碳含量显著高于空白对照组(p<0.05)；可见，蚯蚓分泌液相比蚯蚓具有更好的增强土壤有机碳稳定性的效果。

[0081] 2)各种处理(空白对照‑‑Blank、蚯蚓处理‑‑Earthworm和分泌液处理—Earthworm mucu)下游离态颗粒有机碳(fPOM)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOM)和矿物结合态有机碳(MAOM)分布百分比如图4所示：培养90天后，与蚯蚓处理组、空白对照组相比，分泌液处理组降低了游离态颗粒有机碳的比例(p<0.05)，这类有机碳活性较强，更易于被微生物分解；同时，分泌液处理组显著增加了闭蓄态颗粒有机碳的比例(p<0.05)，而这类有机碳更加稳定；与空白处理组相比，蚯蚓处理组和分泌液处理增加了矿物结合态有机碳的比例，但蚯蚓处理组与分泌液处理中矿物结合态有机碳的含量无显著差异，这类有机碳更加稳定；表明表明分泌液处理可以提高土壤中包裹态颗粒有机碳和/或矿物结合态有机碳的含量，同时，分泌液处理较蚯蚓处理更好地增强了土壤有机碳的物理稳定性。

[0082] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。