作者：周建斌，陶静静，赵梦真，崔娇娇，刘占军，陈竹君
单位：西北农林科技大学资源环境学院/农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室
卷期：《土壤学报》2022年第59卷第3期
土壤碳库包括有机碳库与无机碳库，有机碳库在土壤性质及固碳等方面作用已为人们熟知，而无机碳库（SIC）的作用尚未引起应有的关注。近十年来越来越多证据表明，土壤无机碳在土壤肥力、固碳和二氧化碳排放方面的作用也不容小觑。
本文讨论了SIC及作用、农业生产特别是氮肥施用对农田土壤无机碳含量的影响、无机碳损失带来的问题及对策。强调SIC在农田土壤固碳、缓冲土壤pH等方面具有重要作用；近年来农业生产特别是氮肥大量施用导致我国一些地区农田表层土壤SIC消耗，加剧了土壤酸化，影响耕地质量。
农田表层SIC含量变化主要取决于碳酸盐的溶解、迁移及再沉淀。基于水分收支状况（蒸散与降水及灌溉量比值）及不同来源质子量是SIC溶解与迁移及再沉淀主要驱动力，本文提出农田SIC含量变化的几种情景：（1）在干旱地区，虽施用氮肥的酸化作用使SIC溶解，但由于蒸散显著大于降水及灌水，钙镁离子难以从表层土壤流失，且深层土壤钙镁随毛管水上移至表层土壤，会形成新的次生碳酸盐，表层土壤SIC含量增加（图1左）；（2）若由于酸化作用导致SIC溶解，且钙镁离子随水分淋失（降水及灌水量高于蒸散地区），则会导致表层SIC含量降低（图1右）；（3）若溶解损失的SIC与新形成的SIC数量相当，则SIC含量保持稳定（图1中）。以我国为例，西北干旱与半干旱地区虽施用氮肥会促进土壤无机碳溶解，但由于农田水分蒸散量远高于降水量，钙镁等离子难以淋溶至土壤深层，因此一般不会造成表土SIC损失。而我国“秦岭-淮河”南北分界区非石灰性土壤与石灰性过渡区、山东半岛棕壤与潮土过渡区、东北黑土与黑钙土过渡区等区域，SIC含量相对较低，而上述区域农田氮肥用量相对较高，加上降水量相对较高，长期农业生产会导致农田表层SIC发生损失，属SIC损失敏感区。因此，今后应重点关注长期施用氮肥对该区域农田SIC损失的影响；而对干旱及半干旱地区，应关注次生碳酸盐形成在土壤固碳方面的作用。
提出应进一步研究的问题包括：查明农业生产特别是施用氮肥对土壤无机碳去向的影响；研究土壤有机碳-二氧化碳-钙离子-无机碳相互作用机理及对氮肥的响应；在全球碳循环及土壤碳收支平衡研究中考虑人类活动特别是农业生产对土壤无机碳库的影响。建议定期监测我国无机碳损失敏感区农田土壤无机碳含量，合理施肥以减少土壤无机碳损失。