土壤孔隙分布决定着包括水分存储与运输、气体扩散、穿透阻力、微生物活性等在内的许多土壤过程和功能。大量研究指出土壤孔隙度对土壤有机碳（SOC）的固定产生影响，但是以往的研究多集中在土壤总孔隙度与SOC之间的关系上，土壤孔隙分布与SOC之间的关系仍不清楚。最小限制水分范围（LLWR）是一个将田间持水量、萎蔫系数、充气孔隙、土壤容重、土壤硬度、土壤粘粒含量、SOC含量等影响植物生长的多因素集合起来的综合指标，其以往用于评价土壤水分对植物生长的限制作用，近来被成功用于解释不同耕作方式对SOC矿化的影响，得出了LLWR与SOC矿化呈正相关的结论。但是，由于在计算LLWR过程中输入的是土壤容重，实际上是总孔隙度数据，所以反映的还是土壤总孔隙度与SOC之间的关系。土壤各级孔隙如何影响SOC？哪一级孔隙起主导作用？各级孔隙的影响是否存在差异？这些问题有待深入研究。
　　为此，我所黑土有机碳与保护性学科组张晓平研究团队基于以往研究基础，分析了不同耕作方式对土壤孔隙分布的影响、LLWR与土壤孔隙分布的关系，并尝试利用土壤孔隙分布替换容重计算LLWR后用于研究不同耕作方式影响SOC矿化的效果。结果表明，免耕与秋翻相比显著降低了次大孔隙（30–100 μm）的体积，LLWR与次大孔隙（30–100 μm）的体积呈显著相关关系（p<0.05）。因此，利用次大孔隙（30–100 μm）的体积替换土壤容重数据获得的LLWR可以更加准确的反映不同耕作方式对SOC矿化的影响，同时还提高了其作为土壤固碳能力评价指标的精度和灵敏度。这一结果也验证了耕作方式通过次大孔隙（30–100 μm）的体积影响LLWR，进而影响SOC矿化的结论。免耕由于不扰动土壤，所以次大孔隙（30–100 μm）的体积减少，进而导致LLWR减小、SOC矿化速率降低。相关研究结果为今后研究土壤孔隙分布与SOC之间的关系提供了很好的理论借鉴。
　　该项研究工作得到了国家自然科学基金、中科院知识创新工程重要方向项目和我所“优青”项目的资助。我所陈学文助理研究员为第一作者，梁爱珍副研究员为通讯作者。研究成果发表在国际农业科学领域主流学术期刊Journal of Agricultural Science上。
　　论文信息：Chen XW, Shi XH, Liang AZ, Zhang XP, Jia SX, Fan RQ, Wei SC. Least limiting water range and soil pore-size distribution related to soil organic carbon dynamics following zero and conventional tillage of a black soil in Northeast China. Journal of Agricultural Science, 2015, 153, 270-281.