解锁热带农业土壤碳汇潜力：可持续覆盖作物种植系统的长期效应研究

本文通过12年田间试验，揭示了热带大豆种植系统中覆盖作物（cover crops）对土壤有机碳（SOC）储存的关键作用。研究发现，免耕（NT）结合豆科/非豆科作物轮作（rotation）与连作（succession）可显著提升土壤总碳（CTOTAL）、颗粒有机碳（CPOM）和矿物结合态碳（CMAOM）储量，而单纯免耕（NTSM）效果有限。研究首次量化了热带高度风化土壤的碳饱和赤字（CSD），为农业碳中和提供了可操作性指标。

　　

Highlight

热带农业土壤碳储存的关键突破：覆盖作物系统如何重塑碳动态

Soil carbon fractions stocks

在所有土层（0-40 cm）中均检测到C_TOTAL储量的显著差异（p≤0.05）。在0-5 cm表层，免耕处理（NT）与传统犁耕（DHSM）形成鲜明对比——其中大豆-臂形草连作系统（NTS2）的C_TOTAL储量远超DHSM和单作免耕（NTSM）。在5-10 cm层，NTS2和包含三季作物的轮作系统（NTR3）展现出统计学优势（p≤0.05），其碳储量比单季覆盖作物处理（NTS1）高出15%。

Carbon stocks in soil organic matter fractions

本研究首次揭示：在热带农业系统中，覆盖作物通过"生物泵"效应持续输入有机质。豆科作物（如NTR1中的豇豆）通过快速分解提供活性碳源，而禾本科作物（如NTS2中的臂形草）凭借高生物量（12年平均干物质达34 Mg ha^-1）形成物理保护层。特别值得注意的是，C_MAOM在20-40 cm深层仍保持12%增幅，证实了深层碳封存潜力。

Conclusion

覆盖作物轮作/连作系统比单作系统多储存28%的碳，其中臂形草表现尤为突出——其发达的根系网络使C_POM储量提升41%。研究首次提出"碳储存潜力指数"（CSD），显示试验地仍有17%的碳汇空间，这为制定热带农业碳中和政策提供了量化工具。