土壤有机碳（SOC）作为土壤肥力的重要指标,是作物高产稳产的重要物质基础,其固存量的多少不仅影响农业生产可持续发展,而且对全球碳循环和气候变化有着极其重要的影响。目前作物秸秆已成为提升农田尤其是粮田SOC水平的最重要有机肥源之一,对于我国粮食生产中维持地力提升和中微量元素平衡具有重要意义。然而,在秸秆还田的腐解过程中大部分的秸秆碳会矿化成CO₂排放至大气,能转化成稳定的新SOC固持于土壤中的比例偏低。因此探讨如何减少土壤CO₂的释放,将更多秸秆碳转化为SOC的有效措施及影响机制具有重要生产和科学意义。由于秸秆还田后对SOC固持能力的影响取决于新形成SOC的数量与SOC产生矿化的损失量之间的平衡;而外源有机物料的输入可能会加剧土壤中SOC的周转,产生激发效应,从而引起原SOC的矿化损失量的增加。团聚体作为土壤结构的基本单元,是对SOC起物理保护的重要场所,能够通过减缓土壤微生物和酶对SOC的分解利用来提高SOC的稳定性。但是目前大多数研究关注秸秆还田对土壤有机碳激发效应的影响,而关于团聚体粒级与激发效应之间的关系尚不清楚;同时,土壤无机碳（SIC）作为土壤碳库的重要组成,对土壤碳循环也起着至关重要的作用;因此在秸秆还田配合合理的外源物料时在探究对SOC的影响时不能忽略其对SIC的影响。为此,本研究主要采用培养试验方法,揭示秸秆添加对不同粒级团聚体碳的激发效应（PE）及SOC分布的影响,以及秸秆添加条件下添加外源含钙物质对土壤SOC固持的影响。主要研究结果如下:1. 为了揭示添加秸秆对长期不同碳氮管理土壤团聚体激发效应的影响,选择经多年不同碳氮管理即作物残体还田量和氮肥施用量差异很大的2个供试土壤(S₀N₀:秸秆不还田+不施氮肥;S₁N₁:高量秸秆还田+高量氮肥:240 kg·hm^-2),利用“干筛法”得到三个粒级的团聚体（粗大团聚体、细大团聚体和微团聚体）,添加或不添加秸秆时在25℃的黑暗条件下培养70 d。结果表明,未添加秸秆时,S₁N₁土壤中的微团聚体自身矿化产生的CO₂累积释放量为1261.2 mg·kg^-1,分别高于大团聚体（粗大团聚体和细大团聚体）的36.3%～46.9%;添加等量秸秆后,两个土壤各粒级团聚体的CO₂累积释放量均有提高;同时无论土壤碳氮水平的高低,细大团聚体的CO₂释放累积量均显著高于其他两个粒级团聚体。对于各粒级团聚体产生的表观激发效应（PE）而言,在S₀N₀土壤中,粗大团聚体和微团聚体产生的表观PE无显著差异,但是细大团聚体的表观PE分别显著高于这两者的5.9%～10.9%;而在S₁N₁土壤中,团聚体表观PE的变化规律为:大团聚体>微团聚体。与未添加秸秆相比,添加秸秆均使两个土壤各粒级团聚体的SOC含量显著增加,分别提高了2090 mg·kg^-1、2360 mg·kg^-1、和5570 mg·kg^-1;同时两个土壤中各粒级团聚体SOC含量的变化规律均为:微团聚体>大团聚体。无论添加秸秆与否,在S₁N₁土壤中,大团聚体的可溶性有机碳（DOC）均显著高于微团聚体的41%和43.2%;而在S₀N₀土壤中,各粒级团聚体之间的DOC含量无显著差异。未添加秸秆时,各粒级团聚体的微生物量碳（MBC）无显著差异;但是添加秸秆后,在S₀N₀土壤和S₁N₁土壤中,微团聚体的MBC含量均显著高于大团聚体。2. 为了探讨添加石灰和秸秆对长期不同碳氮管理土壤有机碳固持的影响,采用¹³C稳定同位素示踪技术,选用同研究内容1的田间处理的两个供试土壤(S₀N₀:秸秆不还田+不施氮肥;S₁N₁:高量秸秆还田+高量氮肥:240 kg·hm^-2),在添加或不添加秸秆及添加或不添加石灰的25℃黑暗条件下进行培养。研究结果表明,未添加秸秆和石灰时,S₁N₁土壤的CO₂累积释放量比S₀N₀土壤高出42.9%;添加等量秸秆在提高了S₀N₀土壤和S₁N₁土壤的CO₂累积释放量（81.6%,70.4%）的同时,S₁N₁土壤的CO₂累积释放量比S₀N₀土壤仅高出15.9%,这说明秸秆的添加对初始SOC含量低的土壤即S₀N₀土壤的原SOC矿化影响更大。但是无论添加秸秆与否,在S₀N₀土壤和S₁N₁土壤中,石灰的加入使其CO₂累积释放量分别降低了428.11 mg·kg^-1和528.52 mg·kg^-1。与空白土壤相比,添加秸秆使S₀N₀土壤和S₁N₁土壤的SOC含量分别提高了2.95 g·kg^-1和3.19g·kg^-1;但是与单独添加秸秆相比,同时添加秸秆和石灰使S₁N₁土壤的SOC显著降低了1.36 g·kg^-1,而对S₀N₀土壤的SOC含量没有影响。利用¹³C稳定同位素技术发现,添加秸秆能够新形成SOC;其中,S₀N₀土壤中新形成的SOC含量比S₁N₁土壤高出0.77g·kg^-1;然而与单独添加秸秆相比,同时添加石灰和秸秆后新形成的SOC与其相差无几,这说明石灰的加入对秸秆在土壤中的腐解过程不会造成影响。在S₀N₀土壤和S₁N₁土壤中,添加秸秆使SOC净固持量分别提高了841.46 mg·kg^-1和388.87 mg·kg^-1;但是同时添加石灰和秸秆则使土壤的SOC表观平衡呈现下降的趋势。石灰的加入使S₀N₀土壤和S₁N₁土壤的CO₂释放量分别降低了469 mg·kg^-1和529 mg·kg^-1,同时使SIC含量分别提高了443 mg·kg^-1和566 mg·kg^-1。在S₀N₀土壤和S₁N₁土壤中,添加秸秆显著增加了MBC含量,且分别提高了131.71 mg·kg^-1和145.95 mg·kg^-1;但是无论添加秸秆与否,石灰的加入均降低了MBC含量。单独添加秸秆或石灰对两个供试土壤的Ca-Hs含量没有显著影响,但是石灰与秸秆配施则显著提高了Ca-Hs含量。与空白土壤相比,添加秸秆显著提高了两个供试土壤DOC的47.7%和34.9%,同时秸秆和石灰配施显著地增加了S₀N₀土壤DOC含量。不管土壤碳氮水平的高低,添加秸秆均会显著降低土壤p H。在添加秸秆的情况下,加入石灰均提高了土壤p H,增幅分别为3.6%和3.7%;但是同时添加秸秆和石灰则使S₀N₀土壤和S₁N₁土壤的p H分别会提高2.4%和1.9%。基于以上试验研究可得出以下结论:（1）微团聚体产生的PE比大团聚体小;同时微团聚体的SOC含量始终高于大团聚体,说明微团聚体对SOC产生的保护作用更大。（2）田间碳氮投入量低的土壤能促使更多的“新”有机碳形成;同时投入量低的土壤CO₂累积释放量始终低于投入高的土壤;因此,土壤固碳潜力随着土壤初始SOC含量的降低而提高;（3）添加钙源能与土壤CO₂通过化学反应来达到土壤固碳减排的目标。