土壤胶体因其巨大比表面积、较小粒径以及携带大量电荷等特性，展现出优异的吸附与迁移能力，是土壤中最活跃的组分之一。它占据了绝大部分土壤比表面积和表面电荷，从而成为土壤有机碳（SOC）反应与稳定的关键位点，对SOC的固存与稳定起着重要调节作用。尽管已有大量研究探讨了黑土开发与耕作过程中SOC的转化规律，但在胶体尺度上对SOC动态变化的认知仍十分有限。为此，黑土有机碳与保护性耕作学科组依托黑土保护性耕作长期田间定位试验，采用改进的超声-离心胶体提取法，提取了不同耕作方式与土层深度的土壤胶体，系统测定了土壤胶体吸附有机碳（即土壤胶体碳，C_coll）的垂直分布、胶体中黏土矿物组成以及C_coll的热稳定性结构，旨在揭示不同耕作方式对黑土胶体碳分布与结构变化的影响。

研究发现，与常规耕作（MP）相比，免耕（NT）显著降低了土壤剖面（0–30 cm）中的胶体含量（P < 0.05）；同时，土壤胶体含量均随土层深度增加而逐渐降低。耕作方式由MP转为NT虽未对土壤剖面中胶体所携带的黏土矿物组成产生明显影响，但显著改变了黏土矿物的重新分布格局。NT促进了土壤胶体中石英和高岭石的重新分布（P < 0.05）。耕作方式的转变还导致土壤C_coll发生跨深度的重新分布：由MP处理下的相对均匀分布，转变为NT处理下随深度增加而逐渐上升的趋势（P < 0.05），同时使0–10 cm土层C_coll含量降低了11.19%–23.72%。NT处理还提高了土壤C_coll中顽固性组分（Exo2）的比例。

该研究从微观角度出发，率先将土壤C_coll概念引入黑土保护性耕作领域，通过胶体尺度的新视角重新阐释了SOC的赋存机制，为推广保护性耕作提供了理论支撑。研究整合了土壤胶体特征参数、X射线衍射图谱、热重-差示扫描量热曲线等指标，系统比较了不同耕作方式土壤C_coll的垂直分布及热稳定性结构变化，阐明了土壤胶体与SOC转化的内在机制联系，从而为理解胶体尺度上的SOC稳定性提供了新依据。

相关成果以“Tillage-induced changes in the distribution and structure of soil colloidal carbon”为题发表于土壤学领域国际主流期刊《Soil & Tillage Research》（IF = 6.8）。论文第一作者为黑土有机碳与保护性耕作学科组已毕业硕士研究生刘立名，通讯作者为陈学文副研究员。梁爱珍研究员、黄丹丹工程师、硕士研究生黄文智（已毕业）、叶雯昕、焦松岩，土壤微生物与养分循环学科组田春杰研究员、山东省黄河三角洲生态环境重点实验室魏守才副教授及开罗大学Mohamed S. Abbas教授等参与了该研究。研究得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院国际合作局国际伙伴计划等项目资助。

论文链接如下：https://doi.org/10.1016/j.still.2026.107267