不同生物质材料对蕉园土壤有机质组成的影响

为探究不同生物质材料对蕉园土壤有机质及组成的影响,以木炭、椰壳炭、椰糠炭和与椰糠炭等碳量的椰糠为材料,分别以质量分数为2%和4%的用量加入土壤中,于室内常温培养并保持土壤含水量不变。在第15、30、60、90、120和180 d采集土壤,分析不同生物质材料对土壤有机质、胡敏酸、富里酸和土壤胡敏酸/富里酸的影响。结果表明:添加木炭、椰壳炭、椰糠炭和椰糠均能提高土壤有机质含量,并随添加量的增加而升高;添加木炭、椰壳炭、椰糠炭和椰糠均能加速土壤有机质的分解,添加椰壳炭对土壤有机质分解的影响相对较小。椰糠的添加主要是同时增加了土壤胡敏酸和富里酸碳含量,生物炭(木炭、椰壳炭和椰糠炭)的添加主要是影响了土壤胡敏酸与富里酸的相互转化。     

不同腐殖酸组分对湖泊沉积物中重金属释放的影响

腐殖酸作为湖泊沉积物中有机质的主要成分．对重金属具有强烈的富集能力，从而影响湖泊沉积物中重金属向水中的释放。本文深入探讨了腐殖酸的不同组分对沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd向水中释放的影响。结果表明：腐殖酸的添加使沉积物中重金属的释放置明显受到影响。Cu、Zn、Pb、CA4种重金属随着胡敏酸和富里酸的添加．释放量逐渐增加，并且两种腐殖酸的用量越大．重金属的释放量越大。向沉积物中加入同等量的胡敏酸、富里酸，两种腐殖酸对重金属释放的促进作用胡敏酸〉富里酸。向沉积物中加入不同用量的富里酸FA，沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd的释放率分别为73％～80％，18．5％～22％，7．5％～10％．97％～99％；而在相同条件下，向沉积物中加入不同用量的胡敏酸HA，对以上4种重金属的释放率分别为66．5％～72％，15．5％～19．5％．6％～8．5％，96％～98．5％。在腐殖酸用量相同的情况下，溶液的pH对沉积物中重金属的释放也会产生影响。即随着pH值上升．释放量逐渐减少。当pH=8时，释放量基本上已不再发生变化，说明此时沉积物中的重金属基本上与腐殖酸的羧基反应完毕。     

特定培养条件下土壤有机质分解转化规律的研究

通过室内培养实验,应用δ~(13)C方法研究了玉米秸秆分解期间,土壤固有及新形成有机质的分解转化规律。结果表明:玉米秸秆分解期间,土壤固有及新形成的有机质都逐渐分解,但前者的分解速度较慢。第360 d时,玉米秸秆和土壤固有有机质的残留率分别为30.0％和92.2％;720 d时分别为25.3％和78.8％。培养初期,富里酸的形成速度大于胡敏酸,而后富里酸转化为胡敏酸或相互转化;与新形成有机质相比,固有有机质中胡敏酸、富里酸的转化速度相对较慢。     

开垦和长期施肥下青海黑钙土中腐殖质的光谱特征

自20世纪80年代,大面积的青藏高原草甸地被开垦为农田并进行了长期施肥,这可能对其土壤中长期累积的腐殖质产生重要影响,并进而影响肥力供应和土壤环境化学过程。应用紫外—可见光谱、傅里叶变换—红外光谱和平行因子分析—三维荧光光谱技术综合表征未开垦的青海草甸和开垦后不同施肥处理的油菜地中黑钙土腐殖质的光谱特征,以揭示开垦与长期施肥对腐殖质组成与来源的影响,为青藏高原草甸的农业活动管理提供理论支撑。结果表明:开垦使土壤有机质显著降低,而施肥使得土壤保肥与营养供给能力增强。长期施肥在减缓土壤有机质降低的同时会造成土壤酸化。紫外—可见光谱指出开垦后长期施肥可能导致了胡敏酸的腐殖化程度、相对分子量、芳香性和对外源依赖性的提高。富里酸在开垦后长期施肥的处理下则表现为腐殖化程度、相对分子量和芳香性均降低,而对内源依赖性提高。傅里叶变换—红外光谱指出长期施肥有利于土壤中羧酸类物质的生成。同时,长期施肥增加了土壤中作物的生物量而使土壤中的碳水化合物和脂肪族有机物大量消耗。结合平行因子分析的三维荧光光谱识别出青海黑钙土腐殖质中含有5个有机质组分,分别为:两个类胡敏酸组分、两个UVC类富里酸组分和一个水溶微生物副产物组分。开垦与长期施肥还显著影响了腐殖质的分子组成,使胡敏酸的大分子组分相对增加,小分子组分相对降低。富里酸在开垦并长期施肥的处理下,其大、小分子组成数量均增加,但小分子组成增加得更为显著。综上,建议青藏高原的农垦活动应当谨慎进行,可增加施用有机肥以减缓土壤有机质的降低,并在提高土壤腐殖质腐殖化程度的基础上扩展富里酸的来源。应当进一步研究腐殖质功能性结构对青藏高原开垦和长期施肥的响应,以探明土壤碳固定,并提出管理措施来维持青藏高原土壤中的碳平衡。     

集约经营对山核桃林地土壤腐殖质组分碳含量的影响

[目的]研究并探讨土壤腐殖质各组分碳含量的变化规律,为山核桃林地土壤管理提供理论依据。[方法]采集并分析山核桃林经营历史为5,10,15,20a的土壤样品的土壤腐殖质各组分碳含量,并与天然混交林(0a)进行比较。[结果]与天然山核桃—阔叶混交林(0a)相比,随着经营历史的延长,林地土壤腐殖质各组分碳含量的变化主要发生在表层(0—10cm),胡敏酸碳、富里酸碳和胡敏素碳含量均下降。与0a相比,集约经营5a后胡敏酸碳、富里酸碳和胡敏素碳含量分别下降了42.8%,23.9%和21.2%,而集约经营20a后,分别下降了45.3%,39.0%,32.3%。集约经营20a后,亚表层(10—30cm)土壤胡敏素碳含量上升了94.2%。[结论]集约经营降低了山核桃林地土壤表层和亚表层的胡敏酸碳和富里酸碳含量,同时也降低了表层土壤胡敏素碳含量,而提高了亚表层土壤胡敏素碳含量。     

土壤中水溶性有机质的结构特征及其与富里酸、胡敏酸的比较

采用元素分析、1HNMR和FTIR研究了黄泥土中水溶性有机质组成及结构特征,并与富里酸、胡敏酸进行比较。结果表明:胡敏酸含有大量的芳香族不饱和物质,烷基链烃多,支链长;富里酸以含有大量的羧基为主要结构特征;水溶性有机质主要由碳水化合物组成,含有大量的羟基,芳香族不饱和物质少。     

土壤腐殖质分组研究

采用Pallo法对两种耕地土壤腐殖质进行分组,初步研究了各组分的数量和结构特征。结果表明:焦磷酸钠提取的胡敏酸(HAp)是胡敏酸(HA)的主要组分;游离富里酸(FAf)是富里酸(FA)的主要组分;胡敏素(HM)的主要组分为非溶解性胡敏素(ISHM),而溶解性胡敏素(SHM)含量较低。通常随土层深度增加,HA、HM各组分的绝对数量和相对数量都下降;FA各组分的绝对数量也下降,而相对数量增加;HA/FA比值下降。一般来看,焦磷酸钠提取的富里酸(FAp)、氢氧化钠提取的富里酸(FAs)比相应的HAp、氢氧化钠提取的胡敏酸(HAs)的分子结构简单,铁结合胡敏素(HMi)比粘粒结合胡敏素(HMc)的分子结构简单;随土层深度增加,HAp、HAs的分子结构变简单,而HMi、HMc的分子结构变复杂。     

基于荧光分析的不同有机碳水平水稻土添加外源有机物培养对DOC的影响

以江西省红壤研究所内的水稻土有机肥长期定位试验(始于1981年)为研究对象,基于三维荧光技术,在室内培养条件下,研究外源有机物(葡萄糖和秸秆,分别代表易分解和难降解碳)对不同碳水平水稻土可溶性有机碳含量与结构的影响。结果表明:添加葡萄糖对高碳和低碳水稻土可溶性有机碳(DOC)含量均无显著影响(p0.05),但可以促进DOC结构中类溶性微生物代谢产物的增加与类胡敏酸类富里酸的减少。添加秸秆则对高碳和低碳水稻土DOC有不同的影响:低碳土壤中,在培养末期(60d),添加秸秆处理的DOC含量显著提高(p0.05),而高碳土壤处理则无显著变化。在DOC结构方面,秸秆可以促进低碳土壤中类蛋白物质转化为更稳定的类胡敏酸和类富里酸物质;对于高碳土壤,则可以促进类溶性微生物代谢产物的积累,促进类胡敏酸与类富里酸的分解利用。低碳土壤DOC含量相对稳定,结构受外源有机碳影响较大;高碳土壤DOC结构相对稳定,但含量变化较大。     

秸秆还田条件下内陆盐碱土腐殖质的动态变化

采用室内培养试验的方法,研究了秸秆加入条件下内陆盐碱土的腐殖质及其组分(胡敏酸、富里酸)的动态变化。结果表明,在秸秆腐解过程中,盐碱土腐殖质、富里酸、胡敏酸含量均呈现持续上升趋势,分别平均增加了112.5%,269.54%和92.9%富里酸的含量明显高于胡敏酸的含量,是胡敏酸含量的约3~10倍。土壤的HA/FA(腐殖酸/富里酸)呈现出先增长后降低的趋势,并且在90d时达到平均最高值(0.283)。尿素添加量7.2g的处理土壤腐殖质含量在0.19%~0.38%,该处理秸秆分解的速率最快。土壤腐殖质和富里酸随着尿素含量梯度的增加呈现先上升,后下降,再上升的趋势,且分别平均增加了46.7%和55.3%胡敏酸的变化趋势与腐殖质相反,平均减少了14.3%HA/FA呈下降趋势,但下降趋势不明显。     

四川成都经济区土壤腐殖质重金属元素含量特征研究

通过对四川成都经济区16件土壤样品腐殖质组成及其各组分中重金属元素含量的分析表明,胡敏素是土壤腐殖质的主要组成部分,富里酸和胡敏酸次之。土壤腐殖质中重金属元素含量占土壤全量20%～44%,是土壤重金属污染元素主要存在方式。重金属元素在腐殖质不同组分中的含量具有很大的差异,Cr主要赋存在胡敏素中,Cd、As、Cu、Zn等元素主要赋存在富里酸中。各重金属元素在腐殖酸中含量较高,富里酸中的含量均大于胡敏酸,其机理是富里酸对重金属元素的络合是腐殖酸与重金属相互作用的主要方式。     

不同植被类型紫色土腐殖质的剖面分布特征

[目的]研究龙川江流域6种不同植被类型对紫色土腐殖质(胡敏酸、富里酸、胡敏素)和土壤养分(总磷、速效磷、总氮、碱解氮)剖面分布特征的影响,为该地区保持土壤肥力提供科学依据。[方法]采用锯齿形布点法,采集紫色土表层至30 cm深度的3个土层紫色土样品,用3次4分法分离多余样品,并测定相应指标。[结果]总磷、速效磷、总氮、碱解氮的含量和腐殖质、胡敏素、胡敏酸、富里酸碳量随土壤深度的增加而减小,枯枝落叶层显著高于其他层(地下0—10,10—20,20—30 cm),不同植被类型土壤无显著差异。果园土壤腐殖质及其组成显著高于桉树林覆盖土壤,表现为果园落叶阔叶林暖温性针叶林针阔混交林灌丛桉树林。土壤腐殖质各组分之间均存在极显著正相关关系,腐殖质组成与土壤有机质、总磷、速效磷、总氮、碱解氮均存在显著正相关关系。[结论]果园和落叶阔叶林下土壤腐殖质及其组分显著高于其他植被类型土壤,腐殖质组分含量与土壤理化性质之间呈极显著正相关。     

水分状况对红壤水稻土中有机物料碳分解和分布的影响

以室内模拟的方法研究了好气、淹水和干湿交替3种水分条件下有机物料碳在红壤水稻土中分解和分布的差异。试验结果表明,干湿交替条件下有机物料的分解速率最高,好气条件下次之,淹水条件下较低。好气和淹水条件下添加物料促进土壤原有有机碳的矿化,产生正激发效应,而干湿交替条件显著抑制了土壤原有有机碳的矿化,呈负激发效应,随着培养时间的延长激发效应减弱。干湿交替条件下添加有机物料处理的土壤胡敏酸(Humic acid,HA)色调系数和E4/E6比值显著低于淹水和好气条件,淹水培养使土壤胡敏酸的结构简单化,干湿交替使胡敏酸芳构化和腐殖化程度增加,结构复杂化。有机物料碳在土壤腐殖质组分中的分配比例显示,干湿交替和好气条件促进了胡敏酸的形成,提高了土壤原有富里酸(Fulvic acid,FA)组分的转化和胡敏酸组分的分解;淹水条件下物料碳在富里酸组分中分布比例较高,且抑制了土壤原有胡敏酸组分的分解。有机物料碳在0.053 mm粒级团聚体中分布比例较大,干湿交替和淹水条件下更为明显。     

红松人工林腐殖质组成及其结合形态研究

 运用野外调查与实验分析相结合的方法,对不同生长发育阶段红松人工林（林龄25、45、58、68 a）和红松混交林（林龄60a）根际与非根际土壤有机质含碳量、腐殖质组成与结合形态进行了研究。结果表明:不同年龄阶段红松人工纯林、红松混交林土壤有机质含碳量、腐殖质各组分含碳量随土层深度的加深而降低,并且根际土壤高于非根际土壤。就土壤腐殖质组成而言,除林龄58a红松人工林根际土壤和45a红松人工林非根际土壤外,其他林型土壤胡敏酸含碳量均高于富里酸含碳量;胡敏酸与富里酸比值（HA/FA）在1.00～2.45之间;土壤重组腐殖质、松结态腐殖质、稳结态腐殖质含碳量大小顺序为林龄58>68>25>45a;红松混交林除紧结态腐殖质外,其他腐殖质各组分含碳量均高于红松人工林。     

腐殖酸对浑河流域草甸土钾素吸附特性的影响研究

草甸土是辽宁地区的主要农业土壤,但是草甸土中含有大量的2∶1型黏土矿物,这些矿物具有固钾能力,受这些矿物的影响,草甸土具有较强的固钾能力,较大程度上限制了外源钾素的发挥。采用连续流动法研究了腐殖酸对浑河流域发育的草甸土钾素固定与释放的影响,结果表明,施用腐殖酸能够降低土壤对钾素的固定量。腐殖酸对土壤固钾率的影响与腐殖酸和钾的施入顺序有关,在外源钾(800 mg kg-1)存在时腐殖酸提前于钾素一天施入,与未加腐殖酸相比能引起溶液钾的显著增加,其中胡敏酸增加41.8%,富里酸增加56.3%;腐殖酸与钾素同时加入,也能引起溶液钾的增加,但增加幅度降低,其中胡敏酸增加7.3%。富里酸增加26.2%;腐殖酸后于钾素加入,引起的溶液钾变化较小,其中胡敏酸增加5.5%,富里酸增加9.8%。三种施入方式对交换钾变化影响不大。不同施入方式下土壤的固钾率表现为:未加腐殖酸后加腐殖酸同时加入先加腐殖酸。     

土壤中无机纳米粒子对玉米秸秆有机质分解的影响

该文从纳米尺度分析土壤颗粒对作物残体有机质分解的影响。将黑土B层提取出的纳米粒子溶液施入正在腐解的秸秆中，在不同的培养时期提取腐解产物，并用重铬酸钾—硫酸容量法测定有机质各分解组分含量和傅里叶红外光谱仪分析主要分解组分 功能团。含量分析结果表明：无机纳米粒子对水溶性有机化合物的生成在腐解前期和后期有显著抑制作用；腐解前期促进碱溶性有机化合物和碱溶性富里酸的生成，在后期没有显著影响；整个腐解过程均促进秸秆腐解生成小分子化合物，并降低水溶性胡敏酸含量。红外光谱分析结果表明：无机纳米粒子在腐解前期和中期抑制碳水化合物生成，腐解中期促进碳酸盐物质生成；整个腐解周期均能显著提高脂肪链结构、甲基、亚甲基生成。该研究证明土壤无机纳米微粒对有机质分解转化有显著影响。     

黄土丘陵区不同植被下土壤可溶性有机物的荧光特征研究

【目的】土壤水溶性有机质的组成和结构是土壤质量的重要判别指标,具有重要的生态意义。研究黄土丘陵地区不同植被下土壤水溶性有机物的数量和荧光结构特征,可以为该地的植被修复及土壤质量评价提供科学依据。【方法】利用传统荧光和三维荧光技术,选取激发发射荧光光谱、 同步荧光光谱得到的腐殖化指标对土壤水溶性有机物的来源和结构进行评估,通过三维荧光技术探究不同植被下土壤水溶性有机物之间组分的差异。【结果】辽东栎(Quercus liaotungensis)和油松林(Pinus tabulaeformia)地具有较高的水溶性有机物含量,含量均为0.16 mg/g; 而荒坡地和农地的水溶性有机物较低,分别为0.04和0.05 mg/g,灌木荆条(Vitex negundo var. heterophylla )和狼牙刺(Sophora viciifolia)林地的含量介于两者之间。发射激发荧光光谱、 同步荧光光谱以及三维荧光光谱表明土壤水溶性有机物大多来源于植物和微生物的混合作用; 油松林地的水溶性有机物结构较简单、 腐殖化程度较低; 而灌木林地的水溶性有机物结构较为复杂、 腐殖化程度较高。从不同植被下土壤水溶性有机物的组成来看,蛋白类的物质差异不明显; 油松和辽东栎林地土壤水溶性有机物的类酪氨酸蛋白质、 类色氨酸蛋白质、 类溶解性微生物代谢产物含量较高,灌木林地较低。最主要的差异是富里酸类和胡敏酸类物质,油松林地的水溶性小分子量的富里酸类物质占主导地位,而灌木林地的水溶性有机物芳香化程度较高,农地和抛荒地类富里酸物质和类胡敏酸类物质含量的比值最低,其水溶性腐殖质的缩聚度高。油松、 辽东栎林地水溶性有机物由于植物残体分解形成的富里酸较易被氧化,同时阴坡林地较高的含水量使得这些产物较难缩合; 而灌木林地和农田及荒地较为干旱,枯枝落叶少,腐殖酸有充分时间进行缩合,导致了水溶性有机物的高芳香化和腐殖化。【结论】不同植被下的土壤水溶性有机物的组成和结构是存在差异的,同时说明荧光技术可用于揭示水溶性有机物的组成和缩合特性研究。     

菲在黑麦草种植土壤中的降解及其对土壤酶的影响

研究了种植黑麦草对土壤中3环多环芳烃菲的动态降解作用。结果表明,黑麦草可以促进土壤中菲的降解,在75 d的盆栽试验里,种植黑麦草土壤中菲的可提取浓度明显低于不种植土壤（p<0.05）。在菲浓度为5 mg kg^-1、50 mg kg^-1、200 mg kg^-1的3种处理中,种植黑麦草壤中菲的降解率分别为81.07%、90.35%、84.94%,而不种植土壤中菲的降解率分别为75.34%、86.62%、67.60%。种植黑麦草增强了土壤中多酚氧化酶、脱氢酶和过氧化氢酶的活性以及增加土壤中微生物生物量碳的含量,即提高了土壤中生物活性,从而促进了土壤中菲的降解率。不同浓度菲处理,土壤中生物活性存在明显差异,高浓度菲(200 mg kg^-1)对土壤中生物活性产生较强的抑制作用,影响土壤中生物对菲的降解作用,从而揭示了植物促进菲降解的生物学及酶学机理。黑麦草对土壤中多环芳烃有较强的忍耐性,但过高的菲浓度对黑麦草的生长有影响。     

腐殖酸对汞的络合稳定特性及其环境学意义

对3种腐殖酸与Hg的络合稳定特性研究结果表明,腐殖酸与Hg的结合存在松结态与紧结态2种形态,其中富里酸主要以松结态为主,灰色胡敏酸与棕色胡敏酸则以紧结态占绝对优势。3种腐殖酸中富里酸对Hg的络合容量最高,但络合强度最低,其络合汞的环境活性将较高;灰色胡敏酸对Hg的络合容量最低,但络合稳定性最高,故所结合Hg的环境活性最弱。但受容量因素制约,灰色胡敏酸对Hg的络合稳定性将因Hg/灰色胡敏酸相对比例的升高而急剧下降。棕色胡敏酸对Hg络合特性介于富里酸与灰色胡敏酸之间。     

长期施肥对小麦-玉米作物系统土壤腐殖质组分碳和氮的影响

通过对华北平原小麦–玉米轮作农田生态系统18年田间施肥试验,研究了长期不同施肥处理对耕层（0—20 cm）土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮的影响。试验设化肥NPK不同组合（NPK、NP、NK、PK）,全部施用有机肥（OM）,一半有机肥+化肥NPK（1/2OMN）及不施肥（CK）共7个处理。结果表明,各施肥处理均能在不同程度上增加土壤腐殖质（胡敏酸、富里酸和胡敏素）及活性腐殖质（活性胡敏酸和活性富里酸）组分碳和氮含量,提高可浸提腐殖质（胡敏酸和富里酸）及活性腐殖质组分碳和氮分配比例;但施肥对土壤活性腐殖质组分碳和氮含量的增加率均分别高于腐殖质组分碳和氮。各处理土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮含量均为OM处理最高,且有机肥与化肥NPK配施高于单施化肥各处理;而化肥处理中NPK均衡施用效果最好。说明施用有机肥、有机肥与化肥NPK配施及化肥NPK均衡施用是增加土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮的关键;活性腐殖质组分碳和氮较腐殖质组分碳和氮对施肥措施的响应更灵敏。     

土壤含水量和胡敏酸对有机氯农药降解的影响

尽管我国从1983年就开始禁用有机氯农药，但环境中仍有大量残留存在。土壤中污染物的残留是吸附、降解和迁移等各种理化作用和生物作用的综合结果，其中降解是制约其残留量的关键过程。大量研究表明，影响土壤中农药降解的主要环境因素包括土壤有机质、土壤温度、土壤pH和土壤含水量等，因为这些因素显著影响着土壤微生物的数量和活性。微生物代谢所需的营养物质有一部分来自农药和土壤有机质，土壤中微生物对其降解起着重要作用。胡敏酸（HA）是土壤有机质的主要组分，因此以HA代表土壤有机质对农药降解的影响是合理的，也有很多关于HA对农药在土壤中吸附等环境行为影响的研究报道。