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。     

有机和无机氮在土壤—水稻系统中平衡的研究：Ⅱ.有机和无机氮类土壤中的转？

有机－无机氮配合施用时，提高有机氮比例，可增加其在土壤中的残留率，减少氮素损失率。对土壤腐殖质及其中的富里酸、胡酸敏和胡敏素的研究表明，有机肥料可提高土壤有机质的活性，改善土壤腐殖质的品质。     

哈萨克土壤中腐殖质形成的地理分布规律

作者应用И.В.邱林腐殖质系统分析法测定了哈萨克的下述七种土壤:(i)腐殖质含量中等重粘壤质黑土,(ii)腐殖质含量中等、轻度碱     

田间定位施肥对土壤腐殖质组分数量与特性的影响

依据Pallo方法对土壤腐殖质进行分组,初步研究了黑土田间定位施用有机肥、化肥及有机肥配施化肥对各组分数量与特性的影响。结果表明:通常化肥不会对土壤腐殖质各组分的数量与特性产生明显影响。施用有机肥使各组分的数量明显增加;同时,施用有机肥使各组分的分子结构变得简单化。从有利于提高土壤肥力和作物产量的角度来看,施肥应采用有机无机肥配合施用,在配施化肥条件下可以适当提高有机肥的用量。     

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。     

子午岭人工油松林不同管理方式对土壤腐殖质性质及结合形态的影响

以黄土丘陵沟壑区的子午岭人工油松林区的土壤为研究对象,综合研究了不同管理措施,不同深度土壤的腐殖质组成、结合形态及胡敏酸的光学特征。结果表明:不同管理方式下土壤腐殖质各组分有机碳含量为胡敏素(HM)富里酸(FA)胡敏酸(HA),其对土壤腐殖质组分和结合形态的影响主要集中在0-40cm土层之间;PQ值天然油松林(N)粗放管理型(E)精细管理型(F),油松林各层土壤的PQ均小于26%;E4/E6和色调系数(ΔlogK)的值为FEN,RF的平均值为NEF。综合研究表明,天然油松林土壤有机碳的腐殖化程度和芳化度较人工油松林显著提高,说明人为干扰不利于土壤腐殖质品质的提高,反而使其腐殖化程度下降,降低土壤胡敏酸的氧化稳定性,不利于森林土壤的肥力发展。     

不同种植模式下菜地土壤腐殖质组分特性的动态变化

通过在南京普朗克有机农场开展的9年长期定位监测,研究了有机(露地和大棚)和常规种植模式下蔬菜地耕层土壤有机碳和土壤腐殖质组分特性的动态变化。结果表明,有机露地、有机大棚和常规露地种植土壤有机碳含量分别从11.41、9.29、9.00 g k g-1提高至15.35、20.90、10.00 g kg-1;胡敏酸碳(CHA)分别从1.79、1.23、1.14 g kg-1提高至2.11、3.11、1.31 g kg-1;富里酸碳(CFA)分别从2.19、1.88、1.73 g kg-1提高至2.44、2.68、1.91 g kg-1。两种有机种植模式的土壤有机碳及腐殖质组分含量增加达到显著水平,而常规种植模式下的变化不显著。两种有机种植模式下表征土壤腐殖质品质的胡/富比(CHA/CFA)、胡敏酸占总腐殖物质的比例(PQ值)均高于常规种植模式,土壤富里酸的E4/E6值、色调系数(ΔlogK)值随着种植时间增加的幅度较常规种植模式更大,土壤胡敏酸芳化度呈现先降低后增高的趋势,但在常规种植下变化不明显。说明土壤在长期有机种植模式下不仅更有利于土壤有机碳的积累,而且能促进土壤腐殖化进程。     

土壤腐殖质组成对大气二氧化碳浓度升高的响应

为了探求大气CO2浓度升高对土壤腐殖质及其组成的影响，为大气CO2浓度升高条件下土壤生物化学过程的变化提供依据，通过稻-麦轮作FACE（Free-air CO2 enrichment）平台研究了正常施氮水平下水稻土壤有机碳及其各组分对大气CO2浓度升高的响应。研究结果表明：不同土层的腐殖质组分含量有所差异，表层（0～15cm）土壤腐殖化程度较高，表层的土壤有机碳（SOC）、水溶性碳（WSOC）、胡敏酸（HA）、富里酸（FA）、胡敏素（HM）数量均高于下层（15～30cm）。大气CO2浓度升高，增加了表层和下层的SOC，促进了土壤有机质的积累；使表层WSOC有增加趋势，但对下层没有显著影响；降低了土壤中可提取腐殖物质中HA的比例（PQ），土壤的腐殖化度下降，有利于HA的分解与转化和FA的积累；对土壤HM没有显著影响。     

秸秆深还不同年限对黑土腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响

秸秆深还(Corn stover deep incorporation,CSDI)指将作物秸秆深埋于土壤亚表层20~40 cm深处,用以解决秸秆焚烧和土壤肥力退化的可持续利用模式。本文以吉林农业大学玉米连作耕地试验田未施用秸秆和秸秆深还不同年限的土壤为研究对象,设置CK、CSDI(2014)、CSDI(2013)和CSDI(2012)共4种处理,分别代表未施入秸秆、2014年秸秆深还(深还第1年)、2013年秸秆深还(深还第2年)、2012年秸秆深还(深还第3年),研究秸秆深还不同年限对黑土腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响。通过腐殖质组成修改法提取富里酸(Fulvic acid,FA)、胡敏酸(Humic acid,HA)和胡敏素(Humin,HM),国际腐殖质协会(International Humic Substances Society,IHSS)推荐的方法提取HA样品,通过元素组成、红外光谱和差热分析测定HA结构。结果表明:与CK相比,秸秆深还1年后显著提高了土壤和腐殖质各组分有机碳含量,亚表层累积效果更明显,其土壤有机碳(SOC)、HA、FA和HM有机碳含量分别增加了23.7%、30.5%、27.3%和46.1%,但PQ值(HA在可提取腐殖物质的比例)没有显著变化;HA氧化度和缩合度降低明显,表层和亚表层(O+S)/C比值分别降低14.31%和14.68%,H/C比值分别增加27.74%和28.86%,脂族链烃和芳香碳含量增加,热稳定性降低,HA结构趋于简单化。随着年限增加,深还3年后SOC、FA和HM有机碳含量呈下降趋势,HA有机碳含量呈上升趋势,PQ值变化显著,HA缩合度、氧化度呈上升趋势,脂族性减弱,芳香性增强,HA结构趋于复杂化。说明随着年限增加,秸秆不断矿化分解,秸秆深还对土壤腐殖质组成和结构特征的影响效果减弱。     

不同恢复阶段人工沙棘林土壤腐殖质组成及性质

以陇东黄土高原沟壑区人工沙棘林根际土壤为研究对象,研究了不同恢复阶段近熟期沙棘林土壤的腐殖质组成、结合形态及胡敏酸的光学性质。结果表明,不同恢复年限人工沙棘林下土壤腐殖质各组分有机碳含量为:胡敏素(HM)胡敏酸(HA)富里酸(FA);PQ值(可提取腐殖质中HA的比例)表现为:CK7a10a15a,且不同恢复年限各层土壤的PQ均大于52%;E4/E6和ΔlgK(色调系数)的值:15a10aCK7a;RF值(相对色度)与E4/E6和ΔlgK的变化趋势相同,即15a10a7aCK。恢复15a后,各层土壤有机碳的腐殖化程度比10,7a和CK显著降低,说明随着恢复年限的增加,土壤的腐殖化程度趋向简单,土壤胡敏酸的氧化稳定性下降,且不利于土壤的肥力发展。因此,在利用人工沙棘林进行水土保持和恢复提高土壤综合肥力超过15a时,应及时更新。     

土壤胡敏酸与富里酸热力学稳定性及其驱动因素初步研究

从过程考虑,腐殖质的形成和转化主要是微生物主导的生物化学过程,但就其始态和终态的能量水平变化而言,是热力学稳定性问题。在土壤中,影响腐殖质的形成转化的因素很多,如黏粒含量和类型,植被和微生物状况,土壤湿度、温度和空气组成,土壤溶液的化学组成、浓度、酸度和氧化还原状况等。但从热力学角度,为了计算反应平衡常数(logKR)和吉普斯生成自由能(ΔGfθ),如果将温度设为25℃,我们可以将土壤条件诸多因素简化为水活度([H2O])、氧分压(PO2)和二氧化碳分压(PCO2)这3个参数。之所以简化为这3个参数,因为任何有机成分均是由含有这3种元素的物质形成的,最终又均可以分解为含有这3种元素的H2O和CO2。本文按照上述新思路,以黑土为例探讨了胡敏酸(HA)、富里酸(FA)形成转化的驱动因素和热力学稳定性的研究方法,用元素组成-土壤条件参数法计算HA、FA的logKR和ΔGfθ及热力学稳定性范围。同时通过土壤添加有机物料的模拟培养实验研究了氧气和二氧化碳等单因素对HA和FA数量积累的影响。结果表明,黑土HA和FA的元素组成分子式分别为nC21H21O9N和nC24H33O17N。FA在缺氧、多水和高浓度二氧化碳条件下较稳定;HA则相反。培养实验中,高二氧化碳和低氧气浓度处理使FA与HA的相对比例增加。这一研究方法和结果将有助于解释和推测土壤腐殖质组成的空间变异规律,指导土壤肥力、土壤固碳的调控实践。     

栗钙土的年龄

在阐明粟钙土发生特性的基础上,本文运用放射性碳方法断定了玄武岩熔岩台地上栗钙土有机质和腐殖质组成中胡敏酸、胡敏素的年龄.结果表明,我国栗钙土与其它国家的软土系同一时期的产物,它们形成于大约6000年以前.栗钙土有机质诸部分的年龄序列是:胡敏酸>胡敏素>土壤有机质.     

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。     

长期定位施肥对土壤腐殖质结合形态的影响

长期施用有机肥或有机无机肥配施均能显著提高潮土、旱地红壤和红壤性水稻土耕层松结态腐殖质、稳结态腐殖质和紧结态腐殖质含量,但以有机无机肥配施的效果最好。有机无机肥配施能提高三种土壤耕层稳结态腐殖质和潮土耕层松结态腐殖质碳占重组有机碳的比例,降低三种土壤紧结态腐殖质碳占重组有机碳的比例。单施有机肥或化肥也能提高潮土耕层三种结合态腐殖质碳占重组有机碳的比例,降低旱地红壤和红壤性水稻土紧结态腐殖质碳占重组有机碳的比例。施肥还可以提高三种土壤耕层松结态腐殖质/紧结态腐殖质的比值。     

杉木萌芽林冠下营造细柄阿丁枫对土壤腐殖质及结构性状的影响

对杉木萌芽林冠下营造细柄阿丁枫后形成的杉阔混交林土壤腐殖质及土壤结构性状研究结果表明 ,杉阔混交林土壤有机质和腐殖质含量增加 ,腐殖质中HA/HF 值和E4值升高 ,E4/E6值变小 ,土壤松结合态和紧结合态腐殖质含量及比值增加 ,土壤腐殖质活化度增强 ,土壤结构和水分性状得以改善。     

有机物料对不同作物根系土壤腐殖质组成和结构的影响

为探讨施用有机物料后不同作物根系土壤腐殖质各组分含量和胡敏酸元素组成的变化情况,以吉林农业大学试验田培肥2a的黑土为研究对象,试验选取3种作物(玉米、大豆、白菜),每种作物设4种施肥处理,包括化肥(CK)、玉米秸秆配施化肥、树叶配施化肥和鸡粪配施化肥。采用腐殖质修改法提取水溶性物质(WSS)、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、胡敏素(HM),利用重铬酸钾外加热法测定腐殖质各组分有机碳含量,采用分光光度计法测定HA和FA的光学性质,通过光密度E_4/E_6值和元素组成分析HA的结构变化。结果表明:土壤总有机碳(TOC)和腐殖质各组分有机碳含量均表现为白菜玉米大豆。相比CK,配施有机物料后作物根系土壤TOC、WSS、HA含量分别显著增加5%~8%,34%~55%,8%~20%,FA含量变化不明显。相比树叶和鸡粪,秸秆可显著提高TOC含量;WSS在各物料之间差异不明显;HM含量表现为秸秆树叶鸡粪CK。有机物料对PQ值的影响因作物而异,秸秆和鸡粪对玉米、大豆根系土壤PQ值(HA占腐殖酸的比率)的影响相似,而鸡粪对白菜根系土壤PQ值的影响显著高于玉米秸秆。施用有机物料后HA的E_4/E_6未发生明显改变,FA的E_4/E_6显著提高。有机物料使根系土壤HA缩合度升高,分子结构更加复杂,且有利于HA含氮基团的形成,以秸秆处理作用最好。由此可见,有机物料具有良好的培肥效果,其中鸡粪对白菜根系土壤培肥效果最显著,秸秆与鸡粪对玉米、大豆根系土壤培肥效果相似,均显著高于化肥。     

秸秆深还及配施化肥对土壤腐殖质组成和胡敏酸结构的影响

中国每年农作物秸秆总量巨大,大部分农民选择焚烧,焚烧秸秆会减少表层土壤有机质,损害土壤墒情,引起环境污染,进而危害人类健康。将玉米秸秆施入土壤亚表层(20~40 cm之间),即"秸秆深还"(Corn stover deep incorporation,CSDI),可以有效解决秸秆利用问题,以及由于焚烧秸秆造成的诸多问题,继而达到固碳、蓄水、培肥、稳产的目的。以吉林农业大学试验站玉米连作耕地0~20 cm和20~40 cm土层土壤为研究对象,设CK(未施用秸秆)、CS(秸秆深还)、NPK(单施化肥)、CS+NPK(秸秆深还配施化肥)4种处理,主要研究秸秆深还及配施化肥对土壤腐殖质组成和胡敏酸(HA)结构的影响。腐殖质组成采用腐殖质组成修改法测定,胡敏酸样品采用IHSS方法提取纯化,其结构经元素组成、红外光谱进行研究。结果表明:秸秆深还及秸秆配施化肥对不同土层土壤有机碳(SOC)含量以及腐殖质各组分含碳量均有显著积累作用,PQ值(胡敏酸在腐殖酸中所占的比例)无显著变化。秸秆深还及秸秆配施化肥均能使HA分子的芳香结构比例增加,但CS处理还能同时增加脂族链烃的比例;而CS+NPK处理则使HA的缩合度提高,氧化度下降。说明CS和CS+NPK使HA变稳定的机制有所不同,除了分子结构芳香性提高的作用以外,前者还体现在疏水性的提高上;而后者则体现在分子结构变复杂上。     

耕作黑土土壤腐殖质组成和胡敏酸类型研究

以吉林省玉米带耕作黑土为研究对象,以防护林带黑土代表未耕作土壤,依据熊田法提取土壤腐殖质,分析了玉米带耕作黑土和未耕作黑土的腐殖质组成以及胡敏酸类型的差异。结果表明:长期耕作施肥使土壤腐殖质总量降低,其中,土壤游离态胡敏酸、游离态富里酸和结合态富里酸含量均有所减少,结合态胡敏酸含量变化不大。土壤结合态腐殖质的胡富比增加,说明长期耕作施肥使结合态腐殖质的活性降低。长期耕作施肥使结合态腐殖质向腐殖化度高的类型转化,结合态腐殖质质量退化。     

黄土高原沟壑区烟草连作对土壤腐殖质性质的影响

综合研究了陇东黄土高原黑垆土不同烟草种植年限土壤的有机质含量、腐殖质组成、形态及胡敏酸的色调系数、相对色度等,结果表明：30～70 cm土层土壤有机质含量演化随烟草种植年限的增加表现出降低的特征最为明显,土壤表层的有机碳与胡敏酸含量则呈正相关,连作23年的胡敏酸最低。烟草连作1～8年的土壤HA/FA比值均大于1,0～30 cm土层HA/FA比值为1年烟草〉5年烟草〉农田〉8年烟草〉23年烟草。农田和种植烟草1年的表层腐殖质含量以松结态〉稳结态,连作5年至23年表层腐殖质含量则为稳结态〉松结态。烟草连作各层土壤的相对色度（RF）在0～30 cm,50～70 cm土层随烟草连作年限呈显著的降低趋势,30～50 cm土层种植烟草1～8年呈升高趋势,8年后则呈降低趋势。但各层总趋势基本呈0～30 cm〈30～50 cm〈50～70 cm。HA的色调系数（ΔlogK）30～50 cm变化较小,各土层变化趋势与RF相反但结果一致。与对照比较,烟草连作1～8年可提高或保持胡敏酸氧化和芳化程度。