接种菌剂对鸡粪堆肥腐殖酸的影响

以鸡粪和稻草为原料进行条垛式堆肥,接种芽孢杆菌菌剂,堆肥共持续42 d。堆肥过程中接种菌剂处理和对照的总腐殖酸含量呈现先下降然后上升趋势。堆肥前3 d接种菌剂处理和对照的总腐殖酸含量基本相同,第7d接种菌剂处理总腐殖酸含量开始大于对照,堆肥结束时接种菌剂堆肥的总腐殖酸含量为23.1%,而对照的为17.2%。游离腐殖酸、水溶性腐殖酸、胡敏酸含量与总腐殖酸含量的变化趋势基本一致,呈现先降后升的趋势。富里酸含量呈先升后降趋势。堆肥结束时接种菌剂处理的各种腐殖酸含量均显著高于对照,说明接种菌剂可以促进堆肥中腐殖酸的产生。     

添加美拉德反应底物对黑木耳菌糠腐解期间腐殖质组成的影响

针对黑木耳菌糠木质素含量高、独立腐解难的问题,通过添加美拉德(Maillard)反应底物来提高此类菌糠的腐解效果,为其科学堆肥提供技术参考。采用室内培养法,以黑木耳菌糠为基础材料,通过邻苯二酚、葡萄糖和甘氨酸3种Maillard反应底物的添加,以不添加任何反应底物为对照,结合黑木耳菌糠培养过程中腐解物料腐殖质组成的变化,探索各底物在黑木耳菌糠腐殖化作用中的贡献。结果表明:(1)随培养进行,各处理条件下黑木耳菌糠总有机碳(TOC)均表现为逐渐降低的趋势,其中添加葡萄糖更有利于TOC的损失,Maillard反应底物的添加使45 d培养内的矿化作用更为明显。各处理均有利于黑木耳菌糠水溶性物质碳含量(CWSS)的增加,其中邻苯二酚对CWSS的提升幅度最大,其次为葡萄糖;(2)各处理均有利于黑木耳菌糠可提取腐殖酸的积累,在促进黑木耳菌糠胡敏酸分子结构复杂程度方面更有优势;(3)添加Maillard反应底物可促进黑木耳菌糠富里酸向胡敏酸的转化,其中甘氨酸的作用最为明显,此外,甘氨酸还能有效促进惰性腐殖质组分胡敏素的分解。综上所述,添加甘氨酸更有利于黑木耳菌糠的高效腐解,矿化惰性腐殖质组分的同时有利于腐殖质品质的提升。     

设施土壤有机碳组成特征及光学性质研究

对沈阳市东陵设施栽培土壤有机碳组成特征及其光学性质进行研究,以棚外的露地土壤为对照,结果表明:随着有机碳的增加,设施土壤非腐殖物质碳、腐殖质碳数量均明显增加,分别是露地土壤的1.61～2.45倍、1.08～2.27倍。设施土壤非腐殖质物质碳占总有机碳的比例较露地土壤大,其水浮物质碳所占百分比是露地土壤的1.19～1.65倍,而水溶性有机碳,设施土壤和露地土壤所占百分比均在2%左右。设施土壤胡敏酸和胡敏素所占总有机碳比例表现出随着有机碳含量的增加而升高的趋势,但胡敏酸碳增加的比例小于胡敏素碳。设施土壤可提取腐殖物质、胡敏酸的光密度曲线斜率、E4/E6值、ΔlogK值都小于露地土壤,表明设施土壤可提取腐殖物质、胡敏酸的分子复杂程度、芳香缩合度低于露地土壤。     

菌渣垫料堆肥过程碳素物质转化规律

好氧堆肥是一种有效处理农业废弃物的方法,有利于实现农业资源的循环利用。但堆肥也有它的缺点,堆肥过程中的碳素损失是造成温室气体形成的重要原因。因此研究碳素在堆肥过程中的转化规律对于如何减少堆肥潜在的负面环境影响十分重要。该研究以生猪养殖发酵床废弃垫料及秀珍菇菌渣为原料,利用强制通风静态堆肥技术研究垫料和菌渣不同配比及添加EM菌剂对堆肥过程碳素物质转化的影响。结果表明,堆肥过程中总有机碳呈逐渐下降趋势;胡敏酸呈逐渐增加的趋势;微生物量碳和可溶性碳呈先增后降的变化趋势。堆肥结束时,碳素降解率为5.7%~10.2%,胡敏酸增加了56.0%~131.0%,可溶性有机碳增加了54.5%~81.5%,微生物生物量碳增加了31.7%~73.4%。以垫料为主料的堆肥处理碳素损失高于以菌渣为主料的处理,添加EM菌剂可以加速有机质的矿化分解和提高腐殖质化指数。     

添加腐熟粪及蜉金龟堆肥过程中碳氮转化与腐殖质的变化

利用蜉金龟(Aphodiidae)对哺乳动物粪便的喜食性,将200条蜉金龟放入400kg的新鲜牛粪(以鲜重计)中进行堆肥试验,研究堆肥过程中碳氮转化特征及腐殖质变化,并在堆肥的49d内,根据堆温采样7次,分析堆肥样品中温度、pH、氮素及腐殖质的变化情况。研究结果表明,接种蜉金龟处理的升温效率最佳,堆肥第3天时即达最高堆温(46.9℃);pH值在堆肥第35天时达到高峰,为8.88,显著高于新鲜牛粪和添加腐熟粪处理;堆肥49d后,接种蜉金龟处理的NH4+-N含量分别比新鲜牛粪和添加腐熟粪处理降低了26.4,41.9mg/kg。添加腐熟粪处理堆肥第21天时的NH4+-N含量最高,为142.7mg/kg,分别显著高于新鲜牛粪和接种蜉金龟处理28d时的42.1,27.1mg/kg;添加腐熟粪处理的NO3--N含量增幅最高,为244.2%,分别显著高于新鲜牛粪和接种蜉金龟处理104.4%,182.2%。堆肥49d与0d相比,添加腐熟粪处理的有机碳含量降幅最高,为39.9%,类胡敏酸的E4/E6值降幅最大,为19.3%。     

稻秸与猪粪静态好氧共堆肥的最佳配比

为揭示稻秸与猪粪静态好氧共堆肥的最佳配比,采用室内培养法,以腐殖质组成为评价依据,对稻秸与猪粪按照7种质量比[10∶0(Rs),9∶1(Rp1),7∶3(Rp2),5∶5(Rp3),3∶7(Rp4),1∶9(Rp5)和0∶10(Pm)]混合后,于不同时间对物料进行水溶性物质、可提取腐植酸、胡敏酸、胡敏素碳含量(C_(WSS)、C_(HE)、C_(HA)、C_(Hu))以及胡敏酸碱溶液E_4/E_6、腐殖化系数(C_(HA)/C_(FA))的动态分析。结果表明:(1)与稻秸相比,猪粪中有更高含量的C_(WSS)和C_(HA),而C_(Hu)含量较低;(2)与0 d相比,90 d堆肥结束时,各处理C_(WSS)和C_(Hu)含量均有不同程度降低,其中,Rp1处理对CWSS的消耗程度最大,Rp3处理对C_(Hu)的分解作用最强;(3)在供试处理中,仅有Rp1处理在堆肥结束时能使C_(HE)增加13.1%,其余处理C_(HE)均表现为消耗;(4)Rp5处理在堆肥结束时能够促进HA分子的缩合,相反,其他处理HA分子的芳构化程度均有所下降。随堆肥进行,各处理HA均表现为先降解、再缩合的规律,稻秸占堆肥总质量≥30%,经堆肥后有利于腐殖质品质的提升,而猪粪占堆肥总质量≥90%,则堆肥后腐殖质品质会有所下降。     

不同种类有机物料等碳量输入对白浆土腐殖质组成的影响

以腐殖质组成为评价依据,揭示等碳量不同种类有机物料对白浆土培肥效果的差异。采用室内培养试验,以白浆土为研究对象,基于等碳量原则,分别在白浆土中添加黄腐酸(BFA)、腐熟羊粪(M)、玉米秸秆粉末(Pr)和固化秸秆颗粒(Ps),探索白浆土经4种有机物料培肥后水溶性物质(WSS)、可提取腐殖酸(HE)、富里酸(FA)、胡敏酸(HA)、胡敏素(Hu)碳含量(C_(WSS)、C_(HE)、C_(FA)、C_(HA)和C_(Hu))、腐殖化系数(C_(HA)/C_(FA))及HA碱溶液光密度(E_4/E_6)的动态变化。结果表明:(1)随着培养进行,添加有机物料白浆土的C_(WSS)和C_(Hu)均有消耗,且推动C_(FA)向C_(HA)转化,使C_(HA)得以积累,HA分子缩合度被提高;(2)BFA的添加有助于缓解白浆土C_(WSS)的消耗,在提高HA分子缩合度上优势最大,然而,BFA对白浆土C_(HE)无显著影响,在促进C_(Hu)矿化分解方面作用最小;(3)M输入有助于微生物对白浆土C_(WSS)的利用,对C_(HA)及C_(HE)的形成促进效果最佳;(4)添加Pr对白浆土C_(FA)向C_(HA)转化的促进作用最小,同时对提高C_(HA)及HA分子缩合度的促进作用也最小;(5)Ps在促进白浆土C_(FA)向C_(HA)转化的效果最佳,但最终使白浆土C_(HE)降低9.1%。综上,4种有机物料均有培肥白浆土的作用,其中BFA更倾向于改善腐殖质品质,而M更有助于腐殖质数量提升。     

采用EEM-FRI方法研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟及纤维素降解影响

为了优化堆肥工艺,提高堆肥产品质量,研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟度和纤维素降解的影响。该研究以牛粪为原料,小麦秸秆为辅料,以不添加黑曲霉为对照,分别添加1%、2%和3%的黑曲霉进行好氧堆肥,研究了黑曲霉不同添加量对腐熟度指标、养分含量、腐殖质组成以及纤维素组分的影响,并采用激发发射荧光光谱结合荧光区域积分（Excitation Emission Matrix fluorescence spectra -Fluorescence Regional Integration, EEM-FRI）对堆肥腐熟度进行评估。结果表明,与对照组相比,黑曲霉接种量为2%可快速提高发酵温度,高温期提前1d出现,胡敏酸含量较初期增加49.94 g/kg,富里酸较初期减少37.51 g/kg,并提高了腐殖化水平。黑曲霉接种量为3%时种子发芽指数提高了2.38%,总磷含量增加了22.3%,纤维素和半纤维素降解率分别是对照组的1.36、1.42倍,更有利于堆肥的腐熟。通过EEM-FRI法发现添加黑曲霉可促进有机物降解,并促进了腐殖质物质的形成,加快了堆肥腐熟。相关性分析表明,添加黑曲霉后,发酵物料总磷含量与纤维素、胡敏酸以及富里酸类物质之间的相关性显著,说明黑曲霉促进了纤维素的降解以及腐殖质类物质的形成。综合考虑堆肥腐熟度和纤维素降解水平,建议牛粪堆肥中黑曲霉添加量为2%～3%。该研究可为利用黑曲霉促进牛粪堆肥腐熟,提高有机肥品质提供支持。     

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。     

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。     

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。     

13C solid-state NMR assessment of decomposition pattern during co-composting of sewage sludge and green wastes

The fate of organic matter during composting is poorly understood. Therefore, we analysed composts of sewage sludges and green wastes (44 samples representative of 11 stages of biodegradation) by conventional chemical methods: pH, humic (HA) and fulvic acid (FA) content, C, N and organic matter (OM) content, and by ¹³C CPMAS NMR to assess the decomposition process of the organic matter. Chemical changes clearly occurred in two phases: first, decomposition of OM during the first 2 months was characterized by decreased C/N ratios, OM content and increased pH; and second, a humification process with increased HA/FA ratios. NMR spectrum changes confirmed this pattern, with an increase in aromaticity and a decrease in alkyl C. A decrease of syringyl to guaiacyl ratio (S/G), a sign of lignin transformation, also indicated humification during composting. NMR spectroscopic properties of composts were also studied by means of principal components analysis (PCA) and revealed changes according to the degree of compost maturation. The factorial map presents a chronological distribution of composts on the two first principal components. The influences of eight chemical factors on the PCA ordination of composts as monitored by their evolution by NMR were also studied by multivariate analyses. PCA clearly indicated two phases: the rapid decomposition of organic matter followed by the formation of humic‐like substances. The first phase, that is ‘new’ composts, was strongly correlated with OM contents, pH and C/N ratios whereas the second phase, corresponding to ‘old’ compost, was correlated with pH, HA content and HA/FA ratio. These results confirm that knowledge of the formation of humic substances is indispensable to suitable monitoring of the composting process.     

不同有机物料对原生盐碱地土壤腐殖质结合形态及组成的影响

为了探究不同种类有机物料及同种有机物料的不同形态对原生盐碱地土壤腐殖质结合形态及组成的影响。以吉林省西部地区原生盐碱地为研究对象,采用连续3年的大田试验,通过大田取样和室内分析相结合的方式对其进行研究。试验设颗粒秸秆(KL)、正常玉米秸秆(JG)、羊粪(YF)、牧草(MC)和对照(CK)5个处理,采用Anderson结合态腐殖质分组法提取土壤腐殖质,研究了不同有机物料对原生盐碱地土壤腐殖质结合形态及组成的影响。结果表明:(1)施加不同有机物料较CK处理均提高了原生盐碱地土壤腐殖质含量,促进土壤中各种结合形态腐殖质含量的增加,其中KL、MC、YF 3个处理间松结合态腐殖质含量差异不显著,但相比CK处理均差异显著。对联结合态腐殖质含量影响较大,各处理间均差异显著。KL处理与其他处理稳结合态腐殖质含量差异显著,其中JG、MC、YF 3个处理间差异不显著,但相比CK处理均差异显著。紧结合态腐殖质含量各处理同CK相比差异显著,KL处理同JG处理差异显著,其他处理间差异不显著。(2)不同有机物料均能提高松/紧比值和松/稳比值,有利于腐殖质的更新及土壤肥力的提高。(3)对胡富比(H/F)的影响则表现为各处理同CK处理相比差异显著,胡富比(H/F)的增加表征着富里酸的缩合转化,进一步形成结构复杂,芳香化程度高胡敏酸,增加了土壤胡敏酸含量,促进土壤腐殖质的聚合程度以及腐殖化度的提高。综合得出,有机物料能够增加原生盐碱地土壤腐殖质含量,提高各结合形态腐殖质含量。同种有机物料不同形态作用差异显著,中颗粒秸秆(正常玉米秸秆经过粉碎高温高压处理,长2cm、直径0.5cm的圆柱形颗粒)效果远好于其他处理。     

土壤中钙结合和铁铝结合腐殖质的组成及结构特征

Calcium-bound and iron- and aluminium-bound humus extracted from different soils collected from north to south of China were characterized by chemical and spectroscopic methods. Meaningful differences in the composition and structure between them were revealed by ¹³C NMR, visible spectroscopy and elemental analysis. Results showed that the contents of carbon, hydrogen and nitrogen were higher in iron- and aluminium-bound humus than in calcium-bound humus while oxygen content in calcium-bound humus was shown to be higher. The calcium-bound humus had higher C/N and O/C ratios than iron- and aluminium-bound humus. The calcium-bound humic acid (HA1) showed higher E₄/E₆ ratios than iron- and aluminum-bound humic acid (HA2) while iron- and aluminum-bound fulvic acid (FA2) showed higher E₄/E₆ ratios than calcium-bound fulvic acid (FA1). An inverse relationship between E₄/E₆ ratios and aromaticity as determined by ¹³C NMR spectra was observed for HA and FA from black soil. The ¹³C NMR spectroscopy revealed that HA2 was more aromatic than HA1. On the other hand, FA1 exhibited a higher aromaticity than FA2.     

长期秸秆还田对白浆土有机碳含量及腐殖质组成的影响

对白浆土秸秆还田(20、24、32年)后土壤有机碳含量及腐殖质组分进行测定,结果表明:与对照(CK)相比,秸秆还田后耕层(0～20 cm)与20～40 cm白浆土有机碳含量分别增加2.46～3.91、10.75～15.79g/kg。随还田年限增加,耕层与20～40 cm土壤水溶性物质在还田24年达最高值,分别为0.67、0.58 g/kg;而水浮性物质显著增加且在还田24～32年趋于稳定值。耕层土壤腐殖酸与胡敏酸含碳量均呈增加趋势,还田24年时最高,分别为10.04、5.51 g/kg;在20～40 cm土层则先增后减。耕层土壤富里酸含碳量先减后增,20～40 cm土壤富里酸含碳量则显著增加。耕层胡敏素含碳量呈减少趋势,而20～40 cm土壤则呈增加趋势。秸秆还田后白浆土胡富比发生较大变化,耕层土壤胡富比在还田24年时达到峰值1.22;而20～40 cm土层胡富比逐渐减小。     

长期不同施肥对黑土团聚体及有机碳组分的影响

本文研究了32年不同施肥对黑土团聚体组成、土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、腐殖酸、微生物量碳(microbialbiomass carbon,MBC)及颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)的影响。结果表明:化肥区与CK团聚体以10~50μm粒级为主,有机肥化肥混施与休闲以50~250μm粒级为主,表明有机肥化肥混施促进大团聚体的生成,有利于良好土壤结构的形成。在不同施肥条件下,"特征微团聚体比例"也存在差异,表明有机肥化肥混施使黑土保供水肥性能提高。化肥,尤其N肥单施使MBC、POC含量降低。有机肥化肥混施区SOC、MBC、POC含量显著高于其他处理区。与化肥单施相比,有机肥化肥混施明显提高了黑土腐殖酸、HA、FA、HS含量,也提高了腐殖质活性。不同类型化肥处理HA/FA差异较大,N肥的施加降低了腐殖酸含量,却能提高腐殖质活性。     

鸡粪腐解过程中不同溶性腐殖质的动态变化

以鸡粪为材料,添加不同比例的铜、锌进行腐解试验,研究了腐解过程中不同溶性(游离态、松结合态、紧结合态)腐殖质及其组成的动态变化和粪肥中所添加高浓度Cu和Zn对不同提取性的腐殖质及其组成的影响.随着腐解的进行,鸡粪中可提取性的有机碳总体呈下降趋势,与总有机碳(TOC)含量变化趋势一致.在整个腐解过程中,NaOH液浸提提取松结合态腐殖质主要部分,占50%～70%.随着粪肥样品锌含量的增加,松结合态腐殖质在整个腐解期平均分配含量有所增加,而NaOH-Na_4P_2O_7液浸提提取紧结合态腐殖质则有所减少,H_2O浸提提取游离态腐殖质变化较小.随着粪肥样品铜含量的增加,松结合态腐殖质在整个腐解期平均分配含量有所增加,而游离态腐殖质则有所减少,但紧结合态腐殖质变化较小.粪肥中Cu、Zn的浓度高低会影响游离态腐殖质中富里酸(FA)和胡敏酸(HA)占TOC比例的变化趋势,铜含量较高的处理样品的松结合态腐殖质FA/TOC(2: 1和3: 1)下降幅度较大,随后皆有上升趋势,30 d后处于近水平状态,铜含量高的处理样品松结合态腐殖质HA/TOC上升幅度较大,随后呈下降趋势.铜含量较高的处理样品的紧结合态腐殖质FA/TOC(2: 1和3: 1)下降幅度较大,随后皆有上升趋势,45 d后又有所下降.在腐解过程中,各处理粪肥样品紧结合态腐殖质HA/TOC曲线表现"马鞍"形状.游离态、松结合态和紧结合态腐殖质的HA/FA分别与其对应的HA/TOC显极显著正相关关系.     

有机物料对白土土壤胡敏酸结构特征的影响

【目的】研究有机物料施入对白土土壤的腐殖质含量组成和胡敏酸(HA)结构特征的影响,为明确不同腐殖质组分对土壤肥力的影响提供理论依据。【方法】供试土壤为江苏省溧阳市南渡镇"白土改良大田示范试验核心区"的南方中低产水稻土(白土)。试验设秸秆还田(ST)、施有机肥(OM)和对照(CK,不施有机物)3个处理,培肥3年。同时采集试验田周围相邻的江苏省耕地质量监测点(2007~2013年)的每年施化肥(LAF)和长期不施肥(NF)的两种处理土壤进行比对研究。分别测定土壤的基本理化性质及其腐殖质含量的组成,并提取土壤胡敏酸(HA)固体样品利用红外光谱和元素分析来进行结构表征。【结果】秸秆还田和施有机肥处理的有机碳、全氮含量明显高于对照;与对照相比,施有机物料土壤HA的E4/E6比值增加,且秸秆还田施有机肥对照。红外光谱显示,试验区域和耕地监测点的不同处理土壤HA均在1650 cm-1处(酰胺I带)和1550 cm-1处(1500~1580 cm-1酰胺II带伸缩振动)有特征吸收。施有机肥和秸秆还田处理土壤HA的2920/1720、2920/1650比值显著大于对照。在元素组成上,OM、ST处理的土壤腐殖质(HA)中C、H、N的含量比均高于CK,相对长期施化肥(LAF)和不施肥(NF)的土壤有明显提高,而氧元素的含量呈降低的趋势;OM和ST处理土壤HA的[H]/[C]和[O]/[C]原子数比均低于CK;与LAF和NF处理相比,试验区域各处理土壤腐殖质的[H]/[C]和[O]/[C]原子数比均有明显降低。【结论】有机物料施入土壤后可增加土壤有机碳含量,改善土壤理化性质,提高作物产量和品质,且施入土壤的有机物料可转化为新的腐殖质,降低土壤的腐殖化程度。土壤腐殖质(HA)的红外光谱分析说明,白土土壤HA具有明显的酰胺类化合物特征。有机物料施入后使得土壤脂族性增强,羧基量减少,芳香度降低;秸秆还田和施有机肥处理与对照相比,土壤HA的[H]/[C]和[O]/[C]比均有下降的趋势,且HA的氮素含量明显增加,这显示有机物料施入后白土土壤腐殖质发生"脱水"过程,同时也反映了白土土壤腐殖质形成的特征。     

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。