不同覆膜方式下PPC地膜降解特征分析

采用大田试验，设置无覆膜（CK）、PPC地膜双层覆盖（DF）及单层覆盖（SF）3种处理，分析玉米生长期间土壤的保温保水性能效果及PPC地膜在降解过程中结构变化。结果表明：2 a试验结果呈相同趋势，从地膜破解时间看，60 d时SF处理地膜表面产生细小裂纹后随时间推移逐渐增大至地膜破碎，而DF处理与SF处理相比较，延迟30～60 d，地膜表面出现裂纹。同时DF处理有效提高土壤温度和含水量，2018年试验中的120~150 d时，DF处理的土壤温度较SF、CK处理分别高7.30%~10.29%;DF处理的土壤含水量分别比SF和CK高5.89%~10.99%。2019年试验中的60 d、120 d和150 d时，DF处理的土壤温度与SF和CK相比，显著高5.44%~24.85%;90~150 d内DF处理的土壤含水量比SF、CK处理高8.60%~22.28%。对不同处理的地膜红外光谱吸收峰相对强度分析可知，与SF处理相比较，DF处理的C-OH、C=O、C-O-C键伸缩振动吸收峰强度下降趋势缓慢；与DF处理相比较，SF处理的数均分子量、重均分子量及力学性能的断裂伸长率、伸拉力强度明显降低。综合分析说明，双层PPC地膜覆盖方式可减缓地膜降解反应而导致的地膜破裂，进而提高土壤保温保水性能，可在实践中应用。     

有机物料施用下原生盐碱土胡敏酸结构特征

为研究不同有机物料对原生盐碱土胡敏酸官能团组成的影响,以吉林省大安市原生盐碱地为研究对象,设置空白处理(CK)、颗粒状秸秆处理(KL)、正常玉米秸秆处理(JG)、牧草处理(MC)和羊粪处理(YF),通过红外光谱与主成分分析(Principal component analysis,PCA)相结合,研究不同有机物料施用下土壤胡敏酸红外光谱特征。结果表明,有机物料各处理与CK处理相比增加了土壤胡敏酸中脂肪碳和芳香碳的相对含量,减少了羧基碳的含量。除KL处理外,其他处理均增加了土壤胡敏酸中氨基化合物的相对含量。同时有机物料的施用增加了土壤胡敏酸的脂族碳/羧基碳和脂族碳/芳香碳比值,表征有机物料的施用使得土壤胡敏酸结构缩合度和氧化度下降,脂族性增强,芳香性降低,胡敏酸结构趋于脂族化、简单化、年轻化。对比两种秸秆处理,发现KL处理更有利于土壤新形成结构年轻化、简单化、脂族性强的胡敏酸分子。根据PCA结果,有机物料的施用是土壤中脂族性碳、芳香族碳以及氨基化合物的主要来源之一,为探讨胡敏酸官能团的来源提供依据。通过红外光谱结合PCA,发现了土壤胡敏酸官能团组成对有机物料的不同响应,为研究有机物料的施用对土壤胡敏酸性质的影响机制提供理论依据。     

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。     

有机物料对原生盐碱土微团聚体特征及稳定性的影响

为了研究不同有机物料对原生盐碱土微团聚体粒径分布状况及不同粒径微团聚体间有机碳含量的影响,以施用有机物料的原生盐碱土为试验对象,设置空白处理(CK)、颗粒状秸秆处理(GW)、正常玉米秸秆处理(CS)、牧草处理(GS)和羊粪处理(SM),采用大田试验与室内分析相结合的方法,研究不同有机物料施用下土壤微团聚体的粒径分布状况及不同粒径微团聚体间有机碳含量,分析不同粒径微团聚体间有机碳对土壤微团聚体稳定性的贡献。结果表明,施用有机物料各处理较CK处理均增加土壤2~0.25mm的团聚体含量,增幅为9.02%~20.37%,其大小排序为GW>SM>GS>CS>CK。对于其他粒径微团聚体分布影响则有所差异。总体来说,有机物料处理增加了土壤大粒径团聚体含量,减少了土壤小粒径团聚体含量。不同有机物料的施用均能增加各粒径土壤微团聚体间有机碳含量。同时,有机物料的施用增加了土壤微团聚体的稳定性,采用回归模型分析、相关分析、冗余分析以及主成分因子分析,表明施用颗粒秸秆更有利于增加土壤微团聚体的稳定性。