土壤中水溶性有机质的结构特征及环境意义

采用元素分析，^1H—NMR和FTIR研究了3种水稻土中水溶性有机质(DOM)的组成及结构特征，并与富里酸(FA)、胡敏酸(HA)进行了比较。结果表明，DOM主要由碳水化合物组成，芳香族物质少，烷基链烃含量少且支链短，分子结构简单；HA含有大量的芳香族不饱和物质，烷基链烃含量多且支链长；FA含有大量的羧基官能团。3种土壤HA的结构组成相似，而DOM则变化较大，即桑园土壤DOM碳水化合物含量相对较多；水杉土壤DOM烷烃物质和芳香族不饱和物质较多，而碳水化合物相对少；水田土壤DOM介于两者之间。     

不同氧气浓度对玉米秸秆分解期间腐殖物质形成的影响

通过室内氧气培养试验,研究了玉米秸秆在分解期间（1～180d）“新形成”有机碳、胡敏酸（HA）、富里酸（FA）数量的动态变化规律及不同氧气浓度对其形成与转化的影响。结果表明：玉米秸秆分解期间,“新形成”净有机碳数量逐渐降低,而碱提取腐殖物质（HE）、HA和FA的绝对数量和相对数量都表现为先增加而后下降的趋势,HE中HA的比例即PQ先增加后下降,最终趋于平稳,说明最初FA的形成速度大于HA,随培养时间的推移,FA和HA经历了一段相互转化的过程（1～60d）,最终达到动态平衡。高氧气处理促进了好气性微生物的活性,有利于有机碳的分解,并且有利于FA向HA转化。     

不同施肥条件对土壤有机质及胡敏酸特性的影响

 :以 2 1年长期定位试验土样为材料 ,对不同施肥处理土壤有机质的含量、氧化稳定性 ,胡敏酸的能态、结构及级分组成等进行了研究。结果表明 ,与试验前土壤有机质相比 ,长期不施肥土壤有机质下降 1 .0 4 g/kg;秸秆加休闲处理 ,有机质含量减少 0 .48g/kg;长期单施化肥基本可以维持土壤有机质水平 ;长期施用有机肥 ,可显著提高土壤有机质水平 ,比试验前土壤增加1 .1 7～ 2 .85g/kg。与无肥处理相比 ,施用有机肥使有机质的氧化稳定性降低 ,而化肥、休闲处理则使有机质的氧化稳定性升高。胡敏酸能态高低顺序是厩肥 >秸秆 >无肥 >化肥 >休闲。与定位 1 0年时相比 ,各处理土壤胡敏酸能态有所降低。长期施用有机肥土壤胡敏酸分子趋于简单 ,活化度提高 ,胡敏酸中结构相对简单的级分增多 ,而长期单施化肥则呈现相反趋势     

温度对玉米秸秆腐解期间腐殖质消长动态的影响

【目的】研究不同培养温度下玉米秸秆分解期间土壤有机碳(SOC)、水溶性物质(WSS)、可提取腐殖物质(HE)、胡敏酸(HA)和富里酸(FA)含量的动态变化。【方法】采用室内培养试验,以不添加玉米秸秆为对照,将添加玉米秸秆的土壤于10,25,40,55℃培养360d,研究温度对玉米秸秆腐解期间(0~360d)土壤有机碳(SOC)、水溶性物质(WSS)、可提取腐殖物质(HE)、胡敏酸(HA)和富里酸(FA)含量及可提取腐殖物质中HA相对比例(PQ)的影响。【结果】在同一培养温度和时间下,随着培养时间延长,玉米秸秆处理土壤SOC和WSS的含量总体降低,HE和FA含量总体则表现为先增加后下降的趋势;添加玉米秸秆土壤PQ值先呈逐渐下降的趋势,到105d时降至最低,之后随着时间延长,PQ总体增加。从不同温度条件看,40℃下培养105~210d时,PQ值均较低。【结论】培养温度越高越利于土壤中SOC、HE和HA的分解与转化,40℃培养条件下玉米秸秆腐解生成的FA最多。     

腐殖酸对污染土壤中镉解吸的影响

采用二次回归饱和D—最优设计,以腐殖酸的两组分—富里酸、胡敏酸为材料,研究其对水稻土镉溶出能力的影响。结果表明供试的两种有机物对水稻土镉的解析影响强弱为富里酸>胡敏酸。富里酸能显著促进污染土中镉的解吸,提高土壤镉的有效性;胡敏酸却显著降低污染土中镉的溶出。富里酸、胡敏酸与土壤镉的提取率之间存在良好的相关性。     

秸秆还田模式对土壤有机碳及腐植酸含量的影响

通过9年水稻-小麦轮作田间定位试验,探讨南方稻麦两熟制农田秸秆还田模式对土壤有机碳(SOC)和腐植酸(HE)的影响。试验设置仅麦秆稻季还田(W)、仅稻秆麦季还田(R)、秸秆稻麦季均还田(RW)和秸秆均不还田(CK)共4个处理。结果表明,秸秆还田显著(P0.05)提高了0~10 cm土层SOC,对土壤总氮(TN)无明显影响;不同秸秆还田模式处理下,0~10 cm土层SOC及TN大小为WRWRCK;10~20 cm SOC及TN大小均为WCKRWR,但各处理之间的差异均不显著。秸秆还田处理中,0~10 cm土层土壤HE、富里酸(FA)和胡敏酸(HA)均低于CK,而在10~20 cm土层则高于CK。不同秸秆还田方式间,0~10 cm土层的HE、FA和HA以W处理为最高,其土壤腐殖化程度最大;而10~20 cm土层则以RW处理为最高,W处理的土壤腐殖化程度最小。相比其他秸秆还田模式,麦秸稻季还田能更好地提高土壤表层有机碳含量和腐殖质品质。     

赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)对秸秆施入后土壤有机碳和微生物的影响

蚯蚓能够通过自身生命活动和对土著土壤生物的调控作用而直接或间接影响土壤活性有机碳的变化。为探索蚯蚓影响土壤有机碳变化的机理,在混入水稻秸秆的灭菌/未灭菌土壤中接种蚯蚓(Eisenia fetida),以不接种蚯蚓的处理为对照,比较30 d微宇宙培养后不同处理土壤有机碳含量及土壤微生物群落结构的变化。结果显示,接种蚯蚓增加了土壤微生物量碳(MBC)和CO2累积排放量,但仅在灭菌土壤中存在显著性差异。接种蚯蚓对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)和可溶性有机碳(DOC)的影响则因土壤是否灭菌而异。末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)分析显示,在灭菌土壤中接种蚯蚓获得了更多的末端片段(TRFs),而在未灭菌土壤中蚯蚓的存在并未明显改变TRFs的数量,且接种蚯蚓与无蚯蚓的处理共享了近50%的TRFs。冗余分析(RDA)显示土壤细菌群落结构因蚯蚓是否存在而不同,但仅在灭菌土壤中接种蚯蚓的处理同时与LOC、DOC、MBC和CO2累积排放量呈较好的正相关关系。因此认为,在该实验的灭菌土壤中,来源于蚯蚓肠道的微生物可能通过快速繁殖并成为优势种进而影响土壤有机碳的变化,但这一作用在未灭菌土壤中则有可能因为土壤土著微生物的竞争作用而被削弱。     

玉米秸秆分解期间土壤腐殖质数量动态变化的研究

通过室内培养试验研究了玉米秸秆在暗棕壤和水稻土中分解期间全土及不同结合态胡敏酸、富里酸数量的动态变化。结果表明:无论全土还是不同结合形态腐殖质,胡敏酸的数量都以15 d或30 d为转折点先增加后减少,而富里酸的数量减少。培养初期,富里酸的形成速度大于胡敏酸;随培养时间延长,富里酸转化为胡敏酸或相互转化;玉米秸秆分解最终增加了可提取腐殖质中胡敏酸的比例。     

旱作条件下免耕对土壤微生物量碳、氮、磷的影响

在干旱半干旱的定西市安定区李家堡镇设计田间定位试验,运用氯仿熏蒸浸提法测定土壤微生物量碳、氮和磷,研究免耕对土壤微生物量的影响.结果表明:免耕能提高表层土壤微生物生物量,免耕配合秸秆覆盖相比传统耕作在表层土壤中土壤微生物量碳增加了78.4%,土壤微生物量氮增加了89.6%,土壤微生物量磷增加了29.6%,免耕的生物活性主要表现在耕层.     

不同有机物配施化肥对植烟土壤腐殖质碳的影响

探讨了不同有机物配施化肥对植烟土壤腐殖质碳的影响,旨在为衡量和评价不同有机物对植烟土壤质量和肥力的影响提供科学依据。结果表明,与单施化肥(T_1)处理相比,总体上腐熟麦秸秆(T_2)、生物炭(T_3)、芝麻饼肥(T_4)、牛粪(T_5)配施化肥处理土壤腐殖质总碳、富里酸碳、胡敏素碳的含量均有不同程度升高,增幅分别为13.71%、9.31%、12.57%、28.10%,24.35%、6.30%、13.73%、14.80%,10.93%、16.11%、3.96%、26.27%,另外,T_2、T_4、T_5处理土壤胡敏酸碳含量增加,增幅分别为10.56%、66.14%、103.93%;T_4、T_5处理土壤胡/富分别提高32.20%、63.93%,PQ(胡敏酸在腐殖酸中所占的比例)分别提高22.96%、48.95%。综上,有机物配施化肥能改善土壤腐殖质碳组分,牛粪配施化肥处理效果最好,生物炭表现最差。     

无害化污泥施用对土壤有机质、微生物量碳和氮含量的影响

合理施用无害化处理后的城市污泥是废弃物资源化利用的重要途径之一。本文采用小麦、玉米轮作的田间连续定位试验,研究了不同施用量的无害化污泥对华北沙化潮土土壤中有机质、微生物量碳和氮含量的影响。结果表明:施用无害化污泥0 t·hm-2(CK)、15 t·hm-2(A1)、30 t·hm-2(A2)和45 t·hm-2(A3)4种处理下,与CK相比,A3处理在小麦季和玉米季土壤有机质含量均得到显著提高(p0.05),其中小麦季土壤中有机质含量为17.45 g·kg-1,增加了30.91%;玉米季土壤有机质含量为26.52 g·kg-1,增加了80.53%。A2和A3处理对土壤微生物量碳和氮的提升也分别达到显著水平(p0.05),小麦季A2和A3处理土壤微生物量碳含量分别达到225.91 mg·kg-1和321.18 mg·kg-1,比CK处理分别增加144.20%和247.18%;玉米季A2和A3处理土壤微生物量碳含量分别达到154.41 mg·kg-1和190.75 mg·kg-1,分别增加29.19%和59.60%;小麦季A2和A3处理土壤微生物量氮含量分别达13.53 mg·kg-1和23.92 mg·kg-1,比CK处理分别增加95.52%和245.66%;玉米季A2和A3处理土壤微生物量氮含量分别达29.50 mg·kg-1和30.71 mg·kg-1,比CK处理分别增加40.08%和45.82%。在小麦和玉米轮作周期,随无害化污泥施用量的增加,土壤有机质含量、土壤微生物量碳和氮的含量均得到有效提高;土壤有机质、微生物量碳和氮的含量分别与无害化污泥的不同施用量呈正相关关系。     

添加玉米秸秆条件下土壤有机碳含量对温度变化的响应

通过室内培养试验,研究了不同温度(10、30、50℃)下添加玉米秸秆对土壤总有机碳、团聚体有机碳、水溶性有机碳及腐殖质碳含量的影响。结果表明,与未添加玉米秸秆(CK)相比,添加玉米秸秆后土壤中以上各种有机碳含量均明显增加,同时促进了土壤微团聚体向大团聚体的转化。随培养温度的升高,添加玉米秸秆后的土壤总有机碳含量、土壤中0.25~0.053和0.053 mm粒级团聚体有机碳含量以及土壤腐殖质组分(胡敏酸和富里酸)的有机碳含量下降,而2~0.25 mm粒级团聚体有机碳含量增加,说明添加玉米秸秆后温度升高不利于土壤总有机碳、较小粒级团聚体有机碳、水溶性有机碳及腐殖质碳的积累,同时也不利于土壤大团聚体的形成。     

棉秆炭对灰漠土活性有机碳氮的影响

【目的】研究棉秆炭炭化条件对灰漠土土壤基本理化性质和活性有机碳氮的影响,为西北干旱区棉花秸秆生物炭在灰漠土土壤上改良和应用提供理论依据。【方法】采用室内恒温培养法,研究棉秆炭定量施入对灰漠土土壤基本理化性质和活性有机碳氮的影响。【结果】添加棉秆炭提高了土壤pH值、电导率和有机碳含量,相比CK处理分别提高了1.48%~2.65%、25.62%~39.61%和54.99%~213.09%;T₄H₀、T₄H₄、T₆H₀、T₆H₂和T₆H₄ 处理土壤微生物量氮较CK处理含量增加了67.73%、9.38%、95.49%、5.21%和6.90%,添加棉秆炭降低了土壤微生物量碳和CEC(T₄H₀除外)27.89%~49.50%和0.08%~5.12%,T₄H₁、T₆H₁、T₆H₄处理提高土壤可溶性有机碳总含量,其他处理降低了土壤可溶性有机碳总含量;随着炭化温度和炭化时间的增长,土壤pH值增加。炭化时间一致,炭化温度升高,降低土壤CEC、有机碳含量,提高土壤微生物量氮、可溶性有机碳含量,炭化处理间炭化时间过短或长(0.5、4 h)提高土壤微生物量碳。炭化温度高时(600℃),炭化时间影响土壤pH值和有机碳含量。【结论】低温短时间(450℃,1 h)制备的棉秆炭对灰漠土理化性质和活性有机碳氮变化影响较好,是较适宜的炭化处理。     

外源土霉素和磺胺二甲嘧啶对土壤活性有机碳含量的影响

为了解外源抗生素对土壤内环境的影响,基于盆栽试验研究了不同浓度土霉素(OTC)和磺胺二甲嘧啶(SMZ)对土壤微生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(WSOC)、易氧化碳(ROC)以及溶解性有机碳(DOC)含量的影响。结果表明,4种活性有机碳指标对抗生素敏感性大小顺序为WSCO>MBC>DOC>ROC。WSOC和DOC含量随OTC和SMZ浓度升高整体呈递增趋势,WSOC最大增幅分别达137.1%和251.8%,DOC最大增幅分别达31.9%和10.7%;MBC和ROC含量随OTC和SMZ处理浓度递增而降低,MBC最大降幅分别达47.8%和52.4%,ROC最大降幅分别达4.9%和7.4%。同一浓度SMZ胁迫对活性有机碳整体的影响效果强于OTC。OTC和SMZ浓度分别低于50 mg·kg-1和10 mg·kg-1时,土壤受到污染程度较低,能够自我修复;OTC和SMZ浓度分别达100~200 mg·kg-1和50~100 mg·kg-1时,培养期结束土壤仍处于轻度污染,存在较大环境风险。     

夏大豆土壤微生物有机碳及颗粒有机碳对不同耕作措施的响应

【目的】研究周年土壤不同层次碳对耕作措施的响应,为复播条件下进行有利大豆土壤固碳的合理耕作措施提供参考依据。【方法】在2017年大田滴灌条件下,设置翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、深松(ST)、免耕(NT)4种土壤耕作处理,研究不同耕作处理对不同土壤层次土壤总有机碳(SOC)、微生物有机碳(MBC)、土壤颗粒有机碳(POC)含量的影响。【结果】相对于T与TP处理,NT与ST处理均有利于增加0~10 cm表层土壤的SOC、MBC和POC的质量分数,但两者间无显著性差异。在10~30 cm耕作层,TP处理较比于其余三种处理,能保持土壤中SOC、MBC和POC的质量分数。但在土层深度30 cm以下,ST处理的MBC、POC质量分数逐渐与其余三种处理的差异性逐渐增大并呈显著性差异。在0~60 cm土层深度,微生物有机碳与颗粒有机碳占总有机碳的比例范围分别为1.29%~2.35%与17.81%~31.99%,并均在深度至60 cm的土层达到最高点,其占在总有机碳的比率为ST>TP>T>NT。【结论】深松和免耕均能够有效增加表层土壤的SOC、MBC和POC的质量分数,其中深松对土层深度30 cm以下的MBC、POC质量分数与比率具有显著提升,而在土层20~30 cm翻耕覆膜能够更好保持土壤中SOC、MBC和POC的质量分数。     

有机肥料施用后潮土中活性有机质组分的动态变化

研究了潮土中加入稻草秸秆或猪粪后，土壤微生物生物量碳、水溶性有机碳和溶解性酚等活性有机质组分的动态变化。有机肥施用后，微生物生物量碳、水溶性有机碳都迅速上升并达到最大值，随着时间的推移都有所下降；而溶解性酚从实验开始时就逐渐下降，最后基本保持稳定。相关性分析表明，微生物生物量碳、水溶性有机碳和溶解性酚相互之间都呈显著性正相关。     

不同二氧化碳浓度对玉米秸秆分解期间土壤微生物生物量碳的影响

通过室内模拟试验,研究了不同二氧化碳浓度对玉米秸秆分解期间土壤微生物生物量碳(SMBC)的响应。研究结果表明:土壤添加玉米秸秆后,激发了土壤微生物的生长,在培养第1 d各处理SMBC达到了整个培养期的最高峰后迅速下降,90 d以后SMBC的下降趋势趋于平缓。在不同浓度的二氧化碳培养条件下,0～15 d短期培养期间,各处理SMBC间差异不显著。30～270 d长期培养期间,SMBC随着二氧化碳浓度的升高而减少,各处理之间差异显著。通过相关性分析,各处理的SMBC分别与土壤有机碳、腐殖物质、富里酸、胡敏素间均呈显著正相关。二氧化碳浓度为0.03%的SMBC与土壤可溶性有机碳呈显著正相关(r=0.649,P<0.05),表明正常大气条件更有利于土壤微生物的活动。