长期微区试验模拟不同土地利用方式对黑土有机碳与腐殖质组成的影响

为了研究裸地（BS）、植被自然生长地（NG）、秸秆还田裸地（BS+CS）和秸秆还田玉米用地（CS）土壤有机碳和腐殖质组分的变化,以吉林农业大学试验田黑土区12年长期微区试验处理下的土壤为研究对象,研究不同土地利用方式对黑土有机碳及腐殖质组分的影响。结果表明：土壤有机碳含量为NG>CS>BS>BS+CS,植被自然生长地和秸秆还田玉米用地有利于提高土壤有机碳含量。NG土壤可提取腐殖质（HE）、胡敏酸（HA）、富里酸（FA）和胡敏素（HM）含量较高,CS土壤HA次之。不同土地利用方式土壤中各腐殖质组分占有机碳的比例为富里酸碳（FAC）<胡敏酸碳（HAC）<胡敏素碳（HMC）。CS土壤腐殖化程度在表层最大,BS在亚表层土壤腐殖化程度明显加快。NG有利于表层土壤HA在土壤有机碳比例的增加,NG不利于表层土壤FA相对含量的增加,CS处理较BS高。植被自然生长地（NG）亚表层土壤FA相对含量降低,秸秆还田玉米用地（CS）提高了土壤HM的相对含量。总的来说,植被自然生长地和秸秆还田用地有利于土壤有机碳和腐殖质组分碳含量的增加,土壤腐殖质化进程加快,但不利于增加土壤腐殖质在...     

等碳量玉米秸秆及其腐解、炭化材料还田对黑土腐殖质的影响

本文通过在高型塑料桶施加等碳量的玉米秸秆、腐熟秸秆和生物质炭的盆栽试验,以不施加有机物料作对照,研究不同还田材料对土壤腐殖质组成和胡敏酸结构性质的影响,为施用不同秸秆产品提供科学支持。试验共设4个处理,分别是不施加有机物料的对照(CK)、施加玉米秸秆(CS)、施加腐熟玉米秸秆(HCS)和施加玉米秸秆生物质炭(Bc),每个处理3次重复。结果表明:3种有机物料处理有利于增加土壤有机碳含量,改善腐殖质组成。Bc、HCS和CS处理SOC分别增加了18.20%、17.36%和1.45%,Bc和HCS处理差异显著;水溶性物质(WSS)含碳量分别增加36.36%、36.36%和18.18%,差异显著;胡敏素(HM)含碳量分别增加28.91%、24.69%和1.25%,Bc和HCS处理差异显著;胡敏酸(HA)含碳量分别增加21.64%、19.65%、8.46%,差异显著;富里酸(FA)含碳量显著减少;PQ值显著增加,从CK的62.86%分别增加到74.16%、69.86%和67.47%。不同材料对HA分子结构的影响不同,CS和HCS 2种秸秆处理的HA分子H/C和2920/1620比值增大(分别从1.056增加到1.075和1.107;从0.262增加到0.333和0.380),高温/中温放热比和失重比显著降低(分别从1.95降低到1.75和1.57;从1.56降低到1.50和1.41),说明施加玉米秸秆和腐熟秸秆使得HA分子缩合度和芳香性下降,脂族性增强,有利于HA分子向简单化方向发展;而Bc与秸秆处理相反,HA分子H/C和2920/1620比值减小(分别从1.056减少到1.025;从0.262减少到0.223),高温/中温放热比和失重比增加(分别从1.95增加到2.19;从1.56增加到1.65),说明施加生物质炭使得HA分子脂族与芳香碳比例下降,缩合度和芳香性增强,更有利于HA分子的稳定。秸秆和腐熟秸秆还田有利于增强HA的活性,而生物质炭还田更有利于土壤有机碳的固定。     

不同秸秆还田方式对土壤腐殖质组成的影响

针对东北黑土肥力下降和秸秆未能合理利用问题,研究了玉米秸秆不同还田方式对黑土土壤有机碳和腐殖质组成的影响.试验共设置未施用秸秆(ck)、秸秆浅施(CS2)、秸秆深还(CS3)、秸秆与土壤混合浅施(CS4)、秸秆与土壤混合深还(CS5)5种处理.使用腐殖质组成修改法提取水溶性物质(WSS)、富里酸(Fulvic acid,FA)、胡敏酸(Humic acid,HA)和胡敏素(Humin,HM).结果表明:秸秆还田后,各处理SOC、HAC、PQ值以及HA的△lgK值均提高.与ck相比,玉米秸秆与0～20cm 土壤均匀混合后浅施(CS4)显著提高了表层土壤速效养分(N、P、K)含量,其中碱解氮含量增加了 14.21 mg/kg,有效磷含量增加了 14.99 mg/kg,速效钾含量增加了 42.91 mg/kg;玉米秸秆与20～40 cm 土壤均匀混合后深还(CS5)显著提高了亚表层土壤速效养分(N、P、K)含量,其中碱解氮含量增加了 21.51 mg/kg,有效磷含量增加了 13.30 mg/kg,速效钾含量增加了39.09 mg/kg.与ck相比,各处理各层土壤腐殖质组成碳的含量均有不同程度上升,其中CS4处理HA、FA、HM有机碳含量与ck相比分别上升33.82％、9.38％、31.15％;CS5处理HA、FA、HM有机碳含量与ck相比分别上升35.48％、17.51％、19.80％.秸秆还田后各处理PQ值均有不同程度上升,与ck相比,表层土壤中CS4处理PQ值显著上升,从63.91％上升到68.42％.与ck相比,全量秸秆深还(CS)处理显著提高了胡敏酸和富里酸色调系数△lgK的值,表层和亚表层胡敏酸的△lgK分别提高了 7.19％和12.48％,富里酸的△lgK分别提高了 4.19％和10.18％.说明秸秆还田可以提高黑土土壤腐殖化程度,使土壤HA结构变得简单.     

麦秸还田及配施化肥对暗棕壤腐殖质的影响

为研究高纬寒地暗棕壤秸秆还田及配施化肥对腐殖质的影响,对暗棕壤长期定位试验中的无肥(CK)、低量化肥(NP)、中量化肥(2NP)、高量化肥(4NP)、麦秸还田(S)、麦秸还田+低量化肥(S+NP)、麦秸还田+中量化肥(S+2NP)、麦秸还田肥+高量化肥(S+4MP)的腐殖质进行定量提取,测定其中腐殖质含量及其光学性质。结果表明:与CK相比,施用化肥使土壤有机碳降低12.59%,FA降低12.29%,秸秆还田可使土壤有机碳增加5.32%,FA增加4.84%,HA增加27.22%,Hu增加11.00%。这说明长期施化肥降低了土壤有机碳和土壤腐殖质各组分有机碳含量,麦秸还田能增加土壤有机碳和土壤腐殖质各组分有机碳含量,麦秸还田降低了土壤HA与FA的ΔlgK,使土壤腐殖质中的HA和FA结构简单化。     

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。     

玉米秸秆在土壤中的分解速率及其对腐殖质组成的影响

为研究秸秆还田后玉米秸秆在土壤中的分解速率及其对土壤腐殖质组成的影响,采用室内培养试验,以黑土和暗棕壤为研究对象,每种类型土壤分别模拟设置:ck(未施用秸秆)、I2(2倍量秸秆与土混合)、I(全量秸秆与土混合)、I1/2(1/2量秸秆与土混合)、C(全量秸秆覆盖)和D(全量秸秆埋置)共6种处理。利用碱液吸收法测定秸秆分解过程中CO_2-C释放量,腐殖质组成修改法提取土壤腐殖质,富里酸(Fulvic acid,FA)、胡敏酸(Humic acid,HA)和胡敏素(Humin,HM)。研究结果表明:玉米秸秆分解过程中其分解速率迅速增加,在第4天各处理秸秆分解速率达到顶峰为194~1 103 mg/(kg·d),随后迅速下降;在第24天到第260天各处理秸秆分解速率缓慢下降趋于稳定,平均在40~160 mg/(kg·d)。不同秸秆用量下,秸秆分解速率表现为I2II1/2;等量秸秆不同处理方式下,秸秆分解速率表现为IDC;黑土中秸秆分解速率高于暗棕壤中相对应处理。培养260 d后,各处理秸秆分解率为43%~78%;黑土中全量秸秆与混合处理的秸秆分解率最高(78%);不同土壤类型下,黑土各处理的秸秆分解率高于暗棕壤相对应处理4%~13%。相对于ck,各处理下土壤有机碳及腐殖质含量显著增加,2倍量秸秆与土壤混合后累积效果更显著,黑土中秸秆还田的培肥效果优于暗棕壤。各处理下土壤PQ值略有增加,无显著差异。     

施用玉米秸秆生物质炭对黑土腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响

为探究不同施加量生物质炭对黑土中腐殖质组成和胡敏酸(Humic acid,HA)结构的影响,进行了盆栽试验研究,设置4个处理,分别为空白,生物质炭施加量为6、12、24 t·hm~(-2)。结果表明:施加生物质炭3年能明显提高土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)含量,SOC随施加生物质炭量增加而提高,不同处理SOC含量较空白分别上升3.61%、13.40%和30.64%;不同处理水溶性物质(Water-soluble substances,WSS)中有机碳含量较空白分别上升30.88%、86.29%和116.18%;不同处理胡敏素(Humin,Hu)中有机碳含量较空白分别上升5.44%、19.46%和51.16%;不同处理HA中有机碳含量较空白分别上升7.89%、13.60%和25%;不同处理富里酸(Fulvic acid,FA)中有机碳含量较空白降低13.11%、24.60%和45.90%。施加生物质炭3年,能使HA分子结构发生变化。相较于空白,不同处理H/C摩尔比值分别降低0.01%、0.03%和0.05%;相对于空白,不同处理O/C摩尔比值分别降低0.05%、0.11%和0.17%,不同处理在2920 cm~(-1)处相对强度分别提高0.38%、0.41%和0.49%,在1620 cm~(-1)处相对强度分别提高0.94%、0.24%和0.39%。施用生物质炭能提高HA缩合度,降低HA的氧化度,增加HA的脂族性和芳香性,使HA结构复杂化。     

不同玉米秸秆还田方式对土壤腐殖质结合形态影响

通过微区试验,研究玉米秸秆4种还田方式对土体联合态腐殖质的含量及组成影响。采用熊毅—傅积平改进法对土壤进行不同结合态的腐殖质提取,再分别测定有机碳含量、胡敏酸含量及富里酸含量。结果表明,秸秆不同方式还田对土壤总有机碳、松结态和联结态腐殖质影响显著。总有机碳、松结态、联结态的碳含量和HA、FA的含量以秸秆混合覆盖还田处理最高,玉米秸秆深还田处理总有机碳、FA的含量与松联结合态的HA含量最低,差异显著;稳结态、紧结态的腐殖质碳和HA含量为粉碎混合覆盖处理最高,差异不显著。不同玉米秸秆还田方式,各腐殖质形态含量各异。秸秆一年内还田以粉碎秸秆与土混合覆盖还田方式整体表现最好。     

添加不同秸秆对酸性水稻土pH值及有机碳组分的影响

为明确新鲜和腐熟水稻、油菜秸秆对酸性水稻土的改良和土壤有机碳组分含量的提升效果。将占干土质量2%的4种秸秆与酸性水稻土混合,然后进行室内培养试验,并在培养0、30、60、90 d进行取样,测定培养试验前后土壤pH值、有机碳(SOC)含量和腐殖质各组分含量。随着培养的进行,4种秸秆的添加均显著提高了酸性水稻土的pH值和SOC含量,添加腐熟水稻秸秆和腐熟油菜秸秆对酸性水稻土pH值、SOC含量提升效果显著。与0 d相比,在培养结束后,添加4种秸秆均使酸性水稻土中胡敏酸(HA)含量、富里酸(FA)含量、胡富比(HA/FA)和PQ值不同程度的增加,促进酸性水稻土中HA形成、FA向HA转换。腐熟水稻秸秆的添加对HA形成、HM矿化分解的促进效果最佳,使酸性水稻土中HA/FA和PQ值分别达到最高,腐殖化程度加深,有利于HA分子向简单化方向发展。新鲜水稻秸秆的添加在促进酸性水稻土中FA向HA转化、HM矿化分解的效果最小。腐熟油菜秸秆对改良酸性水稻土,增加土壤有机碳组分含量,提升土壤腐殖质品质方面具有更好的效果。     

不同利用方式对黑钙土腐殖质组分剖面分布特征的影响

为研究土地利用方式对土壤腐殖质组分的影响,以东北黑钙土区天然草地、人工林地和耕地为研究对象,采集0～100 cm土体中不同土层样品(腐殖质层、过渡层、石灰淀积层、过渡层和母质层),分析了不同利用方式土壤胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和胡敏素(HM)质量分数和性质特征,从而为应对不同利用方式土壤固碳和提高黑钙土的可持续利用提供科学依据。结果表明：3种利用方式黑钙土腐殖质组分质量分数和性质明显不同。由腐殖质层至母质层,草地、林地和耕地土壤腐殖质各组分质量分数均随土层加深降低,HA、FA占土壤总有机碳比例随土层加深增加,而HM占土壤总有机碳比例随土层加深减少。草地转换为林地和开垦为耕地后,均造成HA、FA和HM质量分数减少,HA分别减少了14%、9%,FA分别减少了16%、17%,HM分别减少了4%、15%。不同利用方式土壤剖面中HA质量分数的差异在各土层都有发生,FA质量分数的差异主要发生在腐殖质层和淀积层以下的土层,说明土地利用方式对HA、FA的影响机制不同,易分解的FA在表层容易受到土地利用方式的影响。从腐殖质层至母质层,草地、林地和耕地土壤w(HA)∶w(FA)比值整体呈增加趋势,土...     

玉米浆及配合其他有机物料对苏打碱土改良效果及腐殖质特性变化

为研究玉米浆(CSL)及其与不同有机物料混合对苏打盐碱土的改良效果及腐殖质特性变化,本文以松原市苏打盐碱土为研究对象,设置对照组(CK)、1/2倍用量玉米浆(1/2CSL)、1倍量玉米浆(CSL)、2倍量玉米浆(2CSL)、1/2倍用量玉米浆与秸秆混合(1/2CSL+C)、1/2倍用量玉米浆与生物质炭混合(1/2CSL+B)和1/2倍用量玉米浆与泥炭混合(1/2CSL+P)7个处理,研究了其对苏打盐碱土的改良效果及腐殖质组成和胡敏酸(HA)结构特征的变化。每个处理3次重复。结果表明:与CK相比,除2CSL,各玉米产量均增加,增长比率为66.67%～193.65%,各处理pH、全盐量的降低比率分别为9.80%～11.09%、12.2%～44.3%,碱化度降低12.67～26.53个百分点。1/2CSL处理的有机碳含量增加了46.19%,HA和胡敏素(HM)分别增加了48.59%和47.32%,I2920/I1720增加了156.3%,H/C增加了25.96%,(O+S)/C降低了30.68%,放热量高温值/中温值降低了48.6%,质量损失量高温值/中温值降低了14.2%。说明有机物料的施入使土壤HA结构的脂族性增强,氧化度、缩合度和热稳定性降低,结构趋于年轻化,其中1/2CSL处理效果最好。     

培养条件下CO2对施入玉米秸秆后土壤有机质的影响

通过室内模拟试验研究了玉米秸秆分解期间土壤有机质及其各组分对CO2浓度升高的响应。研究结果表明:随着培养时间的延长,土壤有机碳、水溶性有机碳、胡敏素逐渐减少,可提取腐殖物质先增加后下降,可提取腐殖物质中胡敏酸(HA)的相对比例(PQ)则在玉米秸秆分解初期表现为先减少后增加、最后趋于稳定,表明富里酸(FA)和HA经历了一段相互转化的过程后达到了动态平衡。土壤微生物量碳随着CO2浓度升高而减少,高浓度CO2处理抑制土壤微生物的活动,降低了土壤有机碳的分解速度,有利于水溶性有机碳的积累;CO2浓度升高使PQ下降,不利于HA的形成。通过相关分析,表明不同处理的土壤有机碳与土壤微生物量碳、可提取腐殖物质与土壤微生物量碳、土壤有机碳与FA间均呈显著正相关,在正常大气培养条件下,土壤微生物量碳与水溶性有机碳呈显著正相关(r=0.649,P<0.05)。     

添加玉米秸秆对黑土团聚体胡敏酸数量和质量的影响

运用元素分析和红外光谱分析法研究了培养条件下添加玉米秸秆对黑土及其大团聚体(2 000μm和2 000~250μm)、微团聚体(250~53μm)和粉粒+黏粒组分(53μm)中胡敏酸(HA)数量和结构特征的影响。结果表明:添加玉米秸秆增加黑土及其各级团聚体HA数量,且2 000~250μm大团聚体中HA含量最多;大团聚体HA的氧化度和芳香-C提高;250~53μm微团聚体与53μm粉粒+黏粒HA的氧化度和芳香-C降低;黑土及其各级团聚体HA分子缩合度下降,脂族链烃-C增加,脂族链烃-C/羧基-C和脂族链烃-C/芳香-C值均较对照增加,脂族性得到提高。不同粒级团聚体之间相比,大团聚体中HA分子结构是以高的缩合度、氧化度、脂族链烃-C、芳香-C含量为特征;53μm粉粒+黏粒中HA分子结构是以最低的脂族链烃-C、芳香-C、羧基-C和最高的多聚糖-C为特征。添加玉米秸秆增加了土壤HA数量,降低了HA分子结构的缩合度和氧化度,脂族性提高,使土壤HA分子结构"年轻化",活性增强,对于土壤固碳、提高土壤质量具有重要作用。     

南宁市郊不同类型土壤腐殖质垂直分布特征研究

[目的]分析南宁市郊不同类型土壤腐殖质垂直分布特征,以揭示土壤有机碳、腐殖质碳的分布特征及其与土壤含水量、pH的相关性.[方法]采用野外采样和室内分析相结合的方法,对南宁市郊菜园土、水稻土两类土壤剖面0~80 cm有机碳含量及腐殖质组分进行相关分析.[结果]土壤腐殖质碳含量随土层深度增加呈递减趋势,菜园土有机碳含量由表层16.16g/kg递减为5.32 g/kg,水稻土由表层最大值12.37 g/kg递减到4.19 g/kg;但菜园土有机碳含量总体上大于水稻土.两类土壤的胡敏酸、富里酸总碳量随土层深度增加呈下降趋势,菜园土中胡敏酸与富里酸比值总体上大于水稻土;两种类型土壤腐殖质全碳量均与富里酸呈极显著的正相关,与胡敏酸、胡敏素均呈正相关,与pH、含水量、HA/FA的值则呈负相关.[结论]南宁市郊两种不同类型土壤中有机碳含量均随土层深度递减,腐殖质全碳量与胡敏酸、富里酸、胡敏素呈正相关,与pH、土壤含水量、HA/FA呈负相关;菜园土腐殖化程度较高.     

微生物对暗棕壤添加玉米秸秆腐殖化进程的影响

针对微生物如何在土壤外源添加有机质的腐殖化进程中发挥作用这一科学问题,采用定量分析、元素组成、差热分析和红外光谱法,研究微生物对暗棕壤添加玉米秸秆腐殖化进程的影响并揭示不同微生物处理间的差异。结果表明,微生物处理能够显著促进有机物料的腐殖化,细菌由于对有机物料和腐植酸的利用度不高而产生的影响最小,真菌和放线菌的影响显著。腐植酸结构分析及PQ值(表征腐殖化程度)结果进一步揭示,微生物处理有利于HA(胡敏酸)的合成,并且FA(富里酸)有向HA转化的可能;细菌、真菌分别对腐植酸的N、H元素含量影响大,放线菌对腐植酸结构的影响主要表现在C=O键上;在培养后期,放线菌由于对纤维素类物质的充分利用而对腐植酸结构的影响超过了其他类群微生物。定量与定性分析结果能够相互印证,肯定了不同微生物对腐殖化进程的影响表现在不同培养阶段对不同物质和官能团的利用上。     

黑土中不同有机质组分对三氯乙烯吸附特征研究

文章采用分步提取法制备东北黑土有机质组分,研究不同有机质组分结构与性质,分析差异;运用批量平衡试验方法研究三氯乙烯(TCE)在三种有机质组分中吸附规律。结果表明,土壤中各有机质组分含量有较大差异,为HMFAHA,有机质组分中H/C,O/C和(N+O)/C比,为FAHAHM,说明FA组分脂肪性最高,极性最强;有机质组分对TCE吸附平衡时间为24 h,胡敏素(HM)对TCE吸附能力高于富里酸(FA)和胡敏酸(HA);试验浓度范围内,三种有机质组分对TCE吸附均符合Freundlich等温吸附曲线,吸附能力为HMHAFA。     

土娄土和黄绵土长期施肥的腐殖质组分及其与肥力的关系

借助４个长期肥料定位试验，对Ｌｏｕ土和黄绵土在施用化肥和有机肥条件下腐殖质组分系统研究结果表明，Ｌｏｕ土和黄绵土腐殖质均以胡敏素含量为主，胡敏酸次之，富里酸最少，长期施用有机肥式配施化肥，可促进土壤胡敏酸，富里酸和胡敏素积累，提高ＨＡ／ＦＡ比值，长期施用化肥可增加土壤胡敏素和胡敏酸的含量，ＨＡ／ＦＡ比值亦得到提高，通径分析和逐步回归分析表明，碱解氮和ｐＨ值与胡敏酸和富里酸关系最为密切，而全氮和速效