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。     

秸秆还田深度对黑土腐殖质和酶活性的影响

在田间条件下对耕地黑土3个土层(0~15、15~30、0~30 cm)进行玉米秸秆还田试验,研究不同秸秆还田深度土壤腐殖质各组分含量、土壤酶活性的变化及其相关性。结果表明:还田深度0~15、15~30、0~30cm土壤总有机碳含量与初始相应层次土壤分别增加9.5%、9.9%、10.7%,与0~15 cm相比,秸秆还田深度为15~30 cm时,有利于土壤有机碳的积累。与初始相应层次土壤比,未秸秆还田的土壤总有机碳含量降低了5.8%。土壤各组分有机碳含量与土壤蔗糖酶活性之间显著(或极显著)相关,土壤胡敏素碳含量与土壤过氧化氢酶活性之间显著相关,土壤富里酸碳含量与土壤脲酶活性之间显著相关。     

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。     

长期施用有机肥和磷肥对潮褐土土壤有机质及腐殖质组成的影响

采用长期肥料定位试验,研究了施用有机肥和磷肥对土壤有机质、腐殖质含量与组成的影响。结果表明:与本试验布置时的基础土样相比,连续10年隔年施用有机肥、有机肥和磷肥配施使土壤有机质增加了8.4%~17.3%,单施磷肥土壤有机质下降了7.8%~10.7%,其差异均达显著水平;与P0M0相比,单施磷肥、有机肥、有机肥和磷肥配施处理的土壤中有机质分别增加了2.9%~6.2%、24.8%~29.8%、25.2%~35.1%;土壤腐植酸总量及胡敏酸含量与土壤有机质含量呈显著正相关关系;施用磷肥利于土壤富里酸的积累,并影响土壤胡富比。     

不同CO2浓度对玉米秸秆分解期间土壤腐殖质形成的影响

以往人们较多的研究了土壤有机碳与温室气体的源、汇关系问题,却很少研究温室气体对土壤有机碳本身分解转化和各组分性质的影响。为了探讨CO2浓度升高对腐殖物质形成转化的作用,本文通过室内人为高浓度CO2的培养试验,用腐殖质组成修改法研究了玉米秸秆分解期间（1~180d）土壤总有机碳（TOC）、水溶性物质（WSS）、碱提取腐殖物质（HE）、胡敏酸（HA）和胡敏素（HM）数量的动态变化规律及不同CO2浓度对有机碳各组分形成与转化的影响。结果表明：玉米秸秆分解期间,“新形成”的净TOC逐渐降低,净HE表现为先增加而后下降的趋势,HM的绝对数量逐渐下降。可提取腐殖物质中HA的比例（PQ）先增加后下降,最终趋于平稳,说明最初富里酸（FA）的形成速度大于HA,随培养时间的延长,FA和HA经历了一段相互转化的过程,最终达到动态平衡。30%CO2浓度（V/V）处理的TOC、WSS、HE和HM数量明显高于3%CO2浓度处理和正常CO2浓度（0.0375%）处理,其中WSS和HM反应更为敏感。但3%CO2浓度处理与正常CO2浓度处理的差异不明显。可提取腐殖物质的PQ的顺序是30%CO2浓度处理〉3%CO2浓度处理〉正常CO2浓度处理,说明CO2浓度增加更有利于FA而不利于HA的形成和稳定。     

苏联主要土类中腐殖质成分、含量和胡敏酸性质的某些规律性

作者将下列十种土壤分别进行了腐殖质的含量和成分以及胡敏酸的光学特性和絮固极限的测定,说明腐殖质的量和性质随环境而变化。(1)表面潜育化的强度灰化土,植被是苔类覆盖     

施用猪粪对棕壤胡敏酸和富里酸热力学参数的影响

应用Vodyanitsky提出的方法，根据元素组成数据，计算了施用猪粪对棕壤胡敏酸(HA)、富里酸(FA)热力学参数的影响。结果表明，HA、FA的形成都是自发进行的放热反应；与HA相比，FA的能态较低，分子结构有序度和热稳定性较高；FA在土壤中比HA更容易形成。施用猪粪后，HA、FA的能态降低，分子结构有序度和热稳定性也降低，形成的自发性减弱且放热量减少，这些与它们元素组成的变化有关。     

土壤腐殖质分组研究

采用Pallo法对两种耕地土壤腐殖质进行分组,初步研究了各组分的数量和结构特征。结果表明:焦磷酸钠提取的胡敏酸(HAp)是胡敏酸(HA)的主要组分;游离富里酸(FAf)是富里酸(FA)的主要组分;胡敏素(HM)的主要组分为非溶解性胡敏素(ISHM),而溶解性胡敏素(SHM)含量较低。通常随土层深度增加,HA、HM各组分的绝对数量和相对数量都下降;FA各组分的绝对数量也下降,而相对数量增加;HA/FA比值下降。一般来看,焦磷酸钠提取的富里酸(FAp)、氢氧化钠提取的富里酸(FAs)比相应的HAp、氢氧化钠提取的胡敏酸(HAs)的分子结构简单,铁结合胡敏素(HMi)比粘粒结合胡敏素(HMc)的分子结构简单;随土层深度增加,HAp、HAs的分子结构变简单,而HMi、HMc的分子结构变复杂。     

高黎贡山土壤腐殖质特性与团聚体数量特征研究

采用野外调查与室内分析结合的方法,研究高黎贡山土壤腐殖质特性与团聚体数量特征,对进一步了解高黎贡山生态系统中土壤特征,降低土壤侵蚀,减少水土流失提供科学依据。结果表明:土壤腐殖质的组成具有明显地带性特征,有机质、腐殖酸含量、胡/富(HA/FA)随海拔高度的降低呈先上升后下降的趋势,A1层胡敏酸(HA)、富里酸(FA)含量分布规律为暗棕壤棕壤棕色针叶林土亚高山草甸土黄棕壤黄壤黄红壤。A2层腐殖酸、FA变化趋势为暗棕壤棕壤棕色针叶林土黄棕壤黄壤亚高山草甸土黄红壤。A1层HA、FA分子复杂程度、化学稳定性比A2层强。1～0.5mm和0.25mm粒径的团聚体含量占绝大多数,约占60%～70%。随着海拔高度的降低,粗粒减少,细粒增多。土壤团聚体服从对数正态分布,其几何平均直径与几何标准差、土壤可蚀性K值之间存在负相关关系,土壤可蚀性K值与几何标准差存在正相关关系,同时土壤也具有一定的分形特性。其中亚高山草甸土几何平均直径(Dg)、平均重量直径(MWD)值最大,几何标准差(δg)、可蚀性K值、分形维数(CFD)值最小,土壤结构稳定性和抗蚀能力相对较强。胡敏酸含量是影响土壤可蚀性的重要因素。     

玉米秸秆分解期间胡敏酸、富里酸动态变化的研究

通过室内培养试验,研究了玉米秸秆在暗棕壤中分解期间(1-15d)胡敏酸(HA)、富里酸(FA)数量与特性的动态变化规律。结果表明:玉米秸秆分解期间,HA的绝对数量先增加后下降,FA的绝对数量下降,可提取腐殖质中HA的比例(PQ)增加,说明最初FA的形成速度大于HA,随培养时间延长FA转化为HA。HA、FA的色调系数(△logK)和活化度下降,而相对色度(RF)增加,表明HA、FA的分子结构逐渐变得复杂化。     

不同种植年限苜蓿土壤熟化过程中腐殖质性质的研究

综合研究了陇东黄土高原黄绵土不同苜蓿种植年限土壤的有机质含量、腐殖质组成、形态及胡敏酸的光学特征等.结果表明,随苜蓿种植年限延长,黄绵土土壤有机质含量逐步提高且品质得到改善,开垦地和撂荒地则相反.10～20 a苜蓿地土壤表层至下层松/紧比有升高的规律,说明种植苜蓿主要对20-40 cm土层肥力影响较大.胡敏酸的色调系数(ΔlogK)和相对色度(RF)分析结果进一步表明,苜蓿种植年限在5～15 a间,土壤胡敏酸向着品质提高的方向演化,种植苜蓿时间过长则腐殖质品质下降,胡敏酸结构趋于老化,耕地撂荒胡敏酸品质降低.     

不同有机物料对黑土腐殖质结合形态影响差异性的研究

通过盆栽试验,研究了施用不同有机物料后黑土腐殖质结合形态含量及特征变化。结果表明,草本处理松结态腐殖质总量始终高于CK,并且在施用有机物料1a后差异显著,而动物粪便在施用5a后显著高于CK。各处理松结态腐殖质胡敏酸/富里酸（H/F）只在施用1a后表现出明显差异,光密度也只在施用1a后有明显差异,而各处理联结态腐殖质含量表现为施用1a后显著低于CK,随时间延长显著高于CK,施用5a后则无明显差异;光密度在施用5a后才表现出明显差异,草本残体、动物残体显著高于其他处理,木本残体、动物粪便、CK之间则无明显差异。各处理对于稳结态腐殖质含量的影响无明显差异,但对其组成影响并不相同。与CK相比,施用有机物料1a后,紧结态腐殖质含量显著提高,但有机物料之间差异不显著。各处理松/紧表现为,施用1a后,草本残体显著高于其他处理,而木本处理、动物粪便处理显著低于CK,随时间的延长各处理则无明显差异。     

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。     

施用生物质炭对黑土腐殖质组成及水稳性团聚体分布的影响

为探究生物炭对土壤腐殖质组成和团聚体特征的影响，以东北黑土区植烟土壤为研究对象，设置了3个处理，2019-2020年连续施用低量生物炭5t/hm2（C1）；高量生物炭25t/hm2（C2）和不施生物炭（CK），分析了不同用量生物炭对土壤腐殖质组分及水稳性团聚体分布的影响，并利用傅里叶红外光谱(FTIR)和13C核磁共振光谱(13C-NMR)对土壤胡敏酸化学结构进行表征。结果表明：C1和C2处理分别使富里酸减少了16.90%和40.85%，胡敏酸含量显著增加了14.86%和33.78%，胡敏酸在腐殖酸中所占比例（PQ值）也显著增加；FTIR和13C-NMR分析表明，C2处理的土壤胡敏酸的2920/1620值降低了11.82%，脂族C/芳香C比值降低了13.04%，表明高量生物炭使胡敏酸芳构化程度增强，脂肪结构比例降低；生物炭的添加促使土壤大团聚体（>0.25mm）比例增加，C2处理提升大团聚体的作用更显著。结合相关性分析发现，胡敏酸含量与2~0.25mm大团聚体含量显著正相关，胡敏酸分子的脂肪族官能团特征与>2mm粒级团聚体显著正相关。此外，C1和C2处理显著提高了烟叶产量。从而表明，生物炭能提升土壤腐殖质中胡敏酸含量和结构，有利于土壤大团聚体形成，提高土壤固碳潜力，对作物有一定的增产效果。     

细菌菌体对白浆土腐殖质转化的影响

采用白浆土为供试材料,利用混皿法对白浆土土样进行筛菌,将筛选得到的优势菌种进行发酵,设置1%,3%,5%三种不同比例的菌体接种量,在相同条件下与培养好的白浆土进行共培养,探究细菌菌体对白浆土中水溶性腐殖质转化的影响,为土壤腐殖质转化的微生物学机理研究和土壤有机培肥研究提供理论基础。结果显示:(1)各处理WSS均表现为先降低后升高的趋势。(2)其中添加1%细菌菌体的处理有机质含量波动最为平缓,先降低后增加,添加3%细菌菌体的处理在30d开始有机质含量不断增加。而添加5%细菌菌体,有机质含量在30d开始增加,在60d开始下降,各处理的土样中,有机质含量在120d内始终高于对照水平。(3)各处理的土壤当中的HE含量都是在加入细菌菌体后明显增加,然后下降,其中添加3%细菌菌体处理中的HE含量变化最为明显。各处理的HA含量都是不断降低,其中添加1%和3%菌体的处理中HA含量降低速度快。培养结束后,各处理FA含量变化不明显。(4)培养初期,细菌菌体的繁殖促使各处理土样中的微生物数量增大,然后降低,最后趋于平缓。微生物量碳的相对含量在添加不同比例的细菌菌体后均高于对照组,且添加1%细菌菌体的处理组微生物量碳的相对含量最高。     

“三江并流区”暗棕壤腐殖质特性及其与土壤结构的关系

采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究了"三江并流区"5个典型暗棕壤剖面腐殖质特性及其与土壤结构的关系,以期为该区土地资源的保护提供有利依据.结果表明,腐殖质含量与有机碳的分布规律一致,即腐殖质层＞淋溶层＞淀积层＞母质层.腐殖质组成中,以胡敏素(HA)占绝大多数.HA分子复杂程度较高,化学稳定性较强.土壤腐殖化程度与富里酸FA分子复杂程度和化学稳定性一致,随年降雨量的增加而降低,依次为哈巴雪山＞千湖山＞梅里雪山＞云岭＞高黎贡山.1～0.5 mm粒径团聚体含量居多,且粒径含量与腐殖酸含量均随年均温的升高而降低,依次为高黎贡山＞梅里雪山＞千湖山＞哈巴雪山＞云岭.研究结果表明,表层有机碳与1～0.5 mm粒径含量相关,胡敏酸和富里酸与1～0.5,0.5～0.25 mm粒径含量呈显著相关.     

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。     

土地利用类型对侵蚀黄壤腐殖质及土壤酶的影响

[目的]研究土壤侵蚀条件下,土地利用类型对黄壤不同土层深度的腐殖质(胡敏酸、富里酸和胡敏素)和4种重要土壤酶的影响,为保持土壤肥力提供科学依据。[方法]采用锯齿形布点法,采集土壤表层至30cm深度的3个土层土壤样品,用3次4分法淘汰多余样品,再测定相应指标。[结果](1)保持土壤肥力最好的是灌丛和园地,耕地最容易受侵蚀;土壤肥力高低与胡敏素的含量有直接关系。(2)土壤侵蚀导致水分和氮元素流失会影响胡敏酸的含量;林地、园地和耕地土壤表层的富里酸易流失,而草地仅对于土壤表层肥力保持有作用。(3)耕作对土壤表层的脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性的不利影响较大;土壤侵蚀导致的土壤pH值改变对土壤酶的影响也很明显。(4)相关性分析表明腐殖质各组分含量与4种土壤酶都有着密切的联系且互相影响。[结论]黄壤受侵蚀下,土地利用类型对腐殖质及土壤酶有明显不同的影响。     

不同植被类型紫色土腐殖质的剖面分布特征

[目的]研究龙川江流域6种不同植被类型对紫色土腐殖质(胡敏酸、富里酸、胡敏素)和土壤养分(总磷、速效磷、总氮、碱解氮)剖面分布特征的影响,为该地区保持土壤肥力提供科学依据。[方法]采用锯齿形布点法,采集紫色土表层至30 cm深度的3个土层紫色土样品,用3次4分法分离多余样品,并测定相应指标。[结果]总磷、速效磷、总氮、碱解氮的含量和腐殖质、胡敏素、胡敏酸、富里酸碳量随土壤深度的增加而减小,枯枝落叶层显著高于其他层(地下0—10,10—20,20—30 cm),不同植被类型土壤无显著差异。果园土壤腐殖质及其组成显著高于桉树林覆盖土壤,表现为果园落叶阔叶林暖温性针叶林针阔混交林灌丛桉树林。土壤腐殖质各组分之间均存在极显著正相关关系,腐殖质组成与土壤有机质、总磷、速效磷、总氮、碱解氮均存在显著正相关关系。[结论]果园和落叶阔叶林下土壤腐殖质及其组分显著高于其他植被类型土壤,腐殖质组分含量与土壤理化性质之间呈极显著正相关。