土壤胡敏素各组分数量及结构特征初步研究

土壤胡敏素（HM）是与矿物质紧密结合的腐殖物质，具有碱不溶性及大分子结构的特性，并呈现不均一性，被认为是土壤中的惰性物质。由于HM的非溶解性和结构复杂性，目前国内外学者对于HM结构特征的研究还很少。对加入大量有机物料培养后新形成的HM数量及性质的研究尚未见报道。本研究选用风沙土、草甸土、黑土、黑土底土加玉米秸秆培养土为材料，根据Pallo分组法，将土壤HM分为铁结合胡敏素（HMi）、粘粒结合胡敏素（HMc）和不溶性胡敏素（HMr）三个组分；对自然土壤中HM各组分以及加入玉米秸秆后新形成的HM各组分的数量及结构特征进行初步研究，为丰富腐殖质化学提供基础性资料。实验结果表明：在自然土壤HM各组分中以HMr为主，其次是HMi，含量最少的是HMc。通过HMi和HMc的光学性质比较得出HMi的分子结构较简单，HMc分子结构相对较复杂，加玉米秸秆培养后新形成的HMi、HMc的分子结构比自然土壤中的简单。红外光谱结果表明，与自然土壤相比加玉米秸秆培养后新形成的HMi、HMc的脂族性最强，自然土壤中HMi、HMc的脂族性强弱顺序为：风沙土〉黑土〉草甸土。     

连续提取对土壤腐殖质组分数量与特性的影响

以暗棕壤为供试土壤,研究了NaOH和NaOH+Na4P2O7连续提取对土壤腐殖质组分数量和特性的影响。结果表明:用两种提取剂得到的土壤腐殖质组分总量相差不大,并且其中HA组分的数量均高于FA组分。随提取次数增加,胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和胡敏素(HM)的绝对数量均下降,HA、FA的相对数量也下降,而HM的相对数量则增加。以NaOH为提取剂时,最后得到的腐殖质组分中FA的相对比例高于HA;而用NaOH+Na4P2O7为提取剂时,最后得到的腐殖质组分中HA的相对比例则高于FA。连续提取过程中,HA、FA的色调系数(Δlogk)和活化度(AD)通常呈增加趋势,而相对色度(RF)下降,说明后提取出的HA、FA的缩合度较低,脂族性较强。用RF来表征HA、FA特性变化更为合适。     

不同基质和硫磺粉对越橘土壤和叶片矿质营养的影响

采用盆栽和塑料大棚试验,研究黑土中加入不同基质和硫磺粉对土壤和越橘叶片矿质元素含量的影响。结果表明:加入不同基质(苔藓、草炭、锯末、河沙、酒糟)和硫磺粉后,改变了土壤中各种矿质元素的含量,进而影响了叶片对各种矿质元素的吸收。其中,盆栽试验苔藓 草炭的处理土壤中N含量为160.8 mg/kg,P为15.46 mg/kg;叶片中N、P、Fe的含量分别为1.42%,1.30%和73.1 mg/kg;塑料大棚试验加入2.0 kg/m3和2.5 kg/m3硫磺粉的处理土壤中N、P的含量分别为3.89,3.07 mg/kg,叶片中N、P含量分别为1.528%,0.101%和1.684%,0.109%,表现为植株生长旺盛,适宜越橘生长。     

吉林省西部土地开发整理重大工程与苏打盐碱土工程改良

苏打盐碱土改良是世界性的难题。本文从改土工程、水利工程和生物工程的角度,介绍了吉林西部苏打盐碱土的改良经验和成果。同时,提出西部土地开发整理重大工程项目的实施为吉林西部苏打盐碱土改良提供了新的契机。     

3种果树幼苗对镉胁迫的响应

采用盆栽法系统地研究了梨(Pyrus ussuriensis Max.)、李(Prunus salicina Lindl.)、杏(Armeniaca vulgaris Lam.)幼苗在土壤重金属镉胁迫下的生理生化反应.结果表明:3个树种随着重金属质量分数和胁迫时间的增加,各树种叶片的叶绿素质量分数降低,其中杏树的降幅最大,李树居中,梨树最小;相对电导率有逐渐升高的趋势;叶片MDA质量摩尔浓度均出现先降低后升高的趋势;POD活性随土壤中镉质量分数的增加先升高后降低;脯氨酸质量分数随着重金属胁迫时间的延长有不断积累的趋势.综合评定3树种对土壤镉的抗性为梨树>李树>杏树.     

玉米秸秆与木本泥炭对土壤改良的效应

玉米秸秆与木本泥炭施加到土壤中不仅能稳定土壤有机碳库,保持土壤养分,还可以改善土壤理化性质。但玉米秸秆与木本泥炭性质不同,其对土壤改良的效果不同。通过大田试验研究了还田量在12 000 kg/hm²条件下,玉米秸秆与木本泥炭对黑土的改良效果,共设置3个处理,分别为不施加任何有机物料的对照组（ck）,0～20 cm土层混施木本泥炭组（D）、0～20 cm土层混施秸秆组（CS）。结果表明：土壤施用木本泥炭与秸秆改善了土壤紧实度,提高了土壤有机质、速效养分含量,增加了腐殖质各组分的含碳量,使土壤腐殖化程度增加,胡敏酸（HA）分子趋于简单化;施加秸秆能显著提高土壤中水溶性有机碳活性组分的含量,HA分子结构更简单;土壤施用木本泥炭能显著增加玉米产量,土壤腐殖化程度更高。以上结果表明,黑土施用木本泥炭和玉米秸秆对玉米产量、土壤腐殖化程度影响不同,结合田间实际情况,木本泥炭对增加玉米产量及提高土壤腐殖化程度效果显著,但玉米秸秆可以显著提高土壤水溶性有机碳活性组分含量,使HA分子结构更简单。     

玉米秸秆分解期间土壤中有机碳数量的动态变化研究

通过室内培养实验,研究了玉米秸秆分解期间全土圾其水溶性物质、轻组和重组的有机碳数量随时间的动态变化规律。结果表明：随培养时间的延长,全土有机碳量呈下降的趋势;玉米秸秆的残留碳和残留率也呈下降的趋势,而分解率逐渐增加;水溶性物质数量呈下降的趋势;轻组碳量和追加复合度则逐渐增加。     

不同玉米栽培模式对中温带典型暗棕壤腐殖质组成的短期影响

为探讨不同玉米栽培模式对中温带典型暗棕壤腐殖质组分数量及结构的短期影响,以吉林省磐石市实施3 a的定位栽培试验为供试对象,分别研究高光效休耕轮作栽培(HPE)、地膜覆盖的高光效休耕轮作栽培(PM-HPE)、宽窄行交替休闲栽培(WNR),以及农民等垄宽常规栽培(CC)下各栽培模式的种植带和休耕带两个功能区对暗棕壤总有机碳、水溶性物质、胡富质量分数比(w(C_(HA))∶w(C_(FA)))、胡敏素以及胡敏酸、富里酸溶液光学性质(E_4/E_6与△log K值)差异的影响,结果表明:(1)休闲栽培措施在短期内易使暗棕壤总有机碳发生矿化,但其对水溶性物质及其占总有机碳中比例的提高具有促进作用,其中PM-HPE模式对水溶性物质的保蓄效果最佳。休闲栽培下密植玉米的种植带对水溶性物质含量有所消耗,使更多水溶性物质固存在休耕带;(2)休闲栽培更有利于暗棕壤胡敏酸质量分数的消耗以及富里酸组分的累积,使其腐殖质活性增加、品质降低。适度休耕能够在一定程度上缓解胡敏酸相对比例的损失,更有利于腐殖质品质的稳定。休耕有利于腐殖质结构向简单化方向进行,而在种植带,暗棕壤富里酸分子有进一步缩合的趋势;(3)高光效栽培促进了微生物对胡敏素的矿化分解。     

不同来源胡敏酸的结构表征

本文研究了土壤、泥炭和猪粪胡敏酸(HA)的分子量、元素组成、宫能团含量、红外光谱、差热分析、电子能谱、~1H—NMR和~(13)C—NMR波谱等。结果表明,土壤HA的分子量、氧化程度、缩合度和芳香度均较高。泥炭HA的分子量小,氧化程度低,但其缩合度和芳香度比土壤HA还高。猪粪HA具有典型“年轻”胡敏酸的特点,共分子量、氧化程度,缩合度和芳香度均最低。研究结果还表明,3种HA的脂族结构均>50％,特别是猪粪HA达85.3％;而芳香度均<43％,猪粪HA只有12.7％。因此认为所研究HA的脂族性似乎比其芳香性更为重要并不过分。     

玉米秸秆与白杨落叶腐解前后有机物组成特征

为了研究植物材料与其腐解产物之间有机物组成的关系,采用腐殖质组成修改法提取植物材料与其腐解产物中各有机组分,用重铬酸钾外加热法测定各组分含量。以秸秆、白杨落叶、腐解秸秆和腐解落叶为研究对象,以草甸黑土为对照(ck)。通过对2种材料腐解前后各有机物组分含量的对比,进一步了解植物材料腐解前后的变化。再与草甸黑土进行对比,研究植物材料腐解前后与完全腐殖化材料之间有机物含量的区别。结果表明:腐解过程可以提高碱提取酸沉淀物(胡敏酸)和碱提取酸溶物(富里酸)的含量以及碱提取酸沉淀物的相对含量,但会降低水溶物的含量与相对含量;2种植物材料经过腐解后,碱提取酸溶物相对含量向相反的方向变化;除秸秆腐解产物碱提取酸溶物外,植物材料腐解后,各有机组分相对含量更接近土壤。