土壤胡敏素组成与结构特征研究

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土壤腐殖质是土壤的重要组成部分,在土壤肥力,环境保护和农业可持续发展等方面具有重要作用。以往的研究多集中在胡敏酸(HA)、富里酸(FA)上,虽然胡敏素占土壤腐殖物质总量的50-80%,但由于其不容易提取分离和纯化,所以对胡敏素(HM)的研究较少。本文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。并对长期定位施肥条件下黑土腐殖质的数量和特性变化进行了研究;而且依据pallo法对其进行分组,对各组分的数量和特性变化进行了研究。从而探讨不同施肥条件对土壤腐殖质尤其是胡敏素的数量与特性变化的影响,为胡敏素在土壤肥力上的作用提供理论依据,从即提高产量又要保证土壤质量的角度来说有着积极的意义。主要研究结果如下:(1)用两种提取剂得到的土壤腐殖质组分总量相差不大,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。(2)总的来看,施肥可增加腐殖质的含量。长期施用有机肥后,各组分含量增加较明显。单施化肥更有利于FA的积累。与单施化肥相比,有机肥配施化肥可增加腐殖质的含量;有机肥配施化肥时加大有机肥的用量效果更明显。从既增加土壤腐殖质含量又提高作物产量的角度而言,田间施肥应以较高量的有机肥配施化肥为宜。(3)通常施有机肥有利于各组分绝对数量的增加,有机肥配施化肥的效果比单施化肥好;高量有机肥配施化肥比低量有机肥配施化肥的效果好。有机肥配施化肥时,铁结合胡敏素(HMi)和粘粒结合胡敏素(HMc)相对含量随着有机肥施用量的加大而减小,并且HMi/HMc值随有机肥用量的加大而降低。单施有机肥的处理中,HMi的相对含量随着有机肥用量的加大而增加,HMc的相对含量随着有机肥用量的加大而略有减小。施用有机肥时,HE部分所占比例随着有机肥用量的加大而降低,有机肥配施化肥效果更明显。通常单施化肥的可提取腐殖物质(HE)提取率比不施肥低。这可能是因为长期施用有机肥增加了土壤全碳的含量,相对来说,土壤全碳的增加可能意味着土壤HM数量的增加。(4)施肥对游离富里酸(FFA)和焦磷酸钠提取富里酸(FAp)无明显影响。其他组分色调系数(Δlogk)的变化表明,有机肥配施化肥的同时加大有机肥的施用量其结构趋于简单化。有机肥配施化肥时FA活化度(AD)随有机肥用量的增加而变大,而HA则略有降低需进一步验证。HMi和HMc单施化肥与不施肥效果相当,相比之下,施用有机肥有助于HMi和HMc的结构向简单化方向发展。通过差热分析可知,BC结构最复杂,其次是HM,结构最简单的是FA。胡敏素各组分中,粘粒结合胡敏素上层(HMcu)结构最复杂,其次是铁结合胡敏素下层(HMid)最后是不溶性胡敏素下层(HMrd)。通过对土壤腐殖质各组分的核磁共振分析表明,胡敏素的脂族性更强一些;HMi的结构与HA,FA相近;FA的碳水化合物含量较多,结构相对简单。
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