土壤添加有機(jī)物料后溫度和水分對胡敏素形成轉(zhuǎn)化和結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響.pdf

1、本論文采用室內(nèi)模擬試驗(yàn)方法從動態(tài)的角度研究了不同溫度和水分條件對土壤胡敏素形成與轉(zhuǎn)化的影響。了解土壤微生物組成變化、微生物量碳(SMBC)、腐殖質(zhì)組成、胡敏素(HM)組成及其結(jié)構(gòu)性質(zhì)等隨時(shí)間的變化規(guī)律，明確了土壤微生物在腐殖質(zhì)各組分及胡敏素各組分的形成與轉(zhuǎn)化中所起的重要作用，探討了不同溫度、水分條件影響下土壤HM各組分之間的消長規(guī)律和轉(zhuǎn)化機(jī)理，為土壤HM的研究和土壤腐殖質(zhì)化學(xué)的研究提供新的資料。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果如下： (1)土壤添加

2、玉米秸稈后，不同溫度、含水量培養(yǎng)條件下的SMBC在低溫、淹水條件下最高，而在高溫、低含水量條件下數(shù)量最低。低溫下的SMBC為908.1mg·kg<'-1>，淹水條件為805.5mg·kg<'-1>；而高溫、低含水量下的SMBC數(shù)量分別為306.5mg·kg<'-1>和507.7mg·kg<'-1>，各增長62％和37％。 (2)加入玉米秸稈以后有機(jī)碳(SOC)數(shù)量增長顯著，加秸稈前SOC為11.03g·kg<'-1>，加入秸稈后

3、為23.31g·kg<'-1>，增長52.7％。不同培養(yǎng)條件下，高溫能促進(jìn)其分解與轉(zhuǎn)化，其中40℃是其分解轉(zhuǎn)化的最適宜溫度；低含水量也利于SOC的分解與轉(zhuǎn)化。 40-55℃的高溫條件有利于水溶性物質(zhì)(WSS)的形成與積累；10-25℃的培養(yǎng)條件則有利于WSS的分解與轉(zhuǎn)化。含水量為30％的培養(yǎng)條件有利于WSS的形成與積累，而90％的高含水量則有利于WSS的分解與轉(zhuǎn)化。從WSS的△logK值看，55℃的高溫培養(yǎng)有利于WSS分子的簡單

4、化，10℃的低溫條件則有利于分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化。30％的低含水量有利于分子結(jié)構(gòu)的簡單化。 不同溫度培養(yǎng)條件下的胡敏酸(HA)在高溫的培養(yǎng)條件下絕對含量隨時(shí)間的延長呈下降的趨勢，但其相對于總碳量的變化則呈現(xiàn)上升的趨勢。不同含水量培養(yǎng)條件下有利于HA分子結(jié)構(gòu)的簡單化；不同溫度培養(yǎng)條件下，10-25℃的低溫有利于分子結(jié)構(gòu)的簡單化。 富里酸(FA)的數(shù)量由加秸稈前的0.15g·kg<'-1>增至加入秸稈后的1.48g·kg<'-1

5、>，增長率幾乎達(dá)到90％。不同含水量培養(yǎng)條件下，30％的低含水量使FA的相對數(shù)量上升，利于其形成與積累；而淹水條件則利于FA的分解與轉(zhuǎn)化。從FA的△logK值看，常溫培養(yǎng)條件有利于FA分子結(jié)構(gòu)的簡單化，溫度為40℃的培養(yǎng)條件則有利于其分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化；不同含水量培養(yǎng)條件，含水量為30％的培養(yǎng)條件有利于分子結(jié)構(gòu)的簡單化，淹水條件則有利于分子的復(fù)雜化。 不同溫度培養(yǎng)條件下的PQ值，在整個(gè)過程的平均值中40℃條件下的PQ最低。而其空白

6、對照處理在整個(gè)培養(yǎng)過程中PQ最大，說明40℃的培養(yǎng)條件有利于土壤中HA的形成，但是玉米秸稈的分解過程卻促進(jìn)了HA向FA的轉(zhuǎn)化；不同含水量培養(yǎng)條件下，淹水條件下的PQ值最高，說明含淹水條件有利于HA的形成。 (3)土壤添加玉米秸稈后，各處理的HM明顯高于CK處理，不同溫度培養(yǎng)條件下，55℃的高溫培養(yǎng)有利于刪的形成與積累，而10℃的低溫則有利于HM的分解與轉(zhuǎn)化；不同含水量培養(yǎng)條件下，含水量為30％的培養(yǎng)條件有利于HM的分解與轉(zhuǎn)化。

7、 不同溫度條件下的鐵結(jié)合胡敏素(HMi)，10-25℃的低溫有利于HMi的形成與積累；含水量為30％的條件下HMi分解轉(zhuǎn)化的速度最快。從HMi的△logK看，10-25℃培養(yǎng)條件利于HMi分子結(jié)構(gòu)的簡單化。 不同溫度條件下的粘粒結(jié)合胡敏素(HMc)，40℃是HMc形成與積累的最佳溫度，而55℃的高溫則有利于HMc的分解與轉(zhuǎn)化；不同含水量培養(yǎng)條件下，90％的高含水量有利于HMc數(shù)量的形成與積累，而30％的低含水量則能夠促進(jìn)H

8、Mc的分解與轉(zhuǎn)化。不同溫度條件對HMc△logK的影響，10℃的低溫條件有利于HMc分子結(jié)構(gòu)的簡單化，而55℃的高溫條件則利于HMc分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化；不同含水量條件下，30％的含水量有利于HMc分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化。 不溶性胡敏素(HMr)在不同溫度培養(yǎng)條件下，10℃的培養(yǎng)條件有利于HMr數(shù)量的積累，而55℃的高溫培養(yǎng)則能夠促進(jìn)HMr的分解與轉(zhuǎn)化；在不同含水量培養(yǎng)條件下，含水量為90％的培養(yǎng)條件有利于HMr數(shù)量的形成與積累，而30％

9、的低含水量則能夠促進(jìn)HMr的分解與轉(zhuǎn)化。 I/C與(HMi+HMc)/HM在不同溫度培養(yǎng)條件下，在40℃下I/C比值小于1，而(HMi+HMc)/HM達(dá)到了最大值，說明此溫度培養(yǎng)條件下促進(jìn)了HMi的分解與轉(zhuǎn)化，有利于(HMi+HMc)/HM的增加，即有利于溶性HM的形成。不同含水量對HMi/HMc影響不大。而低含水量比高含水量更有利于(HMi+HMc)/HM的增加，既利于溶性HM的形成。 (4)元素分析組成中，在HMi的

10、C/H的比較中，高溫條件下的C/H比值最高，說明高溫條件下HMi的縮合度最高，即芳香度最高；HMc的C/H比較和O/C比較中，淹水條件的C/H最高，而O/C比最低，說明淹水條件下的HMc縮合度最高，即芳香度最高，而氧化度最低。 從差熱分析圖譜中，淹水條件土壤的HA分子結(jié)構(gòu)比較簡單。正常條件下培養(yǎng)的土壤與其它培養(yǎng)條件相比HA分子結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化。HMc的分子結(jié)構(gòu)較HMi復(fù)雜化。 在IR譜圖分析中，淹水條件下的HA脂族性較強(qiáng)，