中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (27): 60-68.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0061
收稿日期:
2024-01-11
修回日期:
2024-05-17
出版日期:
2024-09-25
发布日期:
2024-09-24
作者简介:
宋鸽,女,1986年出生,黑龙江大庆人,讲师,硕士,研究方向:土壤有机质生理活性研究。通信地址:150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路74号 黑龙江大学中俄学院,E-mail:songge1916@163.com。
基金资助:
SONG Ge(), XU Zhiqiang, SUN Jingsi, ZHAO Xuening
Received:
2024-01-11
Revised:
2024-05-17
Published:
2024-09-25
Online:
2024-09-24
摘要:
本研究综合分析了腐殖质的生理活性、化学组成及其与土壤管理实践之间的关系。探讨了腐殖质在促进植物生长、改善土壤质量以及作为生物刺激剂的潜力。研究分别从不同类型土壤样品中提取土壤腐殖质(HS)并研究其光谱学和热重特征,比较开垦因素对土壤HS化学组成和分子结构特征的影响。利用扫描电镜观察土壤HS微观形貌、紫外—可见漫反射光谱分析紫外特征参数SUVA254和E4/E6的变化、红外光谱分析特征吸收峰的强度以及利用热重分析研究芳香族和脂肪族结构含量的变化。结果表明:HS微观形貌不均匀,表面凹凸不平,存在一些细小颗粒,比表面积较大,开垦因素对黑土HS微观形貌特征的影响相对较小,而对灰土HS微观形貌特征的影响相对较大。由于HS化学组成较复杂,各官能团相互影响,紫外—可见漫反射光谱分析表明,HS不存在明显的特征吸收峰。紫外特征参数SUVA254和E4/E6分析结果并不相符,因此需要多种手段联用研究土壤HS化学组成和结构特征。红外光谱的分析结果表明,未开垦灰土(AY+AEL)、开垦灰土(PY1)和开垦黑土(PU1) HS包含的酚类、羧酸、含氧官能团、脂肪族和芳香族结构的含量较多。开垦对黑土和灰土的影响不同,开垦后黑土HS的酚类化合物、羧酸、羟基、醌基、脂肪族和芳香族化合物等含量增加,而开垦后灰土HS的脂肪族化合物和烷烃等含量下降。热重分析的计算结果表明,开垦因素增加黑土HS脂肪族结构含量,而降低了灰土HS脂肪族和芳香族结构含量,这与红外光谱的分析结果基本相符。开垦因素对黑土的影响相对较小,而对灰土的影响相对较大,开垦条件下黑土有机碳不易流失,且在一定程度上促进土壤有机质累积,而灰土土壤有机碳氧化分解转变为结构相对简单的化合物,该研究为HS生物化学研究以及合理开发利用土壤资源提供了理论依据。
宋鸽, 胥智强, 孙静思, 赵雪宁. 不同开垦条件下土壤腐殖质光谱和热重特征分析[J]. 中国农学通报, 2024, 40(27): 60-68.
SONG Ge, XU Zhiqiang, SUN Jingsi, ZHAO Xuening. Spectral and Thermogravimetric Analysis of Soil Humic Substances Under Different Cultivation Conditions[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(27): 60-68.
土壤类型 | 土层/cm | SUVA254 | E4/E6 | |
---|---|---|---|---|
未开垦黑土 | AU1 | 10~20 | 0.65 | 0.99 |
AU2 | 20~40 | 0.59 | 1.02 | |
开垦黑土 | PU1 | 10~20 | 0.74 | 1.01 |
PU2 | 20~40 | 0.73 | 1.03 | |
未开垦灰土 | AY | 0~18 | 0.75 | 1.07 |
AEL | 18~37 | 0.29 | 0.86 | |
开垦灰土 | PY1 | 0~15 | 0.36 | 0.96 |
PY2 | 15~30 | 0.46 | 1.05 |
土壤类型 | 土层/cm | SUVA254 | E4/E6 | |
---|---|---|---|---|
未开垦黑土 | AU1 | 10~20 | 0.65 | 0.99 |
AU2 | 20~40 | 0.59 | 1.02 | |
开垦黑土 | PU1 | 10~20 | 0.74 | 1.01 |
PU2 | 20~40 | 0.73 | 1.03 | |
未开垦灰土 | AY | 0~18 | 0.75 | 1.07 |
AEL | 18~37 | 0.29 | 0.86 | |
开垦灰土 | PY1 | 0~15 | 0.36 | 0.96 |
PY2 | 15~30 | 0.46 | 1.05 |
土壤类型 | 土层/cm | 3472 | 2447 | 1611 | 1391 | 1140 | 918 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
未开垦黑土 | AU1 | 10~20 | 64.17 | 8.36 | 19.64 | 6.79 | 11.09 | 9.86 |
AU2 | 20~40 | 41.82 | 9.14 | 14.64 | 2.80 | 14.41 | 10.57 | |
开垦黑土 | PU1 | 10~20 | 95.05 | 15.47 | 25.47 | 7.03 | 19.41 | 15.68 |
PU2 | 20~40 | 56.91 | 9.31 | 19.94 | 7.03 | 18.72 | 13.66 | |
未开垦灰土 | AY | 0~18 | 92.15 | 15.10 | 32.07 | 10.41 | 17.63 | 17.99 |
AEL | 18~37 | 170.26 | 38.52 | 58.37 | 19.54 | 22.63 | 33.61 | |
开垦灰土 | PY1 | 0~15 | 109.49 | 20.81 | 32.45 | 9.50 | 14.82 | 18.87 |
PY2 | 15~30 | 59.40 | 3.93 | 12.33 | 4.14 | 15.85 | 9.42 |
土壤类型 | 土层/cm | 3472 | 2447 | 1611 | 1391 | 1140 | 918 | |
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未开垦黑土 | AU1 | 10~20 | 64.17 | 8.36 | 19.64 | 6.79 | 11.09 | 9.86 |
AU2 | 20~40 | 41.82 | 9.14 | 14.64 | 2.80 | 14.41 | 10.57 | |
开垦黑土 | PU1 | 10~20 | 95.05 | 15.47 | 25.47 | 7.03 | 19.41 | 15.68 |
PU2 | 20~40 | 56.91 | 9.31 | 19.94 | 7.03 | 18.72 | 13.66 | |
未开垦灰土 | AY | 0~18 | 92.15 | 15.10 | 32.07 | 10.41 | 17.63 | 17.99 |
AEL | 18~37 | 170.26 | 38.52 | 58.37 | 19.54 | 22.63 | 33.61 | |
开垦灰土 | PY1 | 0~15 | 109.49 | 20.81 | 32.45 | 9.50 | 14.82 | 18.87 |
PY2 | 15~30 | 59.40 | 3.93 | 12.33 | 4.14 | 15.85 | 9.42 |
土壤类型 | 土层/cm | 低温失重/% | 中温失重/% | 高温失重/% | 高温/中温比值 | |
---|---|---|---|---|---|---|
未开垦黑土 | AU1 | 10~20 | 7.97 | 9.36 | 16.66 | 1.78 |
AU2 | 20~40 | 7.54 | 10.05 | 11.64 | 1.16 | |
开垦黑土 | PU1 | 10~20 | 7.26 | 10.33 | 11.77 | 1.14 |
PU2 | 20~40 | 6.13 | 10.60 | 12.51 | 1.18 | |
未开垦灰土 | AY | 0~18 | 6.78 | 10.20 | 14.31 | 1.40 |
AEL | 18~37 | 5.85 | 10.32 | 11.83 | 1.15 | |
开垦灰土 | PY1 | 0~15 | 5.71 | 7.86 | 11.67 | 1.48 |
PY2 | 15~30 | 6.11 | 5.36 | 10.93 | 2.04 |
土壤类型 | 土层/cm | 低温失重/% | 中温失重/% | 高温失重/% | 高温/中温比值 | |
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未开垦黑土 | AU1 | 10~20 | 7.97 | 9.36 | 16.66 | 1.78 |
AU2 | 20~40 | 7.54 | 10.05 | 11.64 | 1.16 | |
开垦黑土 | PU1 | 10~20 | 7.26 | 10.33 | 11.77 | 1.14 |
PU2 | 20~40 | 6.13 | 10.60 | 12.51 | 1.18 | |
未开垦灰土 | AY | 0~18 | 6.78 | 10.20 | 14.31 | 1.40 |
AEL | 18~37 | 5.85 | 10.32 | 11.83 | 1.15 | |
开垦灰土 | PY1 | 0~15 | 5.71 | 7.86 | 11.67 | 1.48 |
PY2 | 15~30 | 6.11 | 5.36 | 10.93 | 2.04 |
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