秸秆深还不同年限对黑土腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响[]董珊珊.docVIP

秸秆深还不同年限对黑土腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响( 董珊珊 窦森? （吉林农业大学资源与环境学院，长春 130118） 摘要 秸秆深还（Deep incorporation of corn stalk，DICS）指将作物秸秆深埋于土壤亚表层20~40 cm深处，用以解决秸秆焚烧和土壤肥力退化的可持续利用模式。本文以吉林农业大学玉米连作耕地试验田未施用秸秆和秸秆深还不同年限的土壤为研究对象，设置CK、DICS（2014）、DICS（2013）和DICS（2012）共4种处理，分别代表未施入秸秆、2014年秸秆深还深还第1年、2013年秸秆深还深还第2年、2012年秸秆深还深还第3年。研究秸秆深还不同年限对黑土腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响。通过腐殖质组成修改法提取富里酸（Fulvic acidFA）、胡敏酸（Humic acidHA）和胡敏素（HuminHM），IHSS提取HA样品，通过元素组成、红外光谱和差热分析测定HA结构。结果表明：CK相比深还1年显著提高了土壤和腐殖质各组分有机碳含量，亚表层累积效果更明显土壤SOC、HA、FA和HM有机碳含量分别增加了23.7 %、30.5 %、27.3 %和46.1 %，但PQ值没有显著变化；HA氧化度和缩合度降低明显，表层和亚表层（O+S）/ C比值分别14.31 %和14.68 %，H/C比值分别27.74 %和28.86 %，脂族链烃增加HA结构趋于简单化随着年限增加，SOC、FA和HM有机碳含量呈下降趋势，HA有机碳含量呈上升趋势，PQ值，HA缩合度、氧化度脂族性减弱，芳香性增强，HA结构趋于复杂化。说明关键词土壤； S151.9 A 我国作物秸秆产量巨大，农民为节约成本便于耕作，多数选择就地焚烧[1]。不仅污染环境，而且不利于建立可持续的农田生态系统。秸秆还田是最简便、最实用的技术措施，对改善土壤结构和微生物群落，增加农田土壤有机碳库及促进养分循环具有重要意义[2]。但现行的秸秆还田多为地表覆盖和粉碎浅施，在耕作中易产生地温过低、跑墒漏风、影响出苗、病虫害增加等问题[3]，难以推广。我们提出的“秸秆深还”（Deep incorporation of corn stalk，DICS）模式[4]，是将作物秸秆深还于土壤亚表层20~40 cm，既解决了秸秆焚烧问题，又可打破犁底层、增厚耕作层，增加土壤有机质含量，达到亚表层培肥的目的。 国内外学者对秸秆还田做了一系列研究，Humberto[5]研究表明：通过连续10年秸秆覆盖，能提高土壤保水能力，减少水分蒸发，增加土壤0~5 cm土层的团聚体数量。Thomsen[6]等研究表明，连续18年每年分别用4 t hm2、8 t hm2和 12 t hm2 的麦草秸秆还田，土壤有机碳含量分别提高12 %、21 %和30 %。Malhi[7]通过对比稻秆移除和稻秆还田表明，长期稻秆还田有利于逐步提高土壤生产力和有机氮利用效率。[8]研究表明，一些学者将秸秆深还与秸秆覆盖和浅施进行对比表明，秸秆深还更有利于有机质的累积和土壤微生物结构改善[]；降低土壤容重，提高土壤蓄水功能[3]；使HA的缩合度、芳香结构和热稳定性增加，分子结构变复杂[]。 现行的秸秆还田模式，秸秆深还优于覆盖和浅施，但是秸秆深还也宜年年进行，应该采用条带轮耕式富集深还[4]，本研究的目的就是观测秸秆深还的后效，特别是对腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响，以期为合理确定秸秆深还轮耕周期提供依据。1 材料与方法 1.1 研究区概括 试验吉林农业大学试验田（N43°48′，E125°23′）[10]。基本性质见表1。1供试土壤的基本性质 Table 1 Basic properties of the soil in the experiment 采集深度 Sampling depth ( cm ) 有机质 Organic matter ( g kg-1 ) 碱解氮 Alkalytic N ( mg kg-1 ) 有效磷 Available P ( mg kg-1 ) 速效钾 Readily available ( mg kg-1 ) pH 0~20 20.07 79.84 24.12 88.73 6.57 20~40 17.74 72.29 18.36 78.25 6.46 1.2 试验设计 试验设CK、CS（2014）、CS（2013）和CS（2012）共4种处理，分别代表未施入秸秆常规耕作、2014年秸秆深还（深还第1年）、201年秸秆深还（深还第年）和201年秸秆深还（深还第年）。试验于当年秋收后月进行，人工挖出上底宽60 cm，下底宽40 cm，深40 cm，截面为倒置等腰梯形的深