重慶市典型土壤中有機質的賦存特征及其化學穩(wěn)定性研究.pdf

1、土壤有機質是土壤的養(yǎng)分貯存庫,在改善土壤結構、提高土溫、增強保水保肥等方面具有重要作用,是衡量土壤肥力的重要指標。同時,土壤有機質還可與進入土壤中的農藥、重金屬等結合,影響這些污染物的生物活性和遷移淋溶狀況。土壤還是全球碳的重要貯庫,以有機質形態(tài)存在于土壤中的碳高達1500Pg,是大氣中的3倍,其碳的循環(huán)周轉與全球氣候和生態(tài)環(huán)境變化有密切聯(lián)系。土壤中有機質的循環(huán)周轉對于糧食與環(huán)境安全均具有十分重要的意義。因此,土壤有機質研究既是農業(yè)可持

2、續(xù)發(fā)展關注的重點,又是保障生態(tài)環(huán)境安全的重要需求。
　　 不同土壤中的有機質不僅存在數(shù)量上的差異,而且其結構組成和性質亦各不相同,因而在調控土壤肥力、污染凈化能力以及作為土壤碳貯庫(碳匯能力)方面中的作用亦有很大差別。土壤中有機質的周轉涉及一系列復雜的生物轉化過程,一方面外源有機物不斷輸入土壤,經(jīng)土壤微生物降解和轉化后形成穩(wěn)定的土壤有機質;另一方面土壤原有有機質又可不斷被微生物分解和礦化而離開土壤。不同土壤中有機質的穩(wěn)定性不同,

3、其循環(huán)周轉速度差別很大。近幾年,穩(wěn)定碳同位素分析法在評估土壤有機質降解程度、土壤碳周轉及研究C3/C4植被變化歷史方面的應用逐漸趨于成熟,但該方法周期較長、耗費大,且只能標記平均存留時間短的土壤有機質,同時低能離子輻射會對人體健康造成潛在危害,從而使其在應用上受到一定的限制。
　　 本研究采集重慶市六種類型土壤,采用化學氧化法測定土壤基本性質和土壤中有機質的抗氧化能力,分析土壤有機質的化學穩(wěn)定性與土壤理化性質的相關性。另選取其中

4、四種典型土壤研究比較不同密度、不同粒徑和不同形態(tài)土壤有機質的化學穩(wěn)定性,分析比較不同密度粒級的土壤顆粒中有機質抗氧化性,不同粒徑土壤活性有機質含量,不同形態(tài)土壤有機質化學穩(wěn)定性,為土壤有機質管理及土壤碳匯能力評價提供科學依據(jù)。
　　 研究結果表明:(1)采用KMnO4氧化法評價土壤有機質化學穩(wěn)定性應控制適宜的氧化劑濃度。KMnO4濃度＜0.1mol.L-1時,主要氧化土壤中的易氧化有機組分,濃度為0.3mol.L-1的KMnO4

5、可以較好地反映土壤有機質的抗氧化能力差異。六種土壤有機質抗氧化能力高低順序為:縉云山黃壤腐殖層＞紫色潮土＞嘉陵江沿岸沖積土＞灰棕潮土＞礦質黃泥＞灰棕紫泥紫色土;(2)土壤有機質的化學穩(wěn)定性與pH、有機質含量、以及全氮、速效氮、速效磷含量均存在明顯的相關性,其相關特性在KMnO4高、低濃度時表現(xiàn)不同。
　　 雙氧水氧化法可較好地反映不同土壤密度分級土壤有機質的抗氧化穩(wěn)定性?；易爻蓖?、紫色潮土和礦質黃泥均隨酸度增大而提高;灰棕潮土和

6、紫色潮土輕組有機質(LFOM)抗氧化能力明顯高于重組有機質(HFOM);礦質黃泥和縉云山黃壤腐殖層LFOM和HFOM抗氧化能力無明顯差異:研究發(fā)現(xiàn)農地土壤其有機質氧化率隨酸度增加連續(xù)提高,而林地土壤有機質氧化率變化幅度較小,均小于50％。
　　 對不同粒徑土壤活性有機質的研究發(fā)現(xiàn):(1)不同類型土壤有機質全量和活性狀態(tài)存在明顯差異,縉云山黃壤腐殖層有機質和活性有機質總量遠高于農業(yè)土壤?；钚杂袡C質占土壤有機質總量的比例大小依次為:

7、礦子黃泥＞縉云山黃壤腐殖層＞灰棕潮土＞紫色潮土;(2)灰棕潮土和紫色潮土0.25-0.5mm粒徑團聚體活性有機質含量最高;礦子黃泥不同粒徑團聚體活性有機質含量相差不大;縉云山黃壤腐殖層0.5-1mm粒徑團聚體活性有機質含量最高。(3)土壤粒級團聚體的質量占土壤總質量的百分比是控制活性有機質分配量的主導因素。
　　 對鈣結合態(tài)和鐵鋁結合態(tài)有機碳的含量的研究表明:當KMnO4氧化劑濃度為0.05mol.L-1時,Ca-SOM,Fe(

8、Al)-SOM含量均與土壤有機質的氧化率呈極顯著的正相關關系(Rca=0.963,Rfe=0.956,p＜0.01);在KMnO4氧化劑濃度為0.1mol.L-1時,Fe(Al)-SOM含量均與土壤有機質的氧化率呈顯著的正相關關系(Rfe=-0.828,p＜0.05);但當KMnO4濃度為0.3mol.L-1時則表現(xiàn)為負相關關系,表明鈣、鐵鋁結合的有機質抗氧化能力較差,而與硅鋁酸鹽粘土礦物結合的有機質可能有著更高的抗氧化性。