草甸土腐殖质分组研究
2014-12-31赵林张丽娜
文/ 赵林 张丽娜
吉林省大安市林业局 吉林白城 131300
吉林省大安市农业局 吉林白城 131300
土壤有机质是土壤的重要组成部分，在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面都具有重要作用。腐殖物质作为土壤有机质的主体，其研究一直受到各国学者的普遍重视。由于腐殖物质本身是结构十分复杂的高分子聚合物，对其进行分组研究十分必要。近年来，Pallo[1]提出了一种新的分组方法，该方法的主要特点是不仅将HA、FA分为不同的组分，而且将HM也分为溶解性组分（SHM）和非溶解性组分（ISHM），这对于认识HM的本性具有重要意义。本文中，我们采用Pallo法对该种耕地土壤的腐殖质进行分组，并初步研究了各组分的数量和结构特征。
不同肥力水平的黑土中，有机碳的含量变化，胡敏酸A组的含量是荒地各层均相应地比耕地高。荒地是表层最高，往下随深度的增加而逐渐减少。两个耕地剖面中胡敏酸A的情况相似外，其他各层的含量都较胡敏酸A组的低.两组的绝对含量在表土和心土层有都是肥地比瘦地高.胡敏酸B的含量在土层中的变化都是表土最高，往下逐渐减少，在表土中，肥地的较瘦地的显著地高，反映了肥地调节供应养分的潜力较瘦地的大。胡敏素的含量都是表层较高，心土层次之，底土层最低，不同黑土间的差异不大。总之，腐殖质在土层中的分布规律虽相似，但其贮量存在着肥地较瘦地高的明显差异，显示了肥地各类腐殖质贮存量大的特点.
不同肥力水平的黑土中，腐殖质氮在土层中的含量变化，胡敏素氮的含量在所有土壤中都是表土最高，往下则随着深度而减少，但对不同的土壤来说，减少的幅度都不同，而荒地中随土层深度而急剧减少，在耕地中则是缓慢下降。
不同肥力水平的黑土中，有机磷的含量变化，整个土层中的有机磷含量是荒地＞肥地＞瘦地；耕地表土有机磷很低，无机磷却很高，这可能是由于地区内的黑土，在耕种过程中长期施用化肥的缘故。
总结，黑土荒地有机质含量高，主要营养含量比耕地多，全量碳、氮、磷的含量及有机磷的贮两按下列顺序减少：荒地＞肥地＞瘦地.在知道了这些基本数据以后我们就可以更好地用Pallo法对该种耕地土壤腐殖质进行分组。
1 材料与方法
1.1 供试土壤
该种草甸土采自嫩江地区，分0～20cm、20～40cm和40～60cm三层取样，风干后过0.25mm筛供分组用。
1.2 分析方法
1.2.1 土壤腐殖质的分组
采用Pallo法，共将土壤腐殖质划分为9个组分。首先用2mol/L H3PO4提取出游离FA（FAf）；然后用0.1mol/L Na4P2O7提取焦磷酸钠HA（HAp）和焦磷酸钠FA（FAp）；继而用0.1mol/L NaOH提取出氢氧化钠HA（HAs）和氢氧化钠FA（FAs）。直接将上述提取出HA、FA的剩余残渣（即HM）先用0.5mol/L H2SO4溶解铁、铝氧化物和氢氧化物，然后用0.1mol/L NaOH提取出铁结合HM（HMi）；通过1mol/L HF-HCl混合液破坏粘土矿物与HM之间的紧密结合，再用0.1mol/L NaOH提取出粘粒结合HM（HMc）；HMi和HMc可以统称为溶解性HM（SHM）；剩余的组分称为非溶解性HM（ISHM）。
1.2.2 测定方法
各组分有机碳用重铬酸钾容量（外加热）法测定，HA、FA、HN有机碳为各自组分有机碳之和。色调系数（Δlogk）用Kumada法测定[2]。其余用常规法测定[3]。
2 结果与分析
2.1 土壤腐殖质组分数量特征
这种土壤有机质组成均以HA、HM为主，FA含量较低。一般随土层深度增加，HA、FA、HM的绝对含量均为表层（0～20cm）最高，下层（40～60cm）最低，这与全土有机碳量的变化一致；HA、HM的相对含量也下降，FA的相对含量增加。HA与FA相比，表层中HA的含碳量明显高于FA，草甸土中约高119%；随深度增加，HA的含碳量较高，草甸土中分别为88.7%、6.63%，由此导致HA/FA比值随深度增加逐渐降低（图1）。上述结果说明，土壤表层中更有利于HA的积累，腐殖化程度较高；而下层中则更有利于FA的积累，腐殖化程度较低。这可能与FA溶解性较大，易随水分等迁移至下层有关。
2.2 土壤腐殖质组分结构特征
一般认为，色调系数（Δlogk）能够反映腐殖质分子结构的复杂程度，即Δlogk越高，说明其分子结构越简单；反之，Δlogk越低，则说明其分子结构越复杂。Δlogk与E4/E6比值正相关，而与表示腐殖化度的另一个指标——相对色度（RF）负相关。我们以往的研究表明，用Δlogk作为结构表征指标，不仅容易测定，而且与用其它方法所得结果基本一致。目前，Δlogk主要用于HA、FA，而很少用于HM的结构表征。
必须指出的是，由于腐殖质本身结构的复杂性，因此上述用Δlogk所得结果只是十分初步的，还需用其它方法和指标进行验证。
3 小结
采用Pallo法对草甸土土壤腐殖质分组组分的研究表明：HAp是HA的主要组分；FAf是FA的主要组分；ISHM是HM的主要组分。一般来看，FAp、FAs比相应的HAp、HAs的分子结构简单；HMi比HMc的分子结构简单；随土层深度增加，HAp、HAs的分子结构变简单，而HMi、HMc的分子结构变复杂。
