长期玉米连作下黑土各组分有机质化学结构特征

发布时间：2020-07-12 20:21

【摘要】：【目的】研究玉米连作24年前后黑土有机质红外光谱特征,探明长期玉米连作对黑土各团聚体及密度组分中有机质结构的影响,完善长期连作下土壤有机质化学结构动态变化理论。【方法】以中国科学院海伦农业生态试验站长期定位试验为研究平台,选取24年玉米连作下耕层(0—20 cm)土壤为研究对象,以试验设置前土样为对照,根据团聚体和密度大小,将土壤有机质进行分级,分别用元素分析仪和傅里叶红外光谱仪测定原土、各粒级团聚体及密度组分中的碳含量和有机质的红外光谱,对比分析玉米连作24年前后土壤有机质含量及红外光谱特征。【结果】玉米连作24年后,全土中碳含量降低5.3%,2—0.25 mm团聚体中碳含量显著降低,其他粒级团聚体中有降低的趋势;LF(游离态轻组)中碳含量增加32.74%,OF(闭蓄态轻组)中减少16.72%,MF(矿质结合态组分)中没有显著变化。土壤有机质中脂肪族-CH、多糖C-O、酚醇-OH吸收峰相对强度增强,芳香族C=C和羧基C=O吸收峰相对强度降低,脂肪族-CH/芳香族C=C比值增加。在各粒级团聚体中,-CH/C=C比值增加主要表现在2 mm团聚体中,主成分分析也表明2 mm团聚体中有机质结构变化最大,该粒级团聚体中3个密度组分LF、OF和MF有机质-CH/C=C比值增加,且LF中增加程度最大;在其他粒级中的3个密度组分有机质-CH/C=C比值有增加的趋势。【结论】长期玉米连作,黑土大粒级团聚体和各密度组分中有机质结构趋于脂肪化、简单化,团聚体和矿物质结合对有机质的保护作用降低,黑土有机质稳定性下降。
【图文】：

粒级,团聚体

1916中国农业科学49卷作图。2结果2.1黑土各密度组分及团聚体中碳含量玉米连作土壤各粒级水稳性团聚体中碳含量如图1-a所示，＜0.053mm团聚体中碳含量最少18.80—20.69g·kg-1，＞0.053mm团聚体中碳含量较高27.68—31.10g·kg-1。与玉米连作前相比，24年玉米连作下＞0.053mm团聚体中碳含量减少，且表1所示2—0.25mm团聚体中的差异显著；＜0.053mm团聚体中碳浓度增加，差异不显著。土壤各密度组分中碳含量如图1-b所示，OF组分中碳含量最高，其次是LF组分中，MF中的碳含量最少；表1所示，24年玉米连作后，各密度组分中碳含量有显著变化，LF中增加32.74%，OF中减少16.72%，全土和MF中碳含量变化不显著。含碳量arbonCoctcenratinog(kg·1-)图1全土和各粒级团聚体及各密度组分碳含量Fig.1Carboncontentinbulkandallaggregatesanddensityfractionations表1全土和各粒级团聚体、密度组分碳含量的独立样本T检验Table1Ttestofbulksoilandallaggregates,densityfractionations比较对象Comparisonobject原土分离组分Fractionationfrombulk均差Meandifference标准误Standarderrort值tvalue显著水平Significantlevel连作年限Continuouscroppingyears0—24年0-24year全土Bulk-1.610.42-3.810.062＞2mm0.110.820.1350.9052-0.25mm-1.720.39-4.420.048*0.25-0.053mm-0.920.65-1.420.292＜0.053mm0.560.580.960.438LF76.848.728.820.013*OF-65.534.23-15.500.004**MF0.651.350.480.6502.2黑土有机质红外光谱特征全土及各粒级团聚体、密度组分红外光谱测定结果如图2、图3所示，其吸收带和吸收峰相似，主要吸收峰是3620cm-1（醇酚自由-OH）、3380cm-1（酚醇缔合-OH）、1625cm

粒级,团聚体

【参考文献】

相关期刊论文前10条

1 黄金花;刘军;杨志兰;魏飞;郭成藏;景峰;刘建国;;秸秆还田下长期连作棉田土壤有机碳活性组分的变化特征[J];生态环境学报;2015年03期

2 尹小刚;王猛;孔箐锌;王占彪;张海林;褚庆全;文新亚;陈阜;;东北地区高温对玉米生产的影响及对策[J];应用生态学报;2015年01期

3 彭义;解宏图;李军;董智;白震;王贵满;陈智文;张旭东;;免耕条件下不同秸秆覆盖量的土壤有机碳红外光谱特征[J];中国农业科学;2013年11期

4 梁尧;韩晓增;丁雪丽;;东北黑土有机质组分与结构的研究进展[J];土壤;2012年06期

5 邢会琴;肖占文;闫吉智;马建仓;孟嫣;;玉米连作对土壤微生物和土壤主要养分的影响[J];草业科学;2011年10期

6 窦森;李凯;崔俊涛;关松;张晋京;;土壤腐殖物质形成转化与结构特征研究进展[J];土壤学报;2008年06期

7 张蕾;依艳丽;贺忠科;贾振文;杜安军;;沈阳市郊玉米连作土壤有机质组成及其对土壤结构的影响[J];土壤通报;2008年04期

8 肖彦春;窦森;;土壤腐殖质各组分红外光谱研究[J];分析化学;2007年11期

9 赵兰坡;王鸿斌;刘会青;王艳玲;刘淑霞;王宇;;松辽平原玉米带黑土肥力退化机理研究[J];土壤学报;2006年01期

10 郭景恒,朴河春,刘启明;碳水化合物在土壤中的分布特征及其环境意义[J];地质地球化学;2000年03期

相关期刊论文前10条

1 张福韬;乔云发;苗淑杰;韩晓增;;长期玉米连作下黑土各组分有机质化学结构特征[J];中国农业科学;2016年10期

2 谷思玉;何鑫;聂艳龙;张一鹤;杨艳;于雪薇;魏自民;;有机肥施用对盐渍土富里酸荧光特性的影响[J];环境科学研究;2016年05期

3 高凤杰;马泉来;韩文文;单培明;周军;张少良;张志民;王宏燕;;黑土丘陵区小流域土壤有机质空间变异及分布格局[J];环境科学;2016年05期

4 王婧怡;占今舜;邬彩霞;赵国琦;;植物化感物质及其机理[J];饲料博览;2016年04期

5 高强伟;代斌;罗承德;刘丽;马丹;张翠翠;;蜀南竹海毛竹林土壤物理性质空间异质性[J];生态学报;2016年08期

6 赵英男;黄珊珊;郑宝香;;黑龙江省玉米连作潜在危害及应对措施[J];现代化农业;2016年04期

7 赵欣宇;吴景贵;刘文利;曲晓晶;;农业有机废弃物对黑土腐殖质元素组成的影响[J];水土保持学报;2016年02期

8 顾秋蓓;杨琼;余涛;杨忠芳;;耕作措施对土壤有机碳稳定性的影响——以黑龙江省与吉林省典型地区为例[J];现代地质;2016年02期

9 韩瑞芸;陈哲;杨世琦;;秸秆还田对土壤氮磷及水土的影响研究[J];中国农学通报;2016年09期

10 马泉来;高凤杰;张志民;单培明;韩文文;周军;曲茉莉;;我国东北黑土丘陵区小流域土壤有机质空间分布模拟[J];环境科学研究;2016年03期

相关期刊论文前10条

1 陶志强;陈源泉;隋鹏;袁淑芬;高旺盛;;华北春玉米高温胁迫影响机理及其技术应对探讨[J];中国农业大学学报;2013年04期

2 杜章留;任图生;胡春胜;;保护性耕作对太行山前平原土壤热水解和酸解有机碳的影响[J];中国农业科学;2013年11期

3 潘剑玲;代万安;尚占环;郭瑞英;;秸秆还田对土壤有机质和氮素有效性影响及机制研究进展[J];中国生态农业学报;2013年05期

4 周怀平;解文艳;关春林;杨振兴;李红梅;;长期秸秆还田对旱地玉米产量、效益及水分利用的影响[J];植物营养与肥料学报;2013年02期

5 陈云峰;韩雪梅;胡诚;李双来;乔艳;刘东海;;长期施肥对黄棕壤固碳速率及有机碳组分影响[J];生态环境学报;2013年02期

6 赵龙飞;李潮海;刘天学;王秀萍;僧珊珊;;花期前后高温对不同基因型玉米光合特性及产量和品质的影响[J];中国农业科学;2012年23期

7 尹小刚;刘武仁;郑洪兵;张海林;褚庆全;文新亚;殷鹏飞;陈阜;;松辽平原中部地区应对气候干旱变化的土壤耕作技术[J];农业工程学报;2012年22期

8 刘军;唐志敏;刘建国;张东升;刘萍;蒋桂英;;长期连作及秸秆还田对棉田土壤微生物量及种群结构的影响[J];生态环境学报;2012年08期

9 纪文君;史舟;周清;周炼清;;几种不同类型土壤的VIS-NIR光谱特性及有机质响应波段[J];红外与毫米波学报;2012年03期

10 赵龙飞;李潮海;刘天学;王秀萍;僧珊珊;潘旭;;玉米花期高温响应的基因型差异及其生理机制[J];作物学报;2012年05期

相关期刊论文前10条

1 周世忠;王自林;李淑敏;赵凤涛;贾昀秋;;玉米连作效果分析[J];耕作与栽培;1993年03期

2 李新;;辽宁玉米连作问题浅析[J];辽宁农业科学;2014年01期

3 吴雨华,诸叶平;小麦—玉米连作智能专家系统在生产领域的推广应用[J];农业与技术;2004年03期

4 谢佳贵;张宽;王秀芳;王立春;张国刚;尹彩侠;杨锡财;邹明辉;李杰;;磷肥在黑土春玉米连作区玉米后效作用的研究[J];吉林农业科学;2006年02期

5 蒋彦江;金莹;金彦文;;黑龙港粮区小麦玉米连作中的主要问题及改良措施[J];农业科技通讯;2011年02期

6 周世忠;王自林;刘凤洁;;玉米连作试验研究报告[J];吉林农业科学;1992年01期

7 贺业富;玉米连作要品种倒茬[J];新农业;1995年01期

8 张运经;江河洲滩春秋玉米连作高产的关键措施[J];湖北农业科学;1998年03期

9 高凤菊,戴忠民,朱金英,崔光泉,王友平;小麦-玉米连作条件下高产高效栽培模式研究[J];玉米科学;2004年01期

10 栾天明;;玉米连作田增施钾肥的试验研究[J];辽宁农业职业技术学院学报;2008年01期