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135 刘 鑫等:开垦年限对稻田土壤腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响

1 期 著升高,而米粒的全氮含量也趋于升高.对于稻 田不同开垦年限土壤具体各腐殖质组分变化少有 研究. 水稻是我国最主要的粮食作物,我国粮食生 产总量的大部分来自于东北地区.东北地区稻田面 积总数虽然现已超过667亿hm2 (其中黑龙江省达 到533亿hm2 ,吉林与辽宁省各为66亿hm2 ),且在 全国水稻面积中占有重要地位,但是稻田开垦年限 短且大多由旱田转变而来,并且一部分转变的稻田 由于水利设施的不完备又再次改回旱田.在这种不 规律的转变过程中,稻田土壤的碳固定能力、土壤 肥力和CO2的排放情况等如何演变,国内外对此研 究较少,所以对东北地区稻田土壤的研究有重大意 义.水稻产量主要取决于土壤肥力,土壤有机质是 土壤肥力的重要组成成分,土壤腐殖质又是土壤固 相物质的重要组成部分,对土壤肥力的发生和发 展起着巨大作用[5-8] ,也是衡量土壤肥力的重要指 标.它影响农田生态系统的生产力,同时有机质的 分解也会对大气中CO2浓度产生极大影响[9] .了解 稻田土壤有机质含量及组成变化,对于充分利用土 地资源、实现作物的优质生产、增加粮食产量以及 环境友好有重要作用[10] .

1 材料与方法 1.1 研究区概况 采样点为吉林省磐石市朝阳山镇青山村,位于 吉林省东南部,地处松辽平原向长白山过渡地带, 属于丘陵半山区,气候为温带大陆性季风气候. 年均气温4.1 ℃,年均降水量676.5 mm,年均日照

2 491 h,无霜期约125 d.土壤类型为暗棕壤 型水稻土.土壤基本性质如下:有机碳含量10.36~22.54 g kg-1 ,pH 5.40~5.91,电导率 0.101~0.295 mS cm-1 ,速效氮、有效磷和速效钾 含量分别为42.3~117.

5、15.3~31.0和46.5~111.0 mg kg-1 .土壤的基本情况见表1. 表1 不同开垦年限稻田土壤基本情况 Table

1 Basic situations of the studied paddy fields different in cultivation history 开垦年限 地理位置 海拔高度 周围情况 Cultivation history(a) Geographical location Altitude(m) Surrounding

5 E 125°41′22″,N43°02′39″ H391 稻田

20 E 125°41′20″,N43°01′24″ H391 玉米地与稻田

50 E125°36′21″,N43°03′09″ H392 稻田 1.2 试验方法 选择开垦年限分别为5 a、20 a、50 a的稻田为 研究对象.各采样点近几年水稻品种均为 庆林

518 ,每年五月初开始插秧,常规管理,施肥情 况基本一致.2014年5月2日进行土壤样品采集, 选择相邻3个田块(共用田埂)作为重复,每个田 块随机选取3个样点,混合为一个样品.采样深度 为0~15 cm、15~30 cm.土样带回实验室自然风 干,过2 mm、0.25 mm筛备用. 1.3 项目分析与测定 土壤中水溶性物质(WSS)、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和胡敏素(Hu)用腐殖 质组成修改法[11] 提取.称取过0.25 mm筛的风干 土壤5 g于离心管中,加入50 ml蒸馏水并搅拌均 匀,于(70±2)℃恒温水浴振荡器中振荡提取1 h,离心所得到的上清液为WSS,向离心管中加入

3 0 m l

0 .

1 m o l L -

1 N a O H + N a

4 P

2 O

7 混合液,(70±2)℃恒温水浴振荡提取1 h,离心所得的 上清液为腐殖物质(HE),用0.5 mol L-1 H2SO4调节pH为1.0~1.5,(70±2)℃恒温水浴锅中保温 1~2 h,静置过夜后,上清液为FA,沉淀为HA, 离心管中的残渣即为粗Hu. HA的提取和纯化采用IHSS定性提取法[12] . 称取2 mm筛土样100 g于2