PDF《不同 CO2 浓度对玉米秸秆分解期间土壤 腐殖质形成的影响3》

3 国家自然科学基金项目(40271069 ,40471076) 和高校博士点基金项目(20040193002) 资助 作者简介 :窦森(1959~) ,男 ,教授 ,博士 ,主要从事土壤有机质研究.

E2mail : dousen @tom. com 收稿日期 :2006 -

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收到修改稿日期 :2006 -

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08 不同 CO2浓度对玉米秸秆分解期间土壤 腐殖质形成的影响3 窦森于水强 张晋京 (吉林农业大学资源与环境学院 ,长春 130118) 摘要以往人们较多的研究了土壤有机碳与温室气体的源、 汇关系问题 ,却很少研究温室气体对土 壤有机碳本身分解转化和各组分性质的影响.为了探讨 CO2浓度升高对腐殖物质形成转化的作用 ,本文通过 室内人为高浓度 CO2的培养试验 ,用腐殖质组成修改法研究了玉米秸秆分解期间 (1~180 d) 土壤总有机碳 (TOC) 、 水溶性物质(WSS) 、 碱提取腐殖物质(HE) 、 胡敏酸(HA) 和胡敏素(HM) 数量的动态变化规律及不同 CO2 浓度对有机碳各组分形成与转化的影响.结果表明 :玉米秸秆分解期间 , 新形成 的净 TOC 逐渐降低 ,净HE 表现为先增加而后下降的趋势 ,HM 的绝对数量逐渐下降.可提取腐殖物质中 HA 的比例(PQ) 先增加后下降 , 最终趋于平稳 ,说明最初富里酸(FA) 的形成速度大于 HA ,随培养时间的延长 ,FA 和HA 经历了一段相互转化 的过程 ,最终达到动态平衡.30 % CO2浓度(V/ V) 处理的 TOC、 WSS、 HE 和HM 数量明显高于

3 % CO2浓度处理 和正常 CO2浓度(01037

5 %) 处理 ,其中 WSS 和HM 反应更为敏感.但3%CO2浓度处理与正常 CO2浓度处理的 差异不明显.可提取腐殖物质的 PQ 的顺序是

30 % CO2浓度处理 >

3 % CO2浓度处理 >

正常 CO2浓度处理 ,说明CO2浓度增加更有利于 FA 而不利于 HA 的形成和稳定. 关键词 二氧化碳浓度 ;

玉米秸秆分解 ;

腐殖质形成 ;

腐殖质组成 ;

胡敏酸比例(PQ) ;

胡敏素 ;

富里酸 中图分类号 S153 文献标识码 A 土壤腐殖物质是有机物料在微生物、 酶的作用 下形成的特殊类型的高分子有机化合物的混合 物[1] .它的形成与转化对土壤肥力、 土壤固碳和环 境解毒有重要意义.土壤施用有机物料 ,不仅是提 高土壤肥力最有意义的途径[2] ,也有利于土壤固碳 和增加土壤对环境的解毒能力.因此必须探索不同 条件下有机物料在土壤中分解、 转化以及参与土壤 腐殖物质形成的规律.土壤的环境条件决定着腐殖 物质的形成是以 HA 为主 ,还是以 FA 为主[1] ,但对 于腐殖物质的形成转化和驱动因素还有许多不清楚 之处.从热力学的角度 ,由于任何有机物质都可以 由H2O、 O2 、 CO2这三种物质组成 ,而且最终又都可以 分解成这三种物质[3] ,所以空气中 O2和CO2浓度的 高低可能对土壤有机质各组分的始态和终态产生影 响 ;

从生物化学的角度 ,空气中 O2和CO2浓度还会影 响到土壤微生物活性 ,进而改变土壤有机质各组分 的形成转化过程.同时从温室气体的角度 ,以往的 研究多集中在土壤有机碳与 CO2的源、 汇关系上 ,关于CO2浓度升高对土壤有机质分解与腐殖物质转化 影响的研究报道较少[4 ,5] .我们最近报道了 O2浓度 对土壤有机质形成转化的影响[6] ,本文则探讨在不 同CO2浓度的特定培养条件下 ,玉米秸秆分解期间 腐殖物质各组分的数量及组成的动态变化规律 ,为 阐明不同土壤腐殖质组分的固碳潜力、 碳截获顺序 及其肥力和环境意义提供基础资料.