Characteristics of Humic Substances in Paddy Soils

In the present paper,the composition of humus and the charateristics of humic acid from seven paddy soils were compared with those of upland (and/or natural) soils.Results show that:(1) in each group of the soil samples for comparison the HA/FA ratio of the humus of a paddy soil,in most cases,was appreciable higher than that of adjacent upland(and/or natural) soil derived from the same parent material;(2) the humic acid extracted from the paddy soils was characterized by a higher C/O ratio,a higher content of methoxyl groups,and a lower content of carboxyl groups than those from the corresponding upland (and/or natural) flooded soils,implying that the humic acid formed under rice cultivation is in a lower degree of humification than that formed under upland(and/or natural) conditions;and (3) the humic acid of paddy soils,however,was not always characterized by a lower aromaticity than that of the corresponding upland(and/or natural) soils.

泥炭土腐殖酸环境室内模拟试验研究

为能提供一种贴合天然环境的泥炭土腐殖酸环境,通过在冲洪积黏性土中掺入胡敏酸(Humic Acid, HA)试剂和富里酸(Fulvic Acid, FA)试剂人工制备泥炭土试样,并将试样浸泡在富里酸液中来模拟泥炭土腐殖酸环境。采用腐殖酸含量检测试验、扫描电镜(Scanning Electron Microscope, SEM)、X射线衍射(X-Ray Diffraction, XRD)、X射线荧光光谱(X-Ray Fluorescence spectroscopy, XRF)和无侧限抗压强度(qu)试验来评估模拟效果及可行性。结果表明,在pH值为6.0的浸泡液中浸泡90 d后,试样中富里酸实测质量分数超过了初始掺量,而胡敏酸的实测质量分数相较于初始掺量表现出波动性。试样中孔隙随着腐殖酸掺量的增加而逐渐发育连通,试样所含的原生矿物主要为石英和云母,主要元素为O、Si、Al和Fe。通过与天然泥炭土环境对比分析,揭示了模拟的腐殖酸环境在微观特征上与天然腐殖酸环境具有相似性。宏观力学试验结果表明,模拟试样的qu随腐殖酸掺量的增加而降低,对比分析显示模拟试样的力学性能与天然泥炭土的力学性能接近。以上结果表明,采用所提出的方法可以模拟出与天然泥炭土环境相近的泥炭土腐殖酸环境。

长期施用生物炭对棕壤养分及腐殖质组分的影响

【目的】研究长期施用生物炭对棕壤养分含量及腐殖质组分含量的影响,为评价生物炭在提高土壤肥力水平和调控土壤腐殖质组成及稳定性方面的长效作用提供科学依据。【方法】以生物炭田间定位试验为基础,采用随机区组设计,设置4个施炭量处理:0(CK)、15.75 t·hm^(-2)(BC1)、31.50 t·hm^(-2)(BC2)和47.25 t·hm^(-2)(BC3),分别测定生物炭施用4年和8年后土壤有机碳(SOC)、氮磷钾速效养分、氮磷钾全量养分以及土壤富里酸(FA)、胡敏酸(HA)和胡敏素(HM)含量。【结果】施用生物炭可提高SOC含量,BC1、BC2、BC3处理SOC含量较CK处理提高了37.35%—72.97%。施用生物炭显著提高了土壤速效钾(AK)含量,与CK处理相比,BC1、BC2和BC3处理土壤AK含量较CK处理分别提高了11.67—14.00、19.33—22.33和12.33—35.33 mg·kg-1。施用生物炭对土壤全氮(TN)、碱解氮(AN)、全磷(TP)、速效磷(AP)和全钾(TK)含量影响不大(除个别处理)。施用生物炭显著提高了土壤HA、可溶性腐殖质(HE)和HM含量。与CK处理相比,BC1、BC2和BC3处理土壤HA含量分别提高了39.68%—40.91%、30.91%—50.79%和34.55%—57.14%。BC1、BC2和BC3处理土壤HE含量较CK处理分别提高18.02%—29.74%、16.81%—30.48%和15.92%—24.91%。与CK处理相比,BC1、BC2和BC3处理土壤HM含量分别提高了48.39%—58.94%、13.57%—89.23%和82.36%—105.82%。施用生物炭4年后对土壤FA含量无显著影响,但施用生物炭8年后显著提高了土壤FA含量,BC1、BC2和BC3处理较CK处理分别提高了22.01%、30.19%和18.24%。在2016年,各施炭处理提高了土壤HA/HE和HA/FA,但降低了HE/HM,但在2020年,仅BC1处理显著提高了土壤HA/FA,BC3处理显著降低了HE/HM。通过冗余和相关分析表明,SOC、TK、AK、TP和AP与腐殖质组分含量存在显著的正相关关系;SOC和TK与土壤腐殖质的稳定性呈显著正相关关系,但土壤SOC、AK、TP和AP与土壤腐殖质的活性呈显著负相关关系。【结论】长期施用生物炭可改善土壤养分状况,主要表现在提高SOC和AK含量;长期施用生物炭可提高土壤腐殖质组分的含量,主要表现在提高土壤HA和HM含量,但对土壤腐殖质稳定性的影响会随时间推移被减弱;土壤养分含量与土壤腐殖质组分含量及稳定性存在显著正相关关系。

腐殖酸对外源砷在土壤中形态转化和有效性的影响

通过室内培养的方法,探讨腐殖酸(HAs)的两种活性组分——富里酸(FA)和胡敏酸(HA)及其不同比例(HA/FA)对土壤As形态转化及有效性的影响。结果表明,HAs的两种组分对土壤As的形态均具有显著影响,其影响程度和方向与其浓度、比例及外源As含量有关。FA和添加量≤1%C的HA能增加土壤交换态As(Ex-As)的含量,添加量≥3%C的HA能降低土壤Ex-As含量;两种组分都能降低土壤铝型As(Al-As)和铁型As(Fe-As)含量,增加残渣态As(Res-As)含量,FA比HA的作用效果更强;在等量(1%C)HAs条件下,HA/FA≥5/5时HAs能降低Ex-As含量,≤3/7时则能增加Ex-As的含量。HAs对土壤有效As的影响是其对As形态分配综合作用的结果,对土壤有效As贡献最大的是Ex-As和Ca-As;HA和添加量较高(≥5%C)的FA能够降低外源As在土壤中的有效性,而添加量较低(≤3%C)的FA能在一定程度上增加土壤As的有效性。因此,掌握有机物料合理的用量和活性组分比例是其作为土壤As活性调控剂的前提。

土壤中水溶性有机质的结构特征及环境意义

采用元素分析,1H—NMR和FTIR研究了3种水稻土中水溶性有机质(DOM)的组成及结构特征,并与富里酸(FA)、胡敏酸(HA)进行了比较。结果表明,DOM主要由碳水化合物组成,芳香族物质少,烷基链烃含量少且支链短,分子结构简单;HA含有大量的芳香族不饱和物质,烷基链烃含量多且支链长;FA含有大量的羧基官能团。3种土壤HA的结构组成相似,而DOM则变化较大,即桑园土壤DOM碳水化合物含量相对较多;水杉土壤DOM烷烃物质和芳香族不饱和物质较多,而碳水化合物相对少;水田土壤DOM介于两者之间。

秸秆还田模式对土壤有机碳及腐植酸含量的影响

通过9年水稻-小麦轮作田间定位试验,探讨南方稻麦两熟制农田秸秆还田模式对土壤有机碳(SOC)和腐植酸(HE)的影响。试验设置仅麦秆稻季还田(W)、仅稻秆麦季还田(R)、秸秆稻麦季均还田(RW)和秸秆均不还田(CK)共4个处理。结果表明,秸秆还田显著(P<0.05)提高了0~10 cm土层SOC,对土壤总氮(TN)无明显影响;不同秸秆还田模式处理下,0~10 cm土层SOC及TN大小为W>RW>R>CK;10~20 cm SOC及TN大小均为W>CK>RW>R,但各处理之间的差异均不显著。秸秆还田处理中,0~10 cm土层土壤HE、富里酸(FA)和胡敏酸(HA)均低于CK,而在10~20 cm土层则高于CK。不同秸秆还田方式间,0~10 cm土层的HE、FA和HA以W处理为最高,其土壤腐殖化程度最大;而10~20 cm土层则以RW处理为最高,W处理的土壤腐殖化程度最小。相比其他秸秆还田模式,麦秸稻季还田能更好地提高土壤表层有机碳含量和腐殖质品质。

垃圾焚烧厂渗滤液处置工艺中溶解性有机物变化特性

采用"物化+生物处理+深度处理"组合工艺处理垃圾焚烧厂渗滤液,探索组合工艺对渗滤液的实际去除效果,考察渗滤液中溶解性有机物(DOM)的组成及其结构特性随组合工艺的变化规律,并对其机理进行了初步探讨.结果表明,当进水COD和氨氮的平均值分别为17825,1946mg/L时,组合工艺对渗滤液中COD和氨氮去除率均达到99%左右,出水COD、氨氮、色度分别为57mg/L、5mg/L、15倍.组合工艺对渗滤液DOM中腐殖酸(HA)、富里酸(FA)和亲水性有机物(HyI)的去除率均达到99%左右,对HA、FA、HyI削减显著的工艺单元分别为混凝2、厌氧和颗粒活性炭(GAC),削减率分别达到86%、77%和84%.出水HA、FA和HyI的COD浓度分别为10,23,6mg/L,其中分子量较小的FA为出水主要组分.随着组合工艺处理过程的进行,渗滤液中DOM的紫外区吸光度值显著下降,DOM的E254、E253/E203分别由1.55、0.64下降至0.012和0.024,说明DOM的芳香性和复杂程度显著降低,脂肪链芳香化合物逐渐增加;此外,E300/E400和E465/E665分别由2.65和2.17增加至9.78和8.03,表明渗滤液中溶解性有机物腐殖化程度不断降低,芳香构化程度不断减小.

土壤中水溶性有机质的结构特征及其与富里酸、胡敏酸的比较

采用元素分析、1HNMR和FTIR研究了黄泥土中水溶性有机质组成及结构特征,并与富里酸、胡敏酸进行比较。结果表明:胡敏酸含有大量的芳香族不饱和物质,烷基链烃多,支链长;富里酸以含有大量的羧基为主要结构特征;水溶性有机质主要由碳水化合物组成,含有大量的羟基,芳香族不饱和物质少。

腐殖酸结合汞在土壤中的分布特征

采集了四川省内有代表性的26个土壤,对腐殖酸结合汞在土壤中的水平分布和在土壤剖面中的垂直分布进行了分析讨论.结果表明,腐殖酸结合汞及其两组分在土壤中的分布受到内在物源腐殖酸和外来汞源的决定性影响,以及土壤性质的影响.腐殖酸结合汞(HAs-Hg)和组分胡敏酸结合汞(HA-Hg)在不同土纲土壤中以淋溶土纲含量最高,其次是半水成土纲和初育土纲,最低是铁铝土纲;组分富里酸结合汞(FA-Hg)的含量以在半水成土纲中最低.在土壤剖面中,表现为土层越深,HAs-Hg与两组分含量、HA-Hg/FA-Hg比例越低.

交替冻融对东北典型土壤腐殖质的影响

以受季节性冻融过程影响显著的东北地区的黑土、暗棕壤和水稻土为例,采用实验室模拟的方法,研究交替冻融循环过程(分别在-20℃和20℃下处理)对土壤腐殖质的影响。研究表明:交替冻融后,黑土和暗棕壤松结态腐殖质质量分数分别增加了39%和28%,HA/FA分别上升了45%和35%;水稻土松结态腐殖质质量分数和HA/FA分别下降了18%和31%。三维荧光结果进一步验证,黑土、暗棕壤在交替冻融中土壤芳香化程度增高,HA/FA上升,而水稻土则相反。黑土和暗棕壤松结态腐殖质和HA/FA升高,主要是微生物分解作用和土壤大团聚体破坏等原因造成,水稻土松结态腐殖质和HA/FA降低,主要是水稻土的缺氧环境造成。

有机物料培肥对风沙土结合态腐殖质中富里酸与胡敏酸的影响

通过不同的试验设计 ,三年间对风沙土进行秸秆等有机物料培肥 ,研究其结合态腐殖质中富里酸与胡敏酸含量的变化。结果表明 ,不同的有机物料培肥均能提高风沙土松结态、稳结态富里酸的含量 ,处理间胡敏酸含量的变化不十分明显 ,但胡敏酸与松结态、稳结态腐殖质的比值 ,随着培肥年限的增加 ,与 CK处理比较 ,有降低的趋势。松结态、稳结态腐殖质中胡敏酸与富里酸的比值 ,与 CK处理比较 ,也呈降低趋势。经统计分析表明 ,以处理低量麦秸 +泥炭全肥 +泥炭效果最好。

腐殖酸对灰棕紫泥中汞赋存形态的影响

通过室内培养探讨不同富里酸/胡敏酸(FA/HA)、腐殖酸含量、汞污染浓度对灰棕紫泥中汞赋存形态的影响。结果表明,施用腐殖酸降低汞的活性,腐殖酸各处理均能促进土壤中水溶态、交换态和酸溶态汞向碱溶态、有机结合态和残渣态汞转化。FA/HA≤0.7时,腐殖酸能够促进土壤中的活性态汞向惰性态汞转化,但当FA/HA≥1时,腐殖酸对土壤汞有一定的活化作用;含碳2%的腐殖酸对土壤汞的固定效果好于其他碳含量(0.5%,1%,1.5%碳)腐殖酸;当土壤中汞污染浓度达到3mg/kg时,腐殖酸对汞的固定效果要降低。

外源胡敏酸对土壤有机质组分变化的影响及其与茶树铅有效性的关系

通过盆栽试验分析了胡敏酸输入土壤6个月后茶树根际和非根际土壤有机质(SOM)及其组分,包括水溶性物质(WSS)、富啡酸(FA)、胡敏酸(HA)以及土壤微生物生物量(SMB)的变化,并对不同土壤有机质组分碳含量和茶树不同组织铅含量作了相关性分析。外源胡敏酸设置3个浓度水平(0、300、600mg kg-1),铅设置2个浓度水平(0、300 mg kg-1),试验共有6个处理。茶苗置于温室培养,6个月后分新叶、老叶、新茎、老茎、根收获。结果表明:根际并非总是富含有机质,未加铅处理根际土壤总有机碳(SOC)含量低于非根际;而加铅处理根际SOC含量高于非根际。HA加入土壤能够显著增加根际和非根际SOC和SMB的含量,但是加铅处理和不加铅处理增加幅度不同。高浓度HA显著增加了根际FA的含量,可能是HA部分裂解所致。非根际有机质各组分与茶树铅含量无显著相关关系;根际SOC、HA和茶树不同组织铅含量没有显著相关关系。根际WSS、FA与茶树嫩叶、老叶、嫩茎、老茎以及根部铅含量均存在显著或极显著正相关关系;而根际SMB与茶树各个组织铅含量存在显著负相关关系。总之,胡敏酸施入土壤改变了土壤有机质及其各个组分的含量,而根际某些土壤有机质组分的改变又显著影响了茶树不同组织铅的吸收和分布。

衡山土壤腐殖质研究

研究衡山自然保护区不同海拔各类土壤腐殖质含量、组成和性质．结果表明：衡山各类土壤腐殖质含量较丰富，均属富里酸型．ＨＡ／ＦＡ比值一般小于０．４，胡敏酸物质光密度较小，芳构化程度低．但随海拔升高，土壤中腐殖质含量增加，胡敏酸碳占有机碳总量百分率增高，表明海拔升高更有利于腐殖质的累积，特别是胡敏酸物质的缩合．同类土壤不同植被条件下腐殖质含量、组成和性质也有很大区别．因而，土壤腐殖质组成和性质不但是土壤高级分类单元的分类依据。

不同采伐年限马尾松人工林伐桩的胡敏酸和富里酸动态特征

伐桩腐殖化中胡敏酸和富里酸的周转是人工林土壤碳吸存和地力维持等关键生态过程的重要途径,尚缺乏必要关注。根据地方采伐档案,以1999—2013年四川盆地马尾松人工林采伐剩余的伐桩为研究对象,用年龄序列分解实验研究伐桩系统中木桩(SW)、根桩(SR)、树皮(B)和不同径级的根系(R1:0 mm<径级≤10 mm,R2:10 mm<径级≤25 mm,R3:25 mm<径级≤100 mm,R4:径级>100 mm)的胡敏酸与富里酸的动态特征。结果表明:经过15年的腐解,伐桩的胡敏酸含量增加,但储量减少;富里酸含量和储量都减少;胡敏酸/富里酸增大。伐桩系统的胡敏酸和富里酸储量分别介于1 688.35~4 434.99 kg/hm2和822.86~6 159.29 kg/hm2之间。相对于其他组分,根桩的胡敏酸和富里酸储量大于木桩和树皮,大径级根系的胡敏酸和富里酸储量大于小径级根系。可见,马尾松人工林伐桩系统具有较高的胡敏酸和富里酸储量,随腐解进行,其腐殖化程度逐渐增加。这些结果对于理解粗木质残体分解及人工林碳吸存过程具有重要意义。

紫色土丘陵坡地5种土地利用方式土壤腐殖物质特征比较

以衡阳紫色土的天然草地(Natural grassland,NG)、人工草地(Tame grassland,TG)、灌草地(Frutex and grassland,FG)、灌丛地(Frutex,FX)和乔灌地(Arbor and frutex,AF)5种土地利用方式的土壤为研究对象,分析5种土地利用方式土壤的腐殖物质(Humic substance,HS)组成和性质,并探讨与土壤理化性质之间的关系。研究发现:FG的腐殖物质含量最高,其次为TG,NG最低;土壤腐殖物质总碳(Total carbon,T-C)以胡敏素碳(Humin carbon,Hu-C)含量最高,胡敏酸碳(Humic acid carbon,HA-C)含量最低;TG与FG的胡敏酸碳/富里酸碳[Humic acid carbon/Fulvic acid carbon,(HA-C)/(FA-C)]含量最高,NG最低,TG,FG,FX与AF 0~20 cm土层的(HA-C)/(FA-C)含量显著高于20~40 cm土层(P<0.05);5种土地利用方式的HS,HA-C,富里酸碳,Hu-C,土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC),碱解氮(Alkali-hydrolyzable nitrogen,AN)与速效磷(Available phosphorus,AP)两两间呈显著或极显著正相关关系(P<0.05或P<0.01),土壤pH值与HS,HA-C,FA-C,Hu-C,SOC,AN,AP呈显著负相关关系(P<0.05)。研究结果表明,NG的HS组分含量较低,土质较差,而TG,FG的HS含量较高,土质较好,建议将NG开发成TG与FG土地利用方式,以提高土壤肥力。

有机物料对闽南侵蚀劣地土壤有机质的影响

采用砂滤管法研究了有机物料对土壤有机质的影响．结果表明，爬地兰、无刺含羞草、日本草、百喜草和宽叶雀稗地上和地下部物料的腐殖化系数分别为０．３２－０．３８和０．３４－０．４３．各物料均能显著提高土壤有机碳含量，增加的土壤有机碳地上部物料平均７７．５％、地下部物料平均６８．１％以有机无机复合状态存在．加入有机物料还能增加松、紧结合态腐殖质量，提高松紧比和增加松结态的胡敏酸和富里酸量．

硒、锌和富啡酸配施对不同质地潮土紫花苜蓿产量及鲜干比的影响

采用池栽方式,以砂土、壤土、黏土三种质地潮土为主处理,以仅施氮磷钾(即对照,NPK),氮磷钾+富啡酸(NPK+FA),氮磷钾+复合微肥(锌和硒)(NPK+Zn+Se),氮磷钾+富啡酸+复合微肥(锌和硒)(NPK+FA+Zn+Se)等4个施肥处理为副处理的裂区试验,研究不同质地条件下施肥对紫花苜蓿鲜草产量及鲜干比的影响。结果表明三种质地条件下紫花苜蓿鲜草产量表现为:壤土>黏土>砂土,且均随茬次增加逐渐降低,以砂土条件下降幅最大。三种质地条件下,适量富啡酸均显著促进了苜蓿鲜重的增加,且均以富啡酸与硒、锌微肥配施效果最好。各茬均以砂土条件下苜蓿鲜干比最低,但各处理间差异不显著。

不同有机物配施化肥对植烟土壤腐殖质碳的影响

探讨了不同有机物配施化肥对植烟土壤腐殖质碳的影响,旨在为衡量和评价不同有机物对植烟土壤质量和肥力的影响提供科学依据。结果表明,与单施化肥(T_1)处理相比,总体上腐熟麦秸秆(T_2)、生物炭(T_3)、芝麻饼肥(T_4)、牛粪(T_5)配施化肥处理土壤腐殖质总碳、富里酸碳、胡敏素碳的含量均有不同程度升高,增幅分别为13.71%、9.31%、12.57%、28.10%,24.35%、6.30%、13.73%、14.80%,10.93%、16.11%、3.96%、26.27%,另外,T_2、T_4、T_5处理土壤胡敏酸碳含量增加,增幅分别为10.56%、66.14%、103.93%;T_4、T_5处理土壤胡/富分别提高32.20%、63.93%,PQ(胡敏酸在腐殖酸中所占的比例)分别提高22.96%、48.95%。综上,有机物配施化肥能改善土壤腐殖质碳组分,牛粪配施化肥处理效果最好,生物炭表现最差。

腐植酸在西瓜种子发芽过程中的影响研究

研究了不同浓度黄腐酸、腐植酸和原料风化煤对西瓜种子生长发育的影响。研究结果表明,腐植酸类物质对西瓜种子生长有明显的促进作用,表现在选用合适浓度的溶液处理后,种子萌发率提高,萌发整齐,幼苗粗壮,种子的活力指数提高。浓度对其促进作用有较大的影响,浓度过大时反而对种子的萌发有抑制作用。