不同农艺措施对冀北坝上土壤溶解性机质组分特征的影响

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溶解性有机质是土壤中重要的活性组分,其组分含量及结构特征能够敏感反映农事活动对农田土壤的影响。农艺措施是影响土壤理化生物性状及作物产量的关键农事活动,其对土壤溶解性有机质的影响是当今研究的热点方向,冀北坝上地区近年来土壤沙化、干旱是影响农业生产的关键问题。为建立冀北坝上地区培肥地力,节肥节水增产增效农艺措施技术体系,本论文通过对冀北坝上地区种植模式,有机肥用量以及肥水管理措施三种农事活动开展研究,利用荧光光谱、紫外光谱等技术手段分析土壤溶解性有机质组分特征进行分析,探讨不同农艺措施对溶解性有机质组分特征的影响。通过溶解性有机质分的影响机制,从而优化冀北坝上地区的农艺措施技术体系,研究结果如下:(1)通过冀北坝上地区不同种植模式下土壤DOM的研究,可见,各类型土壤三维荧光光谱图上均能分辨出类富里酸峰(峰A)、类蛋白质峰(峰B)、类腐植酸峰(峰C)和类络氨酸峰(峰D),土壤DOM的∑Fex/em值在14.8324.29,荧光峰A占比在17%21%之间,荧光峰B占比在5%12%之间,荧光峰C占比在50%80%之间,荧光峰D占比在6%-22%之间。总荧光峰强度大棚菜地和露地蔬菜田高于草地,马铃薯田、青贮玉米田和燕麦田低于草地;荧光峰A、荧光峰B和荧光峰D峰值燕麦地最高大棚蔬菜地最低,荧光峰C峰值大棚菜地最高马铃薯地最低。不同种植模式土壤DOC含量在71.58179.64 mg.kg-1之间,土壤DOP含量在0.8311.03 mg.kg-1之间。总体来看冀北坝上高水肥管理种植模式的农田土壤DOM中类腐植酸组分较高,腐殖化程度较高,芳香性较低,主要来源于陆源。为减少坝上地区土壤养分损失,培肥地力,增强土壤抗风蚀能力,应增施有机肥增加高肥水管理的种植模式。(2)通过不同有机肥用量对土壤DOM组分的影响研究,可见,随着有机肥用量的增加,土壤∑Fex/em的值呈上升趋势,峰A强度呈下降趋势,峰B强度值呈抛物线趋势,峰C强度呈上升趋势,峰D强度呈抛物线趋势。随着有机肥用量的增加土壤DOC和DOP含量呈上升趋势。根据荧光和紫外光谱参数可见,随着有机肥用量的增加土壤DOM类腐植酸组分呈上升趋势,类蛋白组分呈先升后降趋势,土壤DOM腐殖化程度呈增加趋势,自生源下降陆源增加,芳香性下降,土壤腐熟程度呈抛物线型变化。表明过量施用有机肥增加土壤大分子有机物,降低土壤供肥能力和微生物活性,因此冀北坝上地区应适量增施有机肥。(3)通过不同肥水条件对土壤DOM影响的研究,可见,随着水分的增加,土壤DOM的∑Fex/em呈增加趋势,随着有机肥用量的增加,土壤DOM∑Fex/em呈下降趋势,碳水耦合条件下,低碳高水土壤DOM∑Fex/em最高,高碳低水土壤DOM∑Fex/em最低。碳水耦合条件下,土壤DOP和DON含量高水高肥处理最高,低水低肥处理最低。随着培养时间的延长,土壤DOM∑Fex/em呈下降趋势,荧光峰A峰值呈下降后升趋势,荧光峰B峰值呈下升后降趋势,荧光峰C峰值呈波动式变化,荧光峰D峰值呈下降趋势。表明,土壤中有机碳和水分是影响土壤DOM含量及组分的两个重要因素,土壤有机碳是DOM的主要来源,土壤水分是土壤DOM迁移转化的关键因素。土壤中DOM在有机碳和水分的共同作用下由总有机碳向DOM转化,DOM由大分子组分向小分子组分转化,进一步被生物所利用,生物残体再转化为DOM的类蛋白组分。
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