全 文 ：不同肥力条件下黑土及其有机无机复合体
的腐殖质组成 3
赵兰坡1 3 3 　王　杰1 　刘景双2 　刘淑霞1 　王艳玲1 　王鸿斌1 　张志丹1
(1 吉林农业大学资源与环境学院 ,吉林省生态恢复与生态系统管理省部共建国家重点实验室 ,长春 130118 ;
2 中国科学院东北地理与农业生态研究所 ,长春 130012)
【摘要】　采用 Kumada 法研究了不同肥力黑土及其复合体的腐殖质组成. 结果表明 ,黑土培肥后 ,粉粒和
细砂复合体含量增多 ;土壤及各级复合体游离态和结合态腐殖质含量得到不同程度提高 ,但游离态腐殖质
的腐殖化度降低. 这种作用在粉粒和细砂复合体中表现得更为明显. 随复合体粒径增大 ,复合体有机碳含
量、腐殖质提取率、游离态腐殖质含量及游离态胡敏酸的腐殖化度等均有降低趋势. 胡敏酸分类结果表明 ,
高肥土壤游离态胡敏酸均为 RP 型 ,低肥则为 RP 型和 B 型. 随复合体粒径增大 ,游离态胡敏酸类型变化序
列主要为 :A 型 (粘粒) →B 型 (粉粒) →RP 型 (细砂) ;无论粒径大小 ,结合态胡敏酸大多为 A 型. 土壤培肥
后 ,可使全土及各级复合体的游离态腐殖质的腐殖化度降低 ,进而会发生型变. 在黑土中 ,游离态胡敏酸的
型变主要体现在粉粒复合体中 ,结合态胡敏酸的型变主要体现在细砂复合体中.
关键词 　黑土 　有机无机复合体 　腐殖质组成 　胡敏酸类型
文章编号 　1001 - 9332 (2005) 01 - 0093 - 07 　中图分类号 　S15813 　文献标识码 　A
Humus composition of black soil and its organo2mineral complexes under different fertility level. ZHAO Lan2
po1 , WAN G Jie1 , L IU Jingshuang2 , L IU Shuxia1 , WAN G Yanling1 , WAN G Hongbin1 , ZHAN G Zhidan1
(1 College of Resource and Envi ronment , Jilin A gricultural U niversity , Changchun 130118 , China ;2 Northeast
Institute of Geography and A gricultural Ecology , Chinese Academy of Sciences , Changchun 130012 , China) .2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2005 ,16 (1) :93～99.
Determinations by Kumada method showed that with the improvement of black soil fertility ,the free and com2
bined humus contents in soil and its different size organo2mineral complexes increased ,but the humification de2
gree of free humus decreased ,which was more obvious in silt and fine sand size complexes. The organic carbon
content in complexes ,humus extraction rate ,free humus content ,and humification degree of free humic acid de2
creased with the increasing particle size of complexes. All free humic acids in fertile soil were Rp type ,while in un2
fertile soil ,they were Rp and B type. With the increasing particle size of complexes ,the type of free humic acids
changed in the sequence A type (clay) →B type (silt) →Rp type (fine sand) . Combined form humic acid mainly be2
longed to A type ,no matter what particle size the complex was. The improvement of soil fertility could make the
humification degree of free humus in soil and its complexes decrease ,and furthermore ,result in type change. In
black soil ,the type change of free humic acid mainly occurred in silt size complex ,and that of combined form hu2
mic acid mainly occurred in fine sand size complex.
Key words 　Black soil , Organo2mineral complex , Composition of humus , Types of humic acid.3 国家自然科学基金项目 (30370846)和国家教育部科技重点资助项
目 (02045) .3 3 通讯联系人.
2003 - 11 - 18 收稿 ,2004 - 04 - 11 接受.
1 　引 　　言
吉林省中部黑土区是国家重要的玉米生产基
地. 近些年来 ,传统的轮作换茬种植制度已被玉米连
作所代替 ,玉米连作年限普遍长达 20 年以上 ;施肥
制度已由有机无机配施转变为基本上不施有机肥 ,
主要靠化肥维持养分供应 ;传统的用大马力拖拉机
连年深翻的耕作制度已被目前的仅用动力较低小四
轮拖拉机进行一次秋季灭茬作业所代替. 在生产上 ,
土壤易旱、易涝、“烧苗”、脱肥现象及玉米新病害发
生频繁 ,土壤和作物的抗逆性减弱 ,肥力退化在逐年
加剧 ,玉米产量提高和品质改善难度增大 ,生产成本
增加 ,收入减少. 为了揭示黑土肥力退化的原因和机
理 ,陆续开展了黑土现行耕作、施肥及种植制度与土
壤肥力退化关系的研究 ,以揭示不同肥力黑土在腐
殖质组成上的差异 ,为黑土质量退化防治和定向培
肥提供理论依据.
2 　研究地区与研究方法
211 　供试土壤
供试土壤为耕作黑土 ,采自吉林省著名产粮大县梨树县
和公主岭市 ,对肥力状况和耕作、施肥及种植情况调查后 ,按
肥力水平的高低选取成对样品 . 其中 ,高肥土壤一般都有不
应 用 生 态 学 报 　2005 年 1 月 　第 16 卷 　第 1 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Jan. 2005 ,15 (1)∶93～99
表 1 　供试土壤的基本性质
Table 1 Basic properties of soils tested
采样地点
Locality
样号
No.
肥力水平 3
Fertility
level
有机质
O. M.
(g·kg - 1)
全氮
T2N
(g·kg - 1)
全磷
T2P
(g·kg - 1)
质　地
Texture
( ISSS)
玉米产量
Corn yield
(t·hm - 2)
公主岭 1 HF 2818 2143 0155 壤质粘土 (LC) 810～910
Gongzhuling 2 L F 2710 2130 0153 壤质粘土 (LC) 610～710
3 HF 2417 2139 0147 粘土 (C) 810～910
4 L F 2218 2116 0142 粘土 (C) 610～715
梨树县 5 HF 1716 1158 0150 砂质粘土 (SC) 715～815
Lishu 6 L F 1418 1129 0134 砂质粘土 (SC) 515～615
7 HF 1712 1163 0146 砂质壤土 (SL) 715～815
8 L F 1312 1114 0130 砂质粘壤土 (SCL) 510～6103 HF :高肥 Hihger fertility ;L H :低肥 Lower fertility. 下同 The same below. LC :Loam clay ; C : Clay ,SC : Sand clay ; SL : Sand loam ; SCL : Sand clay
loam.
同程度施用过有机肥培肥的历史 ,近 10 年来一直坚持将玉
米根茬打碎还田 ,并坚持每隔至少 3 年进行一次秋翻地 ,平
时施肥管理水平和玉米产量相对较高 ;而低肥土壤近 20 年
来未施过有机肥 ,并每年都要将玉米根茬刨除 ,平时施肥管
理水平和玉米产量也相对较低. 供试土样均为耕层土壤 ,采
样深度为 20 cm 左右. 样品经风干后 ,供室内分析用. 供试土
壤的基本性质如表 1 所示.
212 　不同粒径级分复合体的分离提取
参考 Edwards 等的方法 [6 ] ,将土样经饱和 NaCl 处理后 ,
用超声波 (J C23 型超声处理机 ,150 W、24 kHz、15 min) 分散
法分散 ,按沉降法和筛分法分离出粘粒 ( < 2μm) 、粉粒 (2～
20μm) 、细砂 (20～200μm) 及粗砂 ( > 200μm) 共 4 级复合
体 ,烘干称重后备用 ,并计算出各级复合体含量.
213 　土壤及复合体腐殖质组成分析
按 Kumada 法进行[10 ,11 ] . 即先以 011 mol·L - 1 NaOH 提
取游离态腐殖质 ,继而用 011 mol·L - 1 Na4 P2O7 提取结合态
腐殖质 ,提取液经酸沉淀后 ,分离出胡敏酸 ( HA) 和富里酸
( FA) ,HA 经稀碱溶解后 ,于波长 400 和 600 nm 处测定消光
系数 ( K400和 K600) ,并按高锰酸钾氧化滴定法分别定量 HA
和 FA.
214 　分析结果的表示 [10 ,11 ]
a、b 分别为供试土壤或复合体中 HA 和 FA 的含量 ,用
每克土壤或复合体中含有的 HA 和 FA 消耗 0102 mol·L - 1
KMnO4 的毫升数表示 ; HT 为供试土壤或复合体中的腐殖质
总量 ,也是用每克土壤或复合体中消耗 0102 mol·L - 1 KM2
nO4 的毫升数表示 (本研究中 ,土壤及各级复合体的有机碳
采用丘林法测定 ,然后按每毫升 0102 mol·L - 1 KMnO4 可氧
化 0145 mg 有机碳计算出 HT 的值) ; HE 表示用 NaOH 和
Na4 P2O7 提取的腐殖质之和 ; HE/ HT ×100 ( %) 表示腐殖质
的提取率 ; PQ 表示 HA 占可提取腐殖质的百分数 , PQ = [ a/
(a + b) ] ×100 % ; △log K = log ( K400 / K600 ) ; RF 表示相对色
度 ,RF = K600 ×1 000/ C , C 为每 30 ml 测定消光系数用的
HA 溶液消耗 0102 mol·L - 1 KMnO4 的毫升数 ;f Ha 和 f Fa 分
别为游离态 HA 和 FA 的比率 , f Ha = [ a1/ ( a1 + a2 ) ] ×
100 % ,f Fa = [ b1/ (b1 + b2) ] ×100 % ; (a1 + b1) / HE ×100 %表
示游离态腐殖质的比率. 胡敏酸的分类按 Kumada 提出的
RF2△log K图进行.
3 　结果与讨论
311 　不同肥力黑土有机无机复合体组成
由表 2 可见 ,各土壤粘粒复合体含量均小于去
除有机质后机械分析得到的无机粘粒含量 ,两者间
差值均为负值 ;与之相反 ,粉粒和细砂复合体含量均
明显大于无机粉粒和细砂含量 ,两者间差值均为正
值. 这一结果说明 ,无机颗粒与有机物质结合后 ,可
形成大于原体积的有机无机复合体 ,使较大粒径级
别复合体含量增加. 粗砂复合体 ( > 200μm) 实际上
只是粗砂与极少量半分解态有机颗粒的混合物 ,严
格说不应算作复合体 ,其含量与粗砂含量接近 ,故本
研究中未进行下述的腐殖质组成分析.
表 2 　供试土壤有机无机复合体的粒径分布
Table 2 Particle size distribution of organo2mineral complexes in soils tested( %)
样号
No.
肥力水平
Fertility
level
有机无机复合体组成 (A)
Composition of complexes
< 2
μm
2～20
μm
20～200
μm
> 200
μm
去除有机质后机械组成 (B)
Mechanical composition
< 2
μm
2～20
μm
20～200
μm
> 200
μm
A - B
< 2
μm
2～20
μm
20～200
μm
> 200
μm
1 HF 3710 2613 3612 016 4315 2112 3418 015 - 616 510 114 011
2 L F 4212 2316 3316 016 4416 2119 3219 015 - 214 117 017 010
3 HF 4015 2317 3416 112 4617 1814 3317 112 - 612 513 019 010
4 L F 4419 2112 3216 113 4714 1910 3214 112 - 215 211 013 011
5 HF 2312 1712 5817 019 2918 1218 5615 019 - 615 413 212 010
6 L F 3313 2019 4416 112 3516 1819 4412 113 - 214 210 014 010
7 HF 2016 1817 5914 114 2711 1310 5817 112 - 616 516 018 012
8 L F 1810 1012 5710 1418 2014 913 5610 1413 - 214 110 110 015
49 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
　　应当指出 ,不同粒径级别的有机无机复合体含
量 ,除与土壤耕作施肥状况有关外 ,也与土壤本身的
矿质颗粒组成有关. 因此 ,比较两个土壤复合体组成
的优劣时 ,应从上述两方面加以考虑. 从表 2 不同肥
力成对土壤间的比较可见 ,绝大多数高肥土壤的粘
粒复合体含量都不同程度地小于相应的低肥土壤 ,
而粉粒和细砂复合体含量都不同程度地大于相应的
低肥土壤 ;如果再从复合体与无机颗粒含量的差值
(A - B 值) 来看 ,所有高肥土壤粘粒复合体与无机
粘粒的差值 ,均明显小于低肥土壤 ,而高肥土壤粉粒
和细砂复合体与无机粉粒和细砂的差值 ,均明显大
于低肥土壤. 这一结果进一步说明 ,粘粒和有机质是
有机无机复合体形成的重要基础物质 ,高肥土壤中 ,
因采取了施用有机肥培肥等措施 ,粘粒胶体与有机
胶体的复合作用相对活跃[5 ,8 ] ,小粒级团聚体团聚
度增加 ,大粒径复合体含量相对增多 ,从而使土壤综
合肥力水平提高[3 ,14 ,15 ] .
312 　不同肥力黑土的腐殖质组成
表 3 为供试土壤全土的腐殖质组成分析结果.
表中各项指标的下脚标 1、2 分别表示 011 mol·L - 1
NaOH 和 011 mol·L - 1 Na4 P2O7 提取的腐殖质 , Ku2
mada 分别将其称为游离态和结合态腐殖质[11 ] . 前
者与 Anderson 等[1 ] 、傅积平等[7 ]的松结态腐殖质相
当.表中的 PQ 值与 HA/ FA 的意义相近. △log K
(色调系数)和 RF 值 (相对色度) 是表征胡敏酸腐殖
化度的指标 , △log K主要表征胡敏酸分子中芳香环
的缩合度 ,RF 值在计算中涉及到了 K600 ,它是胡敏
酸分子中双键 (π电子)的平均密度及芳香环缩合度
的综合指标[18 ] , △log K越大 ,RF 值越小 ,胡敏酸的
腐殖化度就越低 ,反之则高[11 ,18 ] .
由表 3 可见 ,高肥土壤的有机碳总量 ( HT) 均明
显大于低肥土壤 ,但两者的腐殖质提取率 ( HE/ HT ×
100 %) 差异不大 ,且均为不足 50 % ,变化在 40 %～
47 %之间.各土壤的游离态腐殖质总量 (a1 + b1)均远
远小于结合态腐殖质总量 (a2 + b2) ,前者占可提取有
机质总量的百分率 [ (a1 + b1) / HE ×100 %]仅为 18 %
～44 % ,但不同肥力土壤间比较 ,则有明显的高肥大
于低肥的趋势.游离态胡敏酸含量 (a1)在高肥和低肥
土壤间无明显差异 ,但游离态富里酸含量 (b1)则有明
显的高肥大于低肥的趋势 ,致使高肥土壤的游离态腐
殖质总量 (a1 + b1)明显大于低肥土壤 ,而游离态胡敏
酸占游离态腐殖质总量的百分率 (PQ1)则明显小于低
肥土壤.在结合态腐殖质中 ,由于高肥土壤的胡敏酸
含量 (a2)均大于低肥土壤 ,致使高肥土壤的结合态腐
殖质总量 (a2 + b2)和结合态胡敏酸占结合态腐殖质总
量的百分率 (PQ2)也均明显大于低肥土壤.另外 ,由表
3 还可看出 ,可提取腐殖质总量中胡敏酸的比率
(PQ12)略有高肥小于低肥的趋势.
表 3 　不同肥力黑土的腐殖质组成
Table 3 Composition of humus in different fertility black soils
样号
No.
肥力
水平
Fertility
level
HT HE/ HT
×100 %
a1 b1 a1 + b1 PQ1 △log
K1
RF1 a2 b2 a2 + b2 PQ2 △log
K2
RF2 PQ12 f Ha f Fa (a1 +b1)/
HE×
100 %
1 HF 3711 44 018 215 313 24 01863 20 1118 112 1310 91 01538 161 77 613 68 20
2 L F 3419 42 017 210 217 26 01847 22 1015 114 1119 88 01523 162 77 613 59 18
3 HF 3718 45 115 411 516 27 01875 25 1014 110 1114 91 01536 166 70 13 80 33
4 L F 2913 47 113 310 413 30 01863 30 815 110 915 89 01513 181 71 13 75 31
5 HF 2217 43 111 215 316 31 01850 20 510 111 611 82 01565 123 63 18 69 37
6 L F 1911 40 112 115 217 44 01805 43 317 112 419 76 01549 145 64 24 56 36
7 HF 2212 45 111 313 414 25 01883 17 415 110 515 82 01519 124 57 20 77 44
8 L F 1711 44 112 119 311 39 01786 41 314 110 414 77 01488 154 61 26 66 41
　　已有研究表明 ,土壤中施用有机物料后 ,可使游
离松结态腐殖质含量提高[4 ,7 ,9 ] ,并且施入的有机物
料首先是形成非结构物质 ,其大部分迅速转化为富
里酸 ,而后转化为胡敏酸[19 ] ,Viser [17 ]报道 ,迅速分
解的植物残体中富里酸积累的浓度远大于胡敏酸.
本研究结果表明 ,黑土经培肥后 ,游离态和结合态腐
殖质含量均可得到不同程度的提高 ,这一点与我们
对耕作白浆土的研究结果相一致[20 ] . 但在黑土中 ,
游离态腐殖质含量提高 ,主要是因富里酸含量增加
所致 ,而结合态腐殖质含量提高 ,主要是胡敏酸含量
增加所致. 随着游离态富里酸向胡敏酸的转化 ,结合
态胡敏酸含量增加 ,PQ2 值相对增大. 这一变化与表
3 中高肥土壤的游离态富里酸比率 (f Fa) 增大和游
离态胡敏酸比率 (f Ha) 变小是一致的. 另外 ,表 3 中
高肥土壤的 K1 均大于低肥土壤 ,而 RF1 值则有相
反规律 ,说明土壤经培肥后 ,游离态胡敏酸的腐殖化
度有所降低 ,胡敏酸的组成得到了更新.
313 　不同肥力黑土粘粒复合体的腐殖质组成
由表 4 可见 ,在前 3 对样品中 ,高肥土壤有机碳
总量 ( HT)和 a1 、b1 及 a1 + b1 三项游离态腐殖质指标
591 期 　　　　　　　　　　赵兰坡等 :不同肥力条件下黑土及其有机无机复合体的腐殖质组成 　　　　　　　　　　　
均有大于低肥土壤趋势 ,但在最后一对样品中 ,则是
高肥 (7 号)小于低肥 (8 号) . 这一结果可能与 8 号低
肥土壤的粘粒含量较低有关 ,对白浆土有机碳分布
规律研究发现 ,有机碳一般优先向粘粒中富集 ,当土
壤粘粒含量相对较低时 ,粘粒复合体中积累的有机
碳就会相对增多 ,反之则减少[20 ] . 表 4 中腐殖质的
提取率 ( HE/ HT ×100 %) 变化在 55 %～78 %之间 ,
均较全土有大幅度提高 ,但不同肥力土壤间比较看
不出有明显的规律性. PQ1 值均是高肥土壤小于低
肥土壤 ,说明培肥后粘粒复合体的富里酸含量比例
增加. 不同肥力样品间比较 , △log K1 和 RF1 值变化
不大 ,且规律性也不很明显. 另外 ,各样品的游离态
腐殖质总量 a1 + b1 均远远高于结合态腐殖质总量
a2 + b2 ,前者占可提取有机质总量的百分率 [ (a1 +
b1) / HE ×100 %]高达 86～92 % ,但不同肥力土壤间
比较 ,未发现有明显的规律性.
　　不同肥力样品的 a2 、b2 、a2 + b2 及 PQ2 4 项结合
态腐殖质指标的比较虽看不出有明显的规律性 ,但
△log K2 却有高肥大于低肥、而 RF2 有高肥小于低
肥的趋势 ,说明黑土培肥后 ,粘粒复合体胡敏酸的腐
殖化度与全土一样 ,也呈降低趋势. 此外 , PQ12也有
明显的高肥小于低肥的趋势. 不同肥力样品的 f Ha、
f Fa 值均较全土大幅提高 ,但变化规律性不明显.
314 　不同肥力黑土粉粒复合体的腐殖质组成
由表 5 可见 ,1～6 号三对样品的 HT、a1 、b1 、a1
+ b1 及 △log K1 均有明显的高肥大于低肥的趋势 ,
而 7、8 号 样品可能由于前述的土壤颗粒组成差异
较大等原因 ,出现了相反的结果 ,但其 HE/ HT ×
100 %、PQ1 、RF1 和 (a1 + b1) / HE ×100 %均与其它三
对样品一样 ,呈现出高肥小于低肥的趋势. 这些指标
的变化说明 ,黑土培肥后可使粉粒复合体的游离态
腐殖质总量增加 ,但其腐殖化程度降低. 至于腐殖质
可提取率的降低 ,可能暗示着高肥土壤的粉粒复合
体中残存的不易被提取的腐殖质比率也较低肥的
高. 此外 ,结合态腐殖质的 a2 、a2 + b2 、PQ2 和可提取
腐殖质总量中胡敏酸的比率 PQ12等指标均有高肥
大于低肥的趋势 ,表明黑土培肥后 ,粉粒复合体的结
合态腐殖质总量和胡敏酸含量呈增加趋势.
表 4 　不同肥力黑土粘粒( < 2μm)复合体的腐殖质组成
Table 4 Composition of humus in clay2size complexes of different fertility black soils
样号
No.
肥力
水平
Fertility
level
HT HE/ HT
×100 %
a1 b1 a1 + b1 PQ1 △log
K1
RF1 a2 b2 a2 + b2 PQ2 △log
K2
RF2 PQ12 f Ha f Fa (a1 +b1)/
HE×
100 %
1 HF 6417 72 2715 1510 4265 65 01476 166 215 113 318 66 01462 74 65 92 92 92
2 L F 6315 60 2313 915 3218 71 01491 167 418 016 514 89 01432 139 74 83 94 86
3 HF 5619 78 2313 1513 3816 60 01488 163 510 016 516 89 01469 70 64 82 96 87
4 L F 5113 77 2418 1115 3613 68 01494 160 218 015 313 85 01456 140 70 90 96 92
5 HF 5219 56 1410 1310 2710 52 01473 149 118 016 214 75 01458 114 54 89 96 92
6 L F 3718 57 1018 815 1913 56 01499 140 118 015 213 78 01447 124 58 86 94 89
7 HF 5610 55 1318 1415 2718 48 01499 146 213 015 218 82 01481 99 51 85 97 91
8 L F 5810 69 1915 1710 3615 53 01478 147 215 110 315 71 01455 158 55 89 94 91
表 5 　不同肥力黑土粉粒( 2～20μm)复合体的腐殖质组成
Table 5 Composition of humus in silty2size complexes of different fertility black soils
样号
No.
肥力
水平
Fertility
level
HT HE/ HT
×100 %
a1 b1 a1 + b1 PQ1 △log
K1
RF1 a2 b2 a2 + b2 PQ2 △log
K2
RF2 PQ12 f Ha f Fa (a1 +b1)/
HE×
100 %
1 HF 3911 44 615 212 817 75 01662 64 717 017 814 92 01477 177 83 46 76 51
2 L F 2513 55 615 118 813 78 01638 75 417 110 517 82 01465 184 80 58 64 59
3 HF 2614 53 815 115 1010 85 01630 75 312 018 410 80 01481 129 84 73 65 71
4 L F 2217 55 812 115 917 85 01611 91 212 016 218 79 01477 149 83 79 71 78
5 HF 4212 46 812 317 1119 69 01722 39 618 018 716 89 01492 133 77 55 82 61
6 L F 2014 54 612 217 819 70 01653 60 118 014 212 82 01499 130 72 78 87 80
7 HF 4010 48 618 410 1018 63 01673 51 715 018 813 90 01479 113 75 48 83 57
8 L F 4210 69 18 615 2410 73 01609 68 315 113 418 73 01468 65 73 83 83 83
315 　不同肥力黑土细砂复合体的腐殖质组成
由表 6 可以看出 ,尽管各供试细砂复合体 HT
和 a、b 值均较低 ,但不同肥力土壤相比 ,各项指标变
化仍表现出明显的规律性. 例如 , HT 和 a1 、b1 、a1 +
b1 、PQ1 、△log K1 、和 a2 、b2 、a2 + b2 、△log K2 、PQ12等
指标均有高肥大于低肥的趋势 ;而 RF1 、RF1 和 f Fa
则有高肥小于低肥的趋势 ,表明黑土培肥效果在细
砂复合体中有更明显的反映.
69 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　16 卷
表 6 　不同肥力黑土细砂( 20～200μm)复合体的腐殖质组成
Table 6 Composition of humus in f ine sand complexes of different fertility black soils
样号
No.
肥力
水平
Fertility
level
HT HE/ HT
×100 %
a1 b1 a1 + b1 PQ1 △log
K1
RF1 a2 b2 a2 + b2 PQ2 △log
K2
RF2 PQ12 f Ha f Fa (a1 +b1)/
HE×
100 %
1 HF 417 30 0 014 018 50 01903 23 014 012 016 67 01604 93 57 50 67 57
2 L F 313 33 0 014 018 50 01854 25 012 011 013 67 01516 114 55 67 80 73
3 HF 318 26 1 013 018 63 01800 33 011 011 012 50 01572 81 60 83 75 80
4 L F 210 45 0 013 017 57 01783 35 011 011 012 50 01570 82 56 80 75 78
5 HF 219 34 0 013 016 50 01950 19 012 012 014 50 01607 79 50 60 60 60
6 L F 214 25 0 012 014 50 01884 24 011 011 012 50 01582 121 50 67 67 67
7 HF 219 53 1 014 019 56 11000 17 014 012 016 67 01591 78 60 56 57 60
8 L F 212 50 0 013 016 50 01838 30 013 012 015 60 01446 75 55 50 60 55
表 7 　供试黑土及其各级复合体腐殖质的平均组成
Table 7 Average composition of humus in tested black soils and their organo2mineral complexes
样号
Sample
HT HE/ HT
×100 %
a1 b1 a1 + b1 PQ1 △log
K1
RF1 a2 b2 a2 + b2 PQ2 △log
K2
RF2 PQ12 f Ha f Fa (a1 +b1)/
HE×
100 %
全土 Soils 2715 44 111 216 317 31 01847 27 7 111 813 85 01529 152 68 16 69 33
< 2μm 5511 66 20 1310 3216 59 01487 155 219 017 316 79 01485 115 61 87 95 90
2～20μm 3213 53 815 310 1115 75 01650 65 417 018 515 83 01480 135 78 65 76 67
20～200μm 310 37 014 013 017 53 01877 26 012 012 014 58 01561 90 55 64 69 66
316 　供试黑土及其各级复合体腐殖质的平均组成
为了从总体上认识黑土及其各级复合体的腐殖
质组成情况 ,利用表 3～6 的数据计算出了全土及各
级复合体腐殖质组成的平均值 (表 7) . 由此可见 ,有
机碳总量 ( HT)随复合体粒径增大而迅速减少 ,全土
HT 值低于粘粒和粉粒复合体 ,但远大于细砂复合
体. 腐殖质提取率 ( HE/ HT ×100 %)也随粒径增大而
迅速显著减少 ,这可能与粒径较大的复合体组分中 ,
存在一定数量难于剔除的未分解态微细植物残体有
关 ,Arshad 和 Lowe[2 ] 、佐藤和山根[13 ]等也有过相似
的报道. 另外 ,无论是全土或是复合体 ,胡敏酸占可
提取腐殖质总量的比率 ( PQ12)均超过 50 % ,即 HA/
FA 均大于 1 ,其大小顺序为粉粒 > 全土 > 粘粒 > 细
砂.
　　游离态腐殖质的 a1 、b1 及 a1 + b1 均是粘粒 > 粉
粒 > 全土 > 细砂 ,但 PQ1 则是粉粒 > 粘粒 > 细砂 >
全土 ; △log K1 随粒径增大而增大 ,RF1 则随粒径增
大而减小 ,表明腐殖化度是随复合体粒径增大而减
小的 ,全土的 △ log K1 和 RF1 值与细砂复合体相
近. 游离态腐殖质比率 [ (a1 + b1) / HE ×100 %]是粘
粒最高 ,达 90 % ,粉粒和细砂次之 ,分别达 66 %和
67 % ,全土的最低 ,仅为 33 % ;f Ha 和 f Fa 的变化也
有类似趋势. 这一结果说明 ,土壤 (全土)的游离态腐
殖质含量既与腐殖质组成有关 ,又与提取时土壤结
构体 (或土壤颗粒) 是否分散有关. 各复合体游离态
腐殖质提取率较全土大幅提高的原因可能有两点 :
一是复合体分离时 ,土壤使用饱和 NaCI 处理过 ,二
是复合体的颗粒相对较细 ,与提取液接触面增大 ,提
取得更加充分. 结合态腐殖质的 a2 、b2 、a2 + b2 、PQ2
均是全土 > 粉粒 > 粘粒 > 细砂 ; △log K2 是细砂 >
粉粒 > 粘粒 ,RF2 则是粉粒较高 ,粘粒次之 ,砂粒最
低.
317 　土壤及其各级复合体中胡敏酸的类型
Kumada 利用 RF2△log K 图将胡敏酸分为 A、
B、RP 及 P 型[10 ,11 ] . 其中 ,A 型和 B 型是土壤中特有
的暗色物质 ;RP 型是腐殖化度处于初期阶段的未成
熟胡敏酸 , Kuwatsuka 等[12 ] 、Tsutsuki 等[16 ]将 RP 型
胡敏酸细分为 RP (1)型 (来源于耕作土壤的 A 层)和
RP (2)型 (来源于森林土壤的 A0 层) ; P 型胡敏酸也
可认为是土壤中固有的、可根据吸收带的有无细分
为 P0 和 P ±2P + + +若干亚型. 胡敏酸腐殖化过程是
从 RP (2)向 RP (1)型转化 ,从 RP (1)型 ,经B 或 P0 最
终 A 型转化 ,腐殖化度是型 A > B > RP 型[10 ,11 ,18 ] .
按 Kumada 的 RF2△log K图 ,将供试土壤及其
各级复合体中的胡敏酸进行了分类 ,其结果如表 8
所示. 高肥土壤全土游离态胡敏酸均为 RP 型 ,低肥
土壤中 ,有机质含量较高的 2 和 4 号土壤为 RP 型 ,
而有机质含量较低的 6 和 8 号土壤为 B 型 ,全土平
均类型为 RP 型. 无论高肥或低肥 ,全土结合态胡敏
酸均为 A 型. 这一结果与白浆土既有共性 ,又有不
同 ,白浆土全土游离态胡敏酸主要为 B 型 ,结合态
胡敏酸均为 A 型[20 ] .
791 期 　　　　　　　　　　赵兰坡等 :不同肥力条件下黑土及其有机无机复合体的腐殖质组成 　　　　　　　　　　　
表 8 　不同肥力黑土及各级复合体的胡敏酸类型
Table 8 Types of HA in different fertility black soils and their organ2mineral complexes
样号
No.
肥力水平
Fertility level
游离态 (011 mol·L - 1 NaOH 提取) HA
全土 Soils < 2μm 2～20μm 20～200μm
结合态 (011 mol·L - 1 Na4P2O7 提取) HA
全土 Soils < 2μm 2～20μm 20～200μm
1 HF RP A B RP A P A A
2 L F RP A B RP A A A A
3 HF RP A B RP A P A A
4 L F RP A A RP A A A A
5 HF RP A RP RP A A A B
6 L F B A B RP A A A A
7 HF RP A B RP A A A B
8 L F B A B RP A A P P
平均值 Average value RP A B RP A A A A
　　不同粒径复合体间比较可见 ,随复合体粒径的
增大 ,游离态胡敏酸类型变化序列主要为 :A 型 (粘
粒) →B 型 (粉粒) →RP 型 (细砂) ,各级复合体平均
类型的变化也是如此 ,只有 4、5 号土壤分别为 A 型
(粘粒) →A 型 (粉粒) →RP 型 (细砂) 和 A 型 (粘粒)
→RP 型 (粉粒) →RP 型. 无论粒径大小 ,结合态胡敏
酸大多为 A 型 ,少数为 P 或 B 型 ,各级复合体平均
类型均为 A 型. 这一结果与白浆土基本一致[20 ] .
同一粒径不同肥力样品间比较 ,虽未发现有大
的差异 ,但在粉粒复合体中 ,4 号低肥土壤的游离态
胡敏酸为 A 型 ,与其它低肥土壤的 B 型相比 ,其腐
殖化程度更高了一些 ;而 5 号高肥土壤的游离态胡
敏酸为 RP 型 ,与其它高肥土壤的 B 型相比 ,其腐殖
化程度更低了一些. 同样 ,在表 8 中 ,5 和 7 号两高
肥土壤细砂复合体的结合态胡敏酸均为 B 型 ,而其
它多为 A 型. 这些差异可能与土壤肥力的变化有一
定关系 ,并预示着土壤经培肥后 ,会使土壤及其各级
复合体的游离态腐殖质的腐殖化度降低 ,当腐殖化
度的量变达一定程度后 ,会发生型变 ,即从原来的类
型向着腐殖化度相对较低的类型发展 ,进而预示土
壤或有机无机复合体胡敏酸类型的变化可以指示土
壤培肥的效果 ,我们在对不同肥力的白浆土的研究
中也有类似发现[20 ] .
4 　结 　　论
411 　有机无机复合体是土壤肥力的重要物质基础.
黑土施用有机肥培肥后 ,有机质含量提高 ,有机胶体
与粘粒胶体的复合作用相对活跃 ,致使粒径较大的
粉粒和细砂复合体的含量相对增多.
412 　供试黑土全土的游离态腐殖质含量 (a1 + b1)
远远小于结合态腐殖质含量 (a2 + b2) . 土壤经培肥
后 ,游离态和结合态腐殖质含量均可得到不同程度
的提高. 其中 ,前者主要是富里酸含量增加 ,而后者
主要是胡敏酸含量增加. 同时 ,可使游离态腐殖质的
腐殖化度降低 ,腐殖质的组成得到更新.
413 　各级复合体游离态腐殖质总量均远远高于结
合态腐殖质总量. 土壤经培肥后 ,可提高各级复合体
有机碳含量和游离态腐殖质总量 ,降低复合体腐殖
质的腐殖化程度. 这种作用 ,在粉粒和细砂复合体中
表现得更为明显.
414 　复合体有机碳含量、腐殖质提取率及游离态腐
殖质含量的平均值均随粒径增大而迅速减小 ,全土
三项指标平均值均界于粉粒和细砂复合体之间.
PQ1 平均值则是粉粒 > 粘粒 > 细砂 > 全土 ;随复合
体粒径增大 ,游离态胡敏酸的 △ log K1 增大 , RF1
减小 ,腐殖化度降低 ,全土腐殖化度与细砂复合体相
近. 游离态腐殖质比率是粘粒最高 (90 %) ,粉粒和细
砂次之 (分别为 66 %和 67 %) ,全土最低 (33 %) . 结
合态腐殖质含量及 PQ2 均是全土 > 粉粒 > 粘粒 >
细砂. 无论是全土或是复合体 , PQ12平均值均超过
50 %.
415 　高肥土壤全土游离态胡敏酸均为 RP 型 ,低肥
为 RP 型或 B 型. 无论高肥或低肥 ,全土结合态胡敏
酸均为 A 型. 随复合体粒径增大 ,游离态胡敏酸类
型变化序列主要为 :A 型 (粘粒) →B 型 (粉粒) →RP
型 (细砂) ;无论粒径大小 ,结合态胡敏酸大多为 A
型 ,少数为 P 或 B 型 ,平均类型均为 A 型. 土壤经培
肥后 ,可使全土及其各级复合体的游离态腐殖质的
腐殖化度降低 ,进而会发生型变. 在黑土中 ,游离态
胡敏酸的型变主要体现在粉粒复合体中 ,结合态胡
敏酸的型变主要体现在细砂复合体中.
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作者简介 　赵兰坡 ,男 ,1955 年生 ,留日博士 ,教授 ,主要从
事土壤化学与改良、土壤肥力与生态领域的研究 ,发表论文
60 余篇.
991 期 　　　　　　　　　　赵兰坡等 :不同肥力条件下黑土及其有机无机复合体的腐殖质组成