全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
核 农 举 报 ,
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潮土中有机物质的分解与腐殖质积累
车玉 萍 林心雄
中国科学院南京土城研究所 南京 。。。
本文 来用 ’ 标记示踪法研 究我国北 方潮土 中有机物质的分解速率及其影响 因
素 潮土 中有机物质的分解 , 除受气侠条件形响外 , 还受土攘 含蚤 、水分及盐
碱含全等因素的影响 , 并讨论 了潮土有机质积 军及提 高潮土有机质含黄的途径 。
关祖词 ’‘ 标记 有机物质 分解速率
前 言
黄淮海平原是我国粮 、棉 、油的重要产区 , 但大面积潮土的肥力水平较低 , 有机质含量普遍
低于 提高潮土有机质含量是保证该地区农业持续发展的需要 土壤有机质在不断分解 ,
只有当腐殖质积累量相对较大时 , 土壤有机质含量才逐渐趋于增加 腐殖质的积累量一方面取
决于来源物的数盘 , 另一方面 , 植物残体的分解速率也是一个重要因素 在诸多影响植物残体
分解速率的因子中 , 土壤性质等的影响还不很清楚 例如 , 在含 的碱性土壤中 , 有机物
质 的分解较中性或酸性土壤中的快 , 〕, 而‘℃标记物的田间腐解试验则表明 , 不同 土壤中
有机物质分解无明显不同 ’, ‘〕又如在粘粒含 较高的非石灰性土壤中 , 有机物质分解较慢 ’ ,
但在石灰性土壤中 , 粘粒含 对 ’‘ 一植物物质的分解没有明显影响川 为此 , 本文研究石灰性
潮土中植物残体的分解和腐殖质积累的特征 , 为改良中低产潮土提供依据 。
材 料 与 方 法
供试土坡与材料 田间腐解试验用土壤为 种不同质地的潮土和碱化潮土 。 其理化性质
列于表 “ 一物料在生长室内标记川 , 收获后将“ 标记较均匀的植株置于 ℃烘箱中烘干 , 用
高速粉碎机磨细后备用 其放射性比度和各组分的碳含量见表 。 非标记物料 , 采集后经低温
烘干 、磨细后备用 。
田间腐解试验 ’呜 一标记植物物质的腐解试验用两端开 口 的砂滤管 , 管底用尼龙网布封
住 , 将 土壤和一定量的 ’‘ 一物料充分混匀 , 装入砂滤管内 , “ 一物料的加入量为土重
的 。 写 用尼龙网布封住管口 砂滤管编号后埋入 田间表土层内 , 管的上端覆盖 左右的
表土川 非标记物料的腐解试验采用尼龙袋法进行
分析方法 土壤和非标记植物物质的有机碳用丘林法测定 全氮量用克 氏法测定 植物物
此文于 年 月 日收到
国家自然科学基金资助项 目 。
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核 农 学 报 卷
质的化学组成按系统分析法测定闭 , 其中各组成分的含碳量用费恩法测定 〕 土圾中“ 残留
量和“ 标记物的放射性 比度用湿烧法测定。‘〕
表 供试土维的理化性质
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表 ’ 标记植物物料各组分的测定结果
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各组分的含 占全
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半纤维康 纤维素 木质
麦秆
麦根
稻草
稻根
黄花曹特
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结 果 与 讨 论
一 潮土中有机物质分解的特点
测定结果显示 表 , 在旱地条件下 , 稻草 、 稻根和绿萍在暖温带封丘和北亚热带无锡的分
解速率有很大差异 , 无论腐解 年还是 年 , 供试有机物都以在封丘的分解最快 , 尽管封丘的年
均温 ℃ 、 ℃积温 及年降水量 都较无锡 年均温 ℃ , ℃积温
, 年降水量 低 。 这与一些在不同生物气候带进行的腐解试验结果一致
, ”〕。 表明
土壤中有机物分解速率除受气候影响外 , 还受其它包括土壤性质等因素的影响 。
二 有机物质分解的影响因素
有机物质化学组成的影响 不同有机物料在潮土中腐解 至 年 , 其残留的有机碳量
显著不同 表 。 无论水 田或旱地条件 , 作物残根经不同腐解时间后的残 留碳量都明显地较其
茎秆部分的高 。 例如 , 在旱地条件下 , 麦根腐解 年后的残留碳量为 , 而麦秆的残留碳量
仅有 在水田条件下腐解 年后麦根的残 留碳量为 , 而麦秆的残留碳量为 。
在供试的 种有机物料中 , 以草木择和田首分解的最快 , 因而残留在土壤中的有机碳量较低
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期 潮土中有机物质的分解与脚殖质积皿
农 有机物质在封丘和无锡湘土中的残留碳且
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麦秆的稍高 , 稻麦根和猪粪经分解后的残留碳量均较高 在同一腐解条件下不同物料在残 留碳
量上的差异 , 反映了有机物料在化学组成上的不同 。 这与文启孝和林心雄的报道一致 , ‘, , 即
在相同的腐解条件下 , 有机物料残留碳量的多少 , 取决于物料本身木质素含量 ,
表 潮土中不同有机物料的残留碳
残留碳 占加入碳 的 〕
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土壤质地的影响 “ 一麦秆在不同质地的石灰性潮土中腐解 一 年的测定结果显示
表 , 粘粒含量为 的砂土 , 残留“ 量最低 ,粘粒含量较多的粘壤土 , 残留 ’℃量仅次于砂
表 “ 一麦秆在不同质地湘土中的残留 ’ 占加人 ’ 的肠
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, 核 农 学 报 卷
土 而砂坡土和坡土粘粒含量相差 , 但两者“ 一麦秆的残留 ’℃量却相近 , 且均高于或接近
于粘壤土 ’‘ 残留 表明石灰性潮土质地对有机物料分解的影响 , 没有显著规律性变化 , 由
于石灰性土壤中游离 对有机物料分解的促进作用 , 掩盖了质地的影响效应
游离 含量的影响 在封丘早地条件下 , ‘ 一有机物料在 , 含量不同的土壤
中残留“ 量的测定结果列于表 结果显示 , 在 含量高的土壤中 , 种 ’‘ 标记有机物料
的残留 ’‘ 量大多较低 , 其中尤以较难分解的稻根和麦根的残留 ’‘ 量更为明显 可见 , 土壤中
游离 的存在对有机物质的分解有明显的促进作用 。
利用方式的影响 曾有报道 , 在我国北方的水早轮作条件下 , 植物物质的分解速率常
较旱作条件下的快 ’〕, 但封丘腐解试验得出相反的结果 , 在封丘水早轮作条件下 种 ’‘ 标记
物料的分解速率较旱作条件下的慢 表 。这是由于前者土壤渍水时间较长 , 影响微生物活性 ,
因而有机物质分解较慢 而且在早作条件下也不因土壤水分不足而影响有机物质的分解 。
灌溉条件的影响 在半干旱地区 , 灌溉对“ 标记有机物料分解影响的测定结果列于
表 。 结果显示 , 无论腐解 年或者 年 , 在灌溉与非灌溉条件下 , 种不同质地潮土中“ 标记
麦秆 、麦根和黄花首箱的分解速率都没有明显差异 其原因可能是灌溉处理的灌水量尚不能充
分满足潮土中有机物质分解的需要 。
裹‘ ’ 有机物料在 渔 , 含 不同土城中的残留 ’℃ 占加人 ’℃ 的
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期 潮土中有机物质的分解与腐殖质积皿
衰 ’ 有机物料在液派湘土中的残留 ” 占加人 ’℃ 的
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盐碱的影响 ‘ ℃标记麦秆 、 麦根和黄花首楷在潮土和碱化潮土中分解 一 年后的‘
残 留量测定结果表明 , 种“ 标记有机物料在碱化潮土中的 ’‘ 残 留量均低于在非盐碱化潮
土中的残 留“ 量 图 。 本试验用碱化潮土中含有 和 , 值高达 。
曾认为 ‘ 〕, 由于 对土壤中有机物质的溶解 、 分散以及化学降解作用 , 使有机物质更容
易被微生物所利用 , 因而有机物质在含 土壤中的分解较在不含 土壤的明显的
快 此外 , 的溶解作用还可能造成土壤有机质的流失 。 看来 , 这是有机物料在碱化潮土
中残 留碳量较低的重要因素 。
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核 农 学 报 卷
三 潮土中有机质的积累
作物根茬是形成土壤有机质的重要来源之一 。在一定的轮作条件下 , 年翰入土壤的根茬量
因土壤性质和施肥的不同而异 , 高 处理微区的作物根茬输入最均 明显大于低 处理的微
区 ’〕, 其中以砂集土徽区的增值最大 , 为 其次是粘壤 , 为 写 , 砂土的增值最小 , 为 。
低 加猪粪的处理 , 根茬量的增加以粘壤土徽区最为显著 , 达 砂土和砂壤土微区的增值
相近 , 分别为 和 高 条件下施猪粪对根茬量的增加同样有明显效果 , 其中粘壤土根
茬量增加最明显 , 达 砂土 区略低 , 为 而砂壤土的增值相对较低 , 为
。
土壤有机质年积累量的多少决定于每年输入土壤的有机物数量及其腐殖化系数大小 。 每
年输入潮土的有机物基本有两类 , 一类是作物根茬及其残落物 另一类是有机肥 , 包括还 田秸
秆 、 绿肥 、 堆肥及人畜粪尿等 据统计 , 封丘县 年输入耕地土壤的有机物总量为
’ , 其中根茬及残落物占 , 有机肥占 不同有机物的腐殖化系数 , 因其化学组成和腐
解条件不同 , 差异很大 在不同潮土上测得的腐殖化系数最低 , 仅 。 , 最高达 。 即使是同
一种物料 , 因腐解环境不同 , 差异也较大 , 最高和最低差值为。 一 各物料腐殖化系数平
均值的差异 , 反映了物料化学组成对腐殖化系数的影响 例如 , 麦根和玉米根的腐殖化系数最
大 和 而一年生或多年生绿肥 , 其腐殖化系数最小 和 同一物料在不同
潮土 中测得的腐殖化系数的差异 , 反映了不同测定点的水热条件和土壤性质对腐殖化系数的
影响
根据封丘县每年输入土壤的有机物质数量及测得的腐殖化系数 , 估算出 年封丘县耕
地土壤有机质的年形成量平均为每公顷 年增加到每公顷平均 。 尽管近 年
间该值增加的幅度很大 , 但与其它一些地区相比较 〕, 封丘县耕地土壤有机质的年积累量仍
然较低 看来 , 从 目前本地区年输入耕地土壤的有机质数量平均仅为 。。 , 的水平 , 要提
高耕地土壤有机质的含量是较为困难的
结 语
对暖温带封丘与北亚热带无锡的腐解试验结果进行 比较 , 尽管不同地区的气候条件差
异较大 , 但封丘地区潮土 中有机物质的分解速率并不因为年均温和年降水量较低而呈规律性
的减缓 潮土中有机物质的分解除受气候条件影响外 , 还受土壤游离 含量 、水分状况以
及盐碱等因素的影响 。 可见暖温带地区土壤中有机物质的分解速率并不一定较为缓慢 。
作物根茬是形成土壤有机质的重要来源物 年翰入土壤的根茬量因潮土的质地和施肥
量的不同而异 。 封丘地区潮土中有机质的年形成量 年 为 , , 其中 来自根茬
及残落物 , 。 来 自有机肥 。 潮土有机质的年形成盘与南方一些耕地土壤相比较仍然较低
封丘地区大面积的中 、 低产潮土 , 主要由于每年输入土壤的有机物质数量偏低 , 而且有
机物质的分解较快 , 导致土壤有机质含量长期处于低水平的状况 。通过增施有机肥料或秸秆还
田等措施 , 可以逐步提高土壤有机质含量的水平 。
参 考 文 献
杨守春 , 孙昭荣 , 刘秀奇 , 张摄山 , 刘菊生 禹城县小麦 、 玉米笼肥定位试脸研究初报 价淮海平原主要作物优化旅免和土
城培肥技术 , 北京 中国农业科技出版社 , , ‘
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孙波 石灰性土城中控创有机碳分解的因子 土城 , 川 ,
车玉萍 , 林心雄 , 程励励 , 李忠 用 ’屹 示踪法研究植物残体在田间的分解速率 土集 , , “
林心雄 , 吴顺漪 , 车玉萍 干草和半干润地区侧定有机物分解速率的尼龙袋法 土城 , ,
文启牵 土壤有机质研究法 北京 农业出版社 ,
杜丽娟 , 文启孝 , 张晓华 应用费尔恩法侧定级化钠盐土和底土中的有机成 土城 , ,
车玉萍 , 程励励 , 林心雄 , 沈光裕 侧定土城和植物物质中 ’ 和 ”的简易漫烧法 土坡 , ,
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林心雄 , 程角助 水稻土有机质的组成 、形成和分解 中国水稻土 , 北京 科学出版社 , ,
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巧 车玉萍 , 吴顺龄 , 程励励 施肥对潮土有机质积尽和地力的影响 土集 ,
林心雄 , 文启李 秸秆利用对土城肥力的影响 中国土城科学的现状与展望 , 南京 江苏科学技术 出版社 , ,
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