全 文 ：收稿日期：!""#$%!$!! 接受日期：!""&$"’$%(
基金项目：中国科学院知识创新工程重大项目（)*+,!$-./’%!，)*+,!$-./0"($!）资助。
作者简介：龚伟（%&#"—），男，四川崇州人，博士，副教授，主要从事土壤生态方面的研究工作。1/2345：6786.94: ;4+3<= 9><= +8
! 通讯作者 1/2345：-38,-: 4;;3;= 3+= +8
长期施肥对小麦!玉米作物系统土壤
腐殖质组分碳和氮的影响
龚 伟%，!，颜晓元%!，王景燕!，胡庭兴!，宫渊波!
（%中国科学院南京土壤研究所，土壤与农业可持续发展国家重点实验室，江苏南京 !%"""#；
! 四川农业大学生态林业工程省级重点实验室，四川雅安 (!?"%0）
摘要：通过对华北平原小麦$玉米轮作农田生态系统 %#年田间施肥试验，研究了长期不同施肥处理对耕层（"—!"
+2）土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮的影响。试验设化肥 @AB不同组合（@AB、@A、@B、AB），全部施用有机肥
（CD），一半有机肥 E化肥 @AB（% F !CD@）及不施肥（GB）共 H个处理。结果表明，各施肥处理均能在不同程度上增加
土壤腐殖质（胡敏酸、富里酸和胡敏素）及活性腐殖质（活性胡敏酸和活性富里酸）组分碳和氮含量，提高可浸提腐
殖质（胡敏酸和富里酸）及活性腐殖质组分碳和氮分配比例；但施肥对土壤活性腐殖质组分碳和氮含量的增加率均
分别高于腐殖质组分碳和氮。各处理土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮含量均为 CD处理最高，且有机肥与化
肥 @AB配施高于单施化肥各处理；而化肥处理中 @AB均衡施用效果最好。说明施用有机肥、有机肥与化肥 @AB配
施及化肥 @AB均衡施用是增加土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮的关键；活性腐殖质组分碳和氮较腐殖质组分
碳和氮对施肥措施的响应更灵敏。
关键词：长期施肥；土壤腐殖质；活性腐殖质；有机碳和氮组分
中图分类号：I%?’J( E !；I%?0J% 文献标识码：K 文章编号：%""#$?"?L（!""&）"($%!0?$"#
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T459 U<24+ 3+4> 38> W<5X4+ 3+4>）+3YT78 38> 84VY7698 WY3+V478; 48 " $ !" +2 ;745 53-9Y .9Y9 ;V<>49> 78 3 5786/V9Y2 W9YV45/
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;4689> V7 48+5<>9 H VY93V298V;：W9YV454*9Y @AB（@AB），7Y6384+ 238（% F !CD@），W9YV454*9Y @A（@A），W9YV454*9Y AB（AB），W9YV454*9Y @B（@B）38> +78VY75（GB）= KWV9Y %# -93Y; W9YV454*3V478，
355 VU9 238 W9YV454*9Y VY93V298V; ;U7.9> U46U9Y +78V98V; 7W U<24+ 3+4> +3YT78（GQK）38> 84VY7698（@QK），W<5X4+
3+4> +3YT78（G[K）38> 84VY7698（@[K），U<248 +3YT78（GQD）38> 84VY7698（@QD），53T459 U<24+ 3+4> +3YT78（G\QK）38>
84VY7698（@\QK），38> 53T459 W<5X4+ 3+4> +3YT78（G\[K）38> 84VY7698（@\[K），38> U46U9Y ZY7Z7YV478; 7W GQK，G[K，G\QK
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5-= K2786 VU9 W9YV454*3V478 VY93V298V;，VY93V298V CD U3; VU9 U46U9;V +78V98V; 7W ;745 U<2<; 38> 53T459 U<2<; +3YT78 38>
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植物营养与肥料学报 !""&，%?（(）：%!0?$%!?!
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土壤有机碳的循环和转化与土壤肥力的演变以
及全球环境变化密切相关。土壤腐殖质是全球碳平
衡过程中重要的碳库，在土壤有机碳的循环和转化
中起到重要作用［D］。它是有机物质在土壤微生物的
主导作用下形成的特殊类型高分子有机化合物的混
合物，因而也被列入土壤生物学肥力的范畴［E］；它含
有大量植物必需的营养元素，可提高植物和微生物
的生理活性，促进土壤良好结构的形成，增加土壤蓄
水、保水和保肥能力，改善土壤缓冲性，消除土壤中
农药残毒，与作物产量之间也有密切关系［F］。另外，
可提取腐殖质能够影响土壤中重金属和持久性有机
污染物的迁移和转化，并影响其毒性和生物可得
性［G］。土壤活性腐殖质是游离有机质以及与活性铁
铝氧化物结合的腐殖质的总和［H］，是腐殖质中对土
壤肥力起主要作用的组分之一［I］。农业管理措施的
不同可改变土壤有机物质的输入，并通过对土壤条
件的改变来影响土壤有机碳的分解，从而影响土壤
腐殖质的形成与转化。探索长期不同施肥条件下土
壤中腐殖质的组成和含量变化对提高土壤质量和增
加土壤固碳能力具有重要意义［J］。华北平原是我国
重要的粮棉产区，粮食面积和产量分别占全国的D K H
以上，该区小麦和玉米合计约占粮食作物总播种面
积的 F K G和粮食总产量的 G K H［L］，所以这一区域农业
生态系统可持续发展至关重要。先前已对这一区域
长期不同施肥条件下小麦M玉米轮作系统作物产
量［N］、温室气体排放［DO］、颗粒有机碳和氮含量［DD］等
进行了研究报道，但有关这一系统长期施肥对土壤
腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮影响的研究尚未见
报道。鉴于此，本研究以位于河南省封丘县的中国
科学院封丘农业生态国家实验站为平台，研究了长
期施肥条件下小麦M玉米轮作系统不同施肥措施的
土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮含量的变化，
并分析了腐殖质组分碳和氮对土壤总有机碳和氮增
加的贡献，以期为深入认识土壤固碳能力与施肥的
关系，并制定合理的施肥措施提供理论依据。
) 材料与方法
)*) 试验设计
试验在中国科学院封丘农业生态国家实验站
（FHPOOQ2，DDGPEGQR）内进行。该地区属半干旱、半湿
润的暖温带季风气候区，年平均降水量 IOH ((，主
要集中于 J月至 N月，年蒸发量 DLJH ((，年平均气
温为 DFSNT，无霜期 EEO - 左右。供试土壤为轻壤
质黄潮土。试验开始前土壤耕层（O—EO +(）的理化
性质为：有机质 HSLF 8 K ;8、全氮 OSGGH 8 K ;8、全磷
OSHO 8 K ;8、全钾 DLSI 8 K ;8、有效磷 DSNF (8 K ;8、速效
钾 JLSL (8 K ;8 和 9= LSIH，土壤肥力呈缺氮、磷，富
钾。试验于 DNLN年秋开始，采用小麦—玉米一年两
熟种植方式，土壤耕作和作物收获均采用传统的人
工方式。设 J个处理：D）化学肥料氮、磷、钾（234）；
E）有机肥（U@）；F）一半有机肥 V 化肥氮、磷、钾
（D K EU@2）；G）化学肥料氮、磷（23）；H）化学肥料磷、
钾（34）；I）化学肥料氮、钾（24）；J）不施肥（<4），每
处理重复 G 次。小区面积 GJSH (E。完全化肥
（234）处理，每季小麦肥料用量为尿素（2）DHO
;8 K &(E，过磷酸钙（3EUH）JH ;8 K &(E，硫酸钾（4EU）
DHO ;8 K &(E；每季玉米肥料用量为尿素 2 DHO
;8 K &(E，过磷酸钙 3EUH IO ;8 K &(E，硫酸钾 4EU DHO
;8 K &(E。每季作物 234、U@和 D K EU@2处理施用的
氮、磷、钾养分量相同，有机肥处理中磷和钾不足部
分以化肥磷和钾补充；23、34和 24处理与 234处
理相比只少施氮、磷、钾养分中相应的某一肥料，其
余相同。有机肥由粉碎的小麦秸秆、大豆饼和棉籽
饼按 DOO W GO W GH比例混合，经 E个月的堆制发酵而
成，依据有机肥中氮含量确定有机肥用量［N］。
)*+ 测定项目与方法
EOOJ年小麦收割后，在每个试验小区内采用蛇
形五点取样法取耕层土壤（O—EO +(）进行混合，土
壤样品经自然风干、粉碎后，供测定土壤总有机碳
（量。腐殖质根据其溶解性，可分为 F 大类：胡敏酸
（=>，只溶于碱不溶于酸），富里酸（?>，既溶于酸又
溶于碱）和胡敏素（=@，酸碱都不溶）。
土壤总可提取腐殖质（包括胡敏酸和富里酸）采
用 OSD (#* K A 焦磷酸钠和 OSD (#* K A 氢氧化钠浸
提［DE］，总活性腐殖质（包括活性胡敏酸和活性富里
IGED 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 DH卷
酸）采用 !"# $%& ’ ( 氢氧化钠浸提［#)］。测定过
程［#*］：称取过 !"*+ $$筛的风干土 + ,，放入 *+! $(
锥形瓶中，加入 #!! $(上述浸提剂，加塞，在往复式
振荡器（#-! . ’ $/0）上振荡 + $/0，放在沸水中煮 1!
$/0，过滤后分取部分滤液测定总可浸提腐殖质和活
性腐殖质全碳和氮含量，另分取部分滤液，经酸化
后，使胡敏酸沉淀，分离富里酸，再用 !"!+ $%& ’ (氢
氧化钠溶解，然后分取部分溶液测定胡敏酸碳和氮
含量。
土壤总有机碳、腐殖质及活性腐殖质组分碳采
用重铬酸钾氧化—外加热法测定；土壤总有机氮、腐
殖质及活性腐殖质组分氮采用半微量凯氏法测定；
富里酸及活性富里酸碳和氮含量以及胡敏素碳和氮
含量采用差减法求得［#*］。
不同施肥处理 *!!2 年土壤容重和自然含水率
及历年作物平均产量参见文献［##］。
数据采用 3433#!"!软件进行统计和分析，不同
施肥处理土壤各变量之间的显著性检验采用单因子
方差分析（56785）和最小显著极差法（339）。
! 结果与分析
!"# 施肥对土壤腐殖质组分碳含量的影响
土壤腐殖质的组成状况是衡量其品质的重要指
标。土壤腐殖质中最活跃的是胡敏酸（:5），它较富
里酸（;5）的酸度小，呈微酸性，但它的阳离子交换
量较高，对土壤结构的形成起着重要作用［#<］。;5
作为腐殖质中分子量较小、活性较大、氧化程度较高
的组分，它既是形成 :5的一级物质，又是 :5分解
的一级产物，在 :5的积累和更新中起着重要的作
用［#+］。胡敏素（:=）是有机碳和氮的重要组成部
分，在碳截获、土壤结构、养分保持、氮素循环、生物
地球化学循环等方面都占有重要地位［#1］。由表 #
可知，不同处理的土壤胡敏酸碳（>:5）、富里酸碳
（>;5）和胡敏素碳（>:=）含量差异显著。与 >?处理
相比，7= 和 # ’ *7=6 处理 >:5 含量分别增加
#@<"2A和 ##1"!A，64?、64、4?和 6?处理分别增
加 1+"1A、+!"处理 >;5含量分别增加 #1*"#A和 @<"*A，64?、64、
4?和 6? 处理分别增加 +!"+A、)1"@A、*1"*A和
-"2A；7= 和 # ’ *7=6 处理 >:=含量分别增加
-!"#-">:5、>;5和 >:=含量增加幅度较大，且显著高于无机
肥处理；64?处理 >:5和 >;5含量显著高于 4?和 6?
处理，而各无机肥处理间 >:=含量并无显著差异。
土壤活性腐殖质是参与土壤碳、氮循环最活跃
的部分腐殖质［#2］。不同施肥处理活性胡敏酸碳
（>(:5）和活性富里酸碳（>(;5）含量差异显著（表 #）。
与 >?处理相比，7=和 # ’ *7=6处理 >(:5含量分别
增加 *@+"@A和 #1<"@A，64?、64、4?和 6?处理分
别增加 @-"1A、2)"!A、<)"*A和 #<"@A；7=和# ’ *
7=6处理 >(;5含量分别增加 *#-"*A和 #**"2A，
64?、64、4? 和 6? 处理分别增加 1+"*A、+#"+A、
)#"-A和 #!"1A。有机肥处理 >(:5和 >(;5含量也显
著高于无机肥处理；64?处理 >(:5含量显著高于 4?
和 6?处理，而 64?、64和 4?处理 >(;5含量间无显
著差异。
土壤腐殖质组成中胡敏酸碳（>:5）与富里酸碳
（>;5）之比值（>:5 ’ >;5）可以表征土壤腐殖质组成的
性质［#-］，是评价土壤腐殖质优劣的重要指标，比值
越大，品质越好［#@］。表 # 还看出，各处理土壤腐殖
质中 >:5 ’ >;5为 #"*2!#"<<，活性胡敏酸碳与活性
富里酸碳比值（>(:5 ’ >(;5）为 #"#理土壤 >:5 ’ >;5和 >(:5 ’ >(;5均以不施肥处理最低，
有机肥处理总体上高于无机肥处理；不同处理土壤
>(:5 ’ >(;5差异显著，而不同处理土壤 >:5 ’ >;5差异
不显著。说明施肥有利于土壤腐殖质品质的提高，
且活性腐殖质中活性胡敏酸碳与活性富里酸碳比值
对施肥措施的响应更为灵敏。
!"! 施肥对土壤腐殖质组分氮含量的影响
不同处理下土壤胡敏酸氮（6:5）、富里酸氮
（6;5）和胡敏素氮（6:=）含量差异显著（表 *）。与
>?处理下相比，7=和 # ’ *7=6处理 6:5含量分别
增加 #1!"@A和 #!!"1A，64?、64、4?和 6?处理分
别增加 +)"# ’ *7=6处理 6;5含量分别增加 #*!"-A和 2!"-A，
64?、64、4? 和 6? 处理分别增加 )+"*!"-A和 1"*A；7= 和 # ’ *7=6 处理 6:=含量分别
增加 2<"增加 #1"2A、#)"#A、#!"#A和 )"!A。不同处理下
腐殖质组分氮变化规律与腐殖质组分碳相似，有机
肥处理下 6:5、6;5和 6:=含量增加幅度较大，且显著
高于无机肥处理；64?处理下 6:5含量显著高于 4?
和 6?处理，而各无机肥处理间 6;5和 6:=含量并无
显著差异。
2<*#1期 龚伟，等：长期施肥对小麦B玉米作物系统土壤腐殖质组分碳和氮的影响
表 ! 施肥对土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳的影响
"#$%& ! ’((&)*+ ,( (&-*.%./#*.,0 ,0 +,.% 1232+ 4 #05 %#$.%& 1232+ 4 (-#)*.,0+
处理
!"#$%&#’%
(!
（) * +)）
腐殖质组分碳 ,-&-. ( /"$0%12’. 活性腐殖质组分碳 3$415# 6-&-. ( /"$0%12’.
(,7
（) * +)）
(87
（) * +)）
(,9
（) * +)）
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（:）
(87 * (!
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(387
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(3,7 *
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;<= >?>@ 0 A?BC 0 B?>> 0 B?DC 0 B?EF $ GD?D $40 AC?C $ GG?> H# B?EC 0 B?F@ 0 B?GE $4 AI?E 4 B@?I $4
;< >?AB 0H B?@C 0H B?EB 0H B?DG 0 B?EF $ GC?@ 40 AC?B $ G>?F 0H B?AD 0H B?FF 0 B?AD $4 AE?I 40 B@?G $4
B * AJ9; C?BI 4 A?DG 4 A?FF 4 A?GG 4 B?EG $ G@?I $4 AD?F $ GA?E # B?@I 4 B?EC 4 B?GE $4 AC?> $4 AF?I $4
J9 @?EB $ G?DI $ A?CF $ A?D> $ B?EE $ EB?B $ AD?I $ GF?A / A?@G $ A?BF $ B?EB $ GB?A $ AA?E $
<= E?D> H# B?CC H B?GF H# B?CD 0 B?GI $ GI?> 0H AI?@ $ GI?C 40 B?FI H# F?DC 0H B?AG $4 AB?D 0H BC?@ 4
;= E?AG #/ B?ED # B?BA #/ B?IG 0 B?GA $ GE?@ H# AI?I $ GD?> $4 F?D> #/ F?CG H B?BC 4 AF?A H BC?> 4
(= G?@A / B?GB # B?FG / B?>D 0 B?AC $ GG?> # AI?E $ EF?B $ F?CE / F?II H B?BE 4 B@?F H BI?@ 4
注（;2%#）：(!—土壤有机碳 !2%$5 .215 2")$’10 (；(,7—胡敏酸碳 ,-&-. $01H (；(87—富里酸碳 8-5K10 $01H (；(,9—胡敏素碳 ,-&1’ (；(3,7—活
性胡敏酸碳 3$415# 6-&-. $01H (；(387—活性富里酸碳 3$415# /-5K10 $01H (。同列数据后不同字母表示处理间差异显著（! L F?F>），下同 M$5-#. /25N
52O#H 4P H1//#"#’% 5#%%#". O1%61’ $ 025-&’ &#$’ .1)’1/10$’% H1//#"#’0# $&2’) %"#$%&#’%. $% F?F> 5#K#5 Q !6# .$&# $. 2%6#" %$45#.Q
活性胡敏酸氮（;3,7）和活性富里酸氮（;387）活
性大，易于矿化，对氮素的供应起着重要的作用［BG］。
不同施肥处理 ;3,7和 ;387含量差异显著（表 A）。与
(=处理相比，J9和 B * AJ9;处理 ;3,7含量分别增
加 BCG?F:和 BFI?G:，;<=、;<、<=和 ;=处理分别
增加 >@?>:、EE?B:、GF?I: 和 BA?I:；J9 和
B * AJ9;处理 ;387含量分别增加 BEF?F:和 DI?C:，
;<=、;<、<= 和 ;= 处理分别增加 EG?G:、GI?C:、
AG?G:和 BF?F:。有机肥处理 ;3,7和 ;387含量显著
高于无机肥处理；;<= 处理 ;3,7含量显著高于 <=
和 ;=处理，而 ;<=、;<和 <=处理间 ;387含量无显
著差异。施肥对土壤活性腐殖质组分碳（(3,7和
(387）和氮（;3,7和 ;387）含量的增加率均分别高于
腐殖质组分碳（(,7和 (87）和氮（;,7和 ;87），说明活
性腐殖质组分碳和氮较腐殖质组分碳和氮对施肥措
施的响应更灵敏。这与土壤活性腐殖质是腐殖质中
比较活跃的部分，易受施肥措施的影响有关［BG］。
表 6 施肥对土壤腐殖质及活性腐殖质组分氮的影响
"#$%& 6 ’((&)*+ ,( (&-*.%./#*.,0 ,0 +,.% 1232+ 7 #05 %#$.%& 1232+ 7 (-#)*.,0+
处理
!"#$%&#’%
;!
（) * +)）
腐殖质组分氮 ,-&-. ; /"$0%12’. 活性腐殖质组分氮 3$415# 6-&-. ; /"$0%12’.
;,7
（) * +)）
;87
（) * +)）
;,9
（) * +)）
;,7 * ;!
（:）
;87 * ;!
（:）
;,9 * ;!
（:）
;3,7
（) * +)）
;387
（) * +)）
;3,7 * ;!
（:）
;387 * ;!
（:）
;<= F?>AD 0 F?AIC 0 F?FI> 0 F?B@I 0 >F?C $40 BA?G $ GC?F 0H F?BCC 0 F?FEG 0 GG?I $4 D?A $
;< F?E@D 0H F?AEC 0H F?FIB 0H F?B@F 0 E@?I 40 BA?A $ GD?A 40H F?BIF 0H F?FEB 0 GA?B $40 D?A $
B * AJ9; F?ICF 4 F?GE@ 4 F?FDA 4 F?AG@ 4 >B?@ $4 BA?G $ G>?> 0H F?AA@ 4 F?F>I 4 GE?E $4 D?E $
J9 F?D>G $ F?E>E $ F?BFI $ F?A@G $ >G?E $ BA?E $ GE?A H F?GFG $ F?FCA $ G>?C $ D?E $
<= F?EID H F?AA> H F?F>D 0H F?BD> 0 ED?F 0H BA?G $ G@?I $40 F?BE> H F?FGC 0H GB?B $40 D?F $
;= F?EBG # F?BD@ # F?F>B 0H F?BCG 0 E>?D H# BA?E $ EB?C $4 F?BA> # F?FGG H# GF?G 40 C?@ $
(= F?G@F # F?BCE # F?FED H F?BID 0 EE?> # BA?A $ EG?G $ F?BBB # F?FGF # AD?E 0 C?I $
注（’2%#）：;!—土壤有机氮 !2%$5 .215 2")$’10 ;；;,7—胡敏酸氮 ,-&-. $01H ;；;87—富里酸氮 8-5K10 $01H ;；;,9—胡敏素氮 ,-&1’ ;；;3,7—活
性胡敏酸氮 3$415# 6-&-. $01H ;；;387—活性富里酸氮 3$415# /-5K10 $01H ;Q
689 施肥对土壤腐殖质组分碳和氮分配比例的影
响
土壤有机碳和氮组分分配比例综合了土壤有机
碳和氮绝对含量与有机碳和氮组分含量，可以排除
有机碳和氮总量的差异。胡敏酸碳分配比例是衡量
腐殖质品质优劣的标志之一［BD，AF］；胡敏素是与矿物
质紧密结合的腐殖物质［BI］，胡敏素碳和氮的分配比
例则可以表示不同土地管理方式下土壤有机碳和氮
的稳定强度；活性腐殖质组分碳和氮分配比例可以
表征腐殖质的相对活性［BC］。由表 B可知，除各处理
DEAB 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 B>卷
下富里酸碳分配比例差异不显著外，其它腐殖质及
活性腐殖质组分碳的分配比例均差异显著。各处理
下胡敏酸碳、富里酸碳、活性胡敏酸碳和活性富里酸
碳的分配比例，均以 !"处理最高，# $ %!"&处理次
之，&’(处理高于其它无机肥处理，不施肥处理最
低；各处理下胡敏素碳分配比例的大小顺序恰好与
其它腐殖质及活性腐殖质组分碳的分配比例相反，
以不施肥处理最高，!"处理最低。说明施肥有利
于土壤腐殖质品质的改善和活性的提高。
表 %显示，各处理下胡敏酸氮、活性胡敏酸氮和
胡敏素氮的分配比例的大小变化规律与腐殖质及活
性腐殖质组分碳的分配比例相同，且处理间差异显
著；而各处理下富里酸氮和活性富里酸氮分配比例
变幅小，且处理间差异不显著。
!"# 施肥对土壤腐殖质 $ % &的影响
由表 )可以看出，胡敏酸、富里酸、总可浸提腐
殖质、胡敏素、活性胡敏酸、活性富里酸、总活性腐殖
质 * $ &表现为：有机肥高于无机肥处理，&’(处理
总体上高于不施肥处理和其它无机肥处理。不同处
理下胡敏酸、富里酸、胡敏素和总可浸提腐殖质 * $ &
差异不显著，而不同处理下活性胡敏酸、活性富里酸
和活性腐殖质 * $ &差异显著。这进一步说明活性
腐殖质组分碳和氮较腐殖质组分碳和氮对施肥措施
的响应更灵敏。各处理下胡敏酸 * $ &、富里酸 * $ &、
胡敏素 * $ & 和全土壤 * $ & 间差异显著（ ! +
,#-./00，123 4 + 5.555），全土壤 * $ & 显著低于富里
酸 * $ &，而显著高于胡敏酸 * $ & 和胡敏素 * $ &，且
胡敏酸 * $ &显著低于胡敏素 * $ &；各处理下活性胡
敏酸 * $ &、活性富里酸 * $ &和全土壤 * $ &间差异显
著（! + %)6.)66，123 4 + 5.555），全土壤 * $ &也显著
低于活性富里酸 * $ &，而显著高于活性胡敏酸 * $ &；
各处理下土壤总可浸提腐殖质 * $ &、总活性腐殖质
* $&和全土壤 * $ &间差异不显著（! + #.67#，123 4
+ 5.#6/）。
表 ’ 施肥对土壤腐殖质及活性腐殖质 $% &的影响
()*+, ’ -..,/01 2. .,304+45)0426 26 $ % & 3)042 2. 124+ 78981 )6: +)*4+, 78981
处理
89:;<=:><
全土壤
?@AB CD2A
胡敏酸
EF
富里酸
GF
总可浸提腐殖质
8D<;A :H<9;I<;JA: K@=@C
胡敏素
E"
活性胡敏酸
L;J2A: K@=@C ;I2M
活性富里酸
L;J2A: N@AO2I ;I2M
总活性腐殖质
8D<;A A;J2A: K@=@C
&’( #5./ ; 6.# ; %7.) ; ##.% ; 0./ ; 6.) ;JI %-.) ;J ##., JI
&’ #5.- ; 6.5 ; %).7 ; ##.# ; 0./ ; 6.# JI %-.5 ;J ##.7 JI
# $ %!"& #5./ ; 6.% ; %7./ ; ##.) ; 0.6 ; 6., ;J %,.- ;J #%.5 ;J
!" ##.# ; 6.- ; %-.6 ; ##./ ; #5.5 ; 0./ ; %0.) ; #).- ;
’( #5.7 ; /.0 ; %%./ ; #5.0 ; 0., ; /.) JI %)., I #5.- JI
&( #5.) ; /.6 ; %#.0 ; #5.6 ; 0.- ; ,.6 I %%.- I #5.# I
*( #5.# ; /., ; %%.# ; #5./ ; 0.) ; ,.6 I %%.% I #5.5 I
’ 讨论
土壤腐殖质的分解和积累在很大程度上影响着
土壤肥力，是评价土壤肥力水平的重要指标之
一［#0］。大量研究结果表明，长期施用有机肥或有机
肥与化肥配施均能较好地促进土壤腐殖质的积
累［%#P%%］，有机培肥还有利于年轻腐殖质的积累和土
壤肥力的提高，且效果随有机肥施用量的增加而增
加［%)］。张夫道［%7］对长期施肥试验资料的总结发
现，少数研究结果表明施用有机肥对腐殖质积累的
作用与不施肥及施用化肥相同。长期施用化肥对土
壤腐殖质积累作用的研究结果也不尽相同。有研究
结果表明，长期施用化肥能够促进腐殖质的积
累［%#］；也有研究认为，长期施用化肥能基本维持土
壤腐殖质平衡［%7］，但会导致土壤腐殖酸“老化”，分
子缩合度增大，且对土壤养分有效性的转化不
利［%-］；还有研究表明，长期施用化肥会降低土壤腐
殖质含量［%5］。本研究结果看出，长期施用有机肥、
化肥及有机肥与化肥配施均能提高土壤腐殖质及活
性腐殖质组分碳和氮含量，且有机肥处理显著高于
无机肥处理，这与史吉平等［%#］的研究结果相似。出
现这一现象的原因在于施肥促进作物生长、增加作
物产量及根茬残留量。据估计，本试验地 &’(、&’、
# $ %!"&、!"、’(和 &(处理平均每年单位面积总有
机质输入量比不施肥处理分别增加 /-%.6Q、
/##.0Q、#56#.5Q、#%//.6Q、0#.7Q和 6.,Q［##］，加
之试验前土壤有机质水平极低，使施用化肥处理土
壤作物残留的有机碳能够补偿土壤腐殖质损耗，并
可促进腐殖质积累。由于土壤自身缺氮、磷和富钾，
使 &(和 ’(处理下磷和氮分别成为植物生长的限
07%#,期 龚伟，等：长期施肥对小麦P玉米作物系统土壤腐殖质组分碳和氮的影响
制因子，从而影响其养分有效性、制约作物生长、减
少有机质输入，导致 !"和 #"处理下土壤腐殖质及
活性腐殖质组分碳和氮含量低于 !#"和 !#处理。
另外，有机肥中含有丰富的营养物质也能较好地促
进作物生长、增加作物产量和根茬输入量，且有机肥
在腐解过程中也会释放出大量腐殖质，从而使有机
肥处理下腐殖质含量显著高于无机肥处理和不施肥
处理。通过相关分析发现，历年小麦和玉米平均产
量与土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮含量均呈
显著正相关（! $ %&%’）。因此，土壤腐殖质组分碳
和氮含量的提高对增加作物产量和稳定农业生态系
统具有重要作用。
土壤腐殖质组成中，各组分的含量和所占的比
例直接关系到土壤的肥力性质［()］。胡敏酸是土壤
腐殖质中的活跃成分，其存在形态、分子组成、理化
性质的变化对土壤肥力特征会产生巨大影响［(*］。
同时，土壤胡敏酸与土壤中无机微粒间的结合力增
强，这将有利于土壤中团聚体的形成，进而使土壤形
成良好的结构［(+］。本研究表明，施肥有利于胡敏酸
碳和氮及活性胡敏酸碳和氮含量及分配比例的提
高。因此，施肥处理下胡敏酸增加对提高土壤肥力
和改善土壤结构具有重要作用。胡敏素碳的分配比
例一般在 (%,以上，最高可达 +%,［-］，而本研究中
胡敏素碳分配比例相对不高（.%&(,!/%&-,）。关
于活性腐殖质碳分配比例，李卫东等［)］的研究为
.&/,! -%&’,，刘世全等［-*］的研究为 -*&’,!
/0&%,。本研究中活性腐殖质碳的分配比例与刘世
全等［-*］的结果相近，为 .’&0,! ’.&),。孙维纶
等［-.］的研究表明，胡敏酸氮分配比例为 +&0-,!
-%&**,，富里酸氮分配比例为 -0&-),!(%&’%,，胡
敏素氮分配比例为 )+&*.,!*-&%’,，活性胡敏酸
氮分配比例为 .&/’,!/&+0,，活性富里酸氮分配
比例为 -)&-/,!-*&0.,。与孙维纶等［-.］的结果相
比，本研究中胡敏酸氮（//&’,!’.&/,）和活性胡敏
酸氮（(+&/,!.’&*,）分配比例偏高，而富里酸氮
（-(&(,!-(&/,）、胡敏素氮（./&(,!/.&.,）和活
性富里酸氮（*&),!+&/,）分配比例偏低。这可能
与不同土壤类型及不同管理措施对腐殖质及活性腐
殖质组分碳和氮分配比例影响不同有关。
土壤 12 3 42是衡量土壤腐殖质品质优劣的标
志之一。长期施用有机肥及有机肥与化肥配施能提
高土壤 12 3 42，且施用有机肥能使胡敏酸在结构上
脂肪族侧链增加，芳化度减小，在起源上更“年
轻”［(0］。施用化肥对土壤 12 3 42影响的研究结果
不尽相同。有研究结果表明，长期施用化肥能够提
高土壤 12 3 42［.］；也有研究认为，长期施用化肥会
降低土壤 12 3 42［(%］。由于腐殖物质含量的多少取
决于形成量和分解量的相对大小［*］，而土壤环境条
件决定着腐殖物质的形成是以胡敏酸为主，还是以
富里酸为主［.%］。因此，造成以上结果差异的原因除
了施肥措施以外，可能还与土壤环境及腐殖质的形
成和分解有关。本研究结果与张翔等［.%］的结果相
同，即长期施用有机肥和化肥或两者配施，都能提高
土壤 12 3 42，且胡敏酸含量高于富里酸，说明施肥
处理土壤可浸提腐殖质中胡敏酸所占比例大，分子
量大，胡敏酸结构的复杂程度增加，团粒化作用增
强，土壤有机质品质朝好的方向转化。土壤 12 3 42
也能反映土壤的熟化程度及肥力状态，且随土壤肥
力的提高而增加［(0］，也随土壤熟化度提高而增加。
如高度熟化的水稻土 12 3 42可达 -&/左右，中度熟
化者为 %&’左右，初度熟化者为 %&(!%&.［.-］。本研
究结果表明，各处理土壤 12 3 42为 -&(*!-&//，且
有机肥处理高于无机肥处理，无机肥处理高于不施
肥处理。因此，施肥条件下土壤 12 3 42的提高，显
示了土壤由低肥力向高肥力的演变趋势［.(］，及土壤
熟化度由低到高的变化规律。
5 3 !是土壤肥力的一个重要指标，在一定程度
上可以反映出土壤有机质中 5、!组成的变化，且土
壤有机质组分中 5 3 !比值的差异还能说明土壤有
机质降解和腐殖化程度的差异［(0］。孙维纶等［-.］的
研究结果表明，富里酸 5 3 !和活性富里酸 5 3 !分别
小于胡敏酸 5 3 !和活性胡敏酸 5 3 !。本研究结果
恰好与之相反，即富里酸 5 3 !和活性富里酸 5 3 !分
别高于胡敏酸 5 3 !和活性胡敏酸 5 3 !。出现这一
差异的原因，可能与不同腐殖质组分的分解程度有
关。由于富里酸既是形成胡敏酸的一级物质，又是
胡敏酸分解的一级产物［-’］，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［..］。由此推测，来源于有机物料腐
解的富里酸会保留有机物料的高 5 3 !特性，而胡敏
酸经微生物分解形成的富里酸会使 5 3 !降低并趋
近于全土壤 5 3 !。本研究中，全土壤 5 3 !显著低于
富里酸 5 3 !，而显著高于胡敏酸 5 3 !和胡敏素5 3 !，
胡敏酸 5 3 !显著高于胡敏素 5 3 !。这进一步说明
了不同腐殖质组分是属于有机物料不同分解阶段的
产物。有研究表明，长期施肥条件下腐殖质和土壤
有机氮的变化同步进行，腐殖质 5 3 !很少改变［./］。
本研究结果也发现，各处理土壤总可提取腐殖质
%’(- 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 -’卷
! " #、总活性腐殖质 ! " #和全土壤 ! " #之间差异不
显著。
! 结论
$%年长期施肥后，与不施肥处理相比，化肥 #、
&、’两者或三者之间配施均可提高土壤腐殖质及活
性腐殖质组分碳和氮含量，以 #、&、’均衡施用效果
最好，#&次之，&’和 #’较差；与施用化肥相比，有
机肥及有机肥与化肥 #、&、’配施对提高土壤腐殖
质及活性腐殖质组分碳和氮含量，以及提高土壤可
浸提腐殖质（包括胡敏酸和富里酸）及活性腐殖质
（包括活性胡敏酸和活性富里酸）组分碳和氮分配比
例效果更好，并以完全施用有机肥效果最佳。因此，
施用有机肥、有机肥与化肥 #、&、’配施及化肥 #&’
均衡施用对增加土壤腐殖质组分含量、提高土壤肥
力、增强土壤“固碳”功能和促进农业可持续发展具
有重要意义。
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