全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（２）：３９６－４０３ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０２１４
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１４－０１－１１　　　接受日期：２０１４－０５－０７　　　网络出版日期：２０１５－０２－０３
基金项目：农业部公益性行业（农业）科研专项（２０１００３０１６）资助。
作者简介：朱青藤（１９９１—），女，安徽枞阳人，硕士研究生，主要从事土壤污染控制方面的研究。Ｅｍａｉｌ：２０１２１０３０５２＠ｎｊａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
 通信作者 Ｔｅｌ：０２５－８４３９６２０８，Ｅｍａｉｌ：ｄａｉｊｙ＠ｎｊａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
有机物料对白土土壤胡敏酸结构特征的影响
朱青藤，申连玉，钱黎慧，郭世伟，代静玉
（南京农业大学资源与环境科学学院，南京 ２１００９５）
摘要：【目的】研究有机物料施入对白土土壤的腐殖质含量组成和胡敏酸（ＨＡ）结构特征的影响，为明确不同腐殖
质组分对土壤肥力的影响提供理论依据。【方法】供试土壤为江苏省溧阳市南渡镇“白土改良大田示范试验核心
区”的南方中低产水稻土（白土）。试验设秸秆还田（ＳＴ）、施有机肥（ＯＭ）和对照（ＣＫ，不施有机物）３个处理，培肥
３年。同时采集试验田周围相邻的江苏省耕地质量监测点（２００７ ２０１３年）的每年施化肥（ＬＡＦ）和长期不施肥
（ＮＦ）的两种处理土壤进行比对研究。分别测定土壤的基本理化性质及其腐殖质含量的组成，并提取土壤胡敏酸
（ＨＡ）固体样品利用红外光谱和元素分析来进行结构表征。【结果】秸秆还田和施有机肥处理的有机碳、全氮含量
明显高于对照；与对照相比，施有机物料土壤ＨＡ的Ｅ４／Ｅ６比值增加，且秸秆还田＞施有机肥＞对照。红外光谱显
示，试验区域和耕地监测点的不同处理土壤ＨＡ均在１６５０ｃｍ－１处 （酰胺 Ｉ带）和１５５０ｃｍ－１处（１５００ １５８０ｃｍ－１
酰胺Ｉ带伸缩振动）有特征吸收。施有机肥和秸秆还田处理土壤ＨＡ的２９２０／１７２０、２９２０／１６５０比值显著大于对照。
在元素组成上，ＯＭ、ＳＴ处理的土壤腐殖质（ＨＡ）中 Ｃ、Ｈ、Ｎ的含量比均高于 ＣＫ，相对长期施化肥（ＬＡＦ）和不施肥
（ＮＦ）的土壤有明显提高，而氧元素的含量呈降低的趋势；ＯＭ和ＳＴ处理土壤ＨＡ的［Ｈ］／［Ｃ］和［Ｏ］／［Ｃ］原子数比
均低于ＣＫ；与ＬＡＦ和ＮＦ处理相比，试验区域各处理土壤腐殖质的［Ｈ］／［Ｃ］和［Ｏ］／［Ｃ］原子数比均有明显降低。
【结论】有机物料施入土壤后可增加土壤有机碳含量，改善土壤理化性质，提高作物产量和品质，且施入土壤的有机
物料可转化为新的腐殖质，降低土壤的腐殖化程度。土壤腐殖质（ＨＡ）的红外光谱分析说明，白土土壤ＨＡ具有明
显的酰胺类化合物特征。有机物料施入后使得土壤脂族性增强，羧基量减少，芳香度降低；秸秆还田和施有机肥处
理与对照相比，土壤ＨＡ的［Ｈ］／［Ｃ］和［Ｏ］／［Ｃ］比均有下降的趋势，且ＨＡ的氮素含量明显增加，这显示有机物料
施入后白土土壤腐殖质发生“脱水”过程，同时也反映了白土土壤腐殖质形成的特征。
关键词：秸秆还田；有机物料；白土土壤；土壤腐殖质；酰胺化合物
中图分类号：Ｓ１４１４；Ｓ１５３６＋２　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０２－０３９６－０８
Ｅｆｅｃｔｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
ｏｆｈｕｍｉｃａｃｉｄｓｉｎｌｏｗｙｉｅｌｄｐａｄｄｙｓｏｉｌ
ＺＨＵＱｉｎｇｔｅｎｇ，ＳＨＥＮＬｉａｎｙｕ，ＱＩＡＮＬｉｈｕｉ，ＧＵＯＳｈｉｗｅｉ，ＤＡＩＪｉｎｇｙｕ
（ＣｏｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｔｈｅｅｆｅｃｔｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｈｕｍｉｃｓｕｂｓｔａｎｃｅｓａｎｄｔｈｅ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｈｕｍｉｃａｃｉｄｓ（ＨＡ）ｉｎｌｏｗｙｉｅｌｄｗｈｉｔｅｓｏｉｌｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｔｈａｔｈｏｗｄｉｆｅｒｅｎｔ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｈｕｍｕｓｉｍｐｒｏｖｅｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ｔｈｅ“Ｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｓｉｔｅｆｏｒｅｎｈａｎｃｉｎｇｗｈｉｔｅｓｏｉｌ
ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ”ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｈａｓｂｅｅｎｃｏｎｄｕｃｔｅｄｆｏｒｔｈｒｅｅｙｅａｒｓｉｎＮａｎｄｕｚｈｅｎ，Ｌｉｙａｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ．Ｔｈｒｅｅ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ：ｓｔｒａｗ（ＳＴ），ｓｗｉｎｅｍａｎｕｒｅ（ＯＭ）ａｎｄｎｏｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＣＫ，ｃｏｎｔｒｏｌ）ｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄ．Ｔｈｅａｄｊａｃｅｎｔ
ｓｏｉｌｆｒｏｍｔｈｅｓｏｉｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｉｔｅ（２００７－２０１３）ｉｎＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅｗｉｔｈａｎｎｕａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ（ＬＡＦ）ａｎｄｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（ＮＦ）ｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ．Ｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｓｏｉｌｈｕｍｕｓｗｅｒｅ
ｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｈｕｍｉｃａｃｉｄｓ（ＨＡ）ｗｅｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＨＡｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｕｓｉｎｇｉｎｆｒａｒｅｄ
ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄｅｌｅｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】ＳｏｉｌｏｒｇａｎｉｃＣ（ＳＯＣ），ｔｏｔａｌＮｉｎｔｈｅｓｔｒａｗ（ＳＴ）ａｎｄｓｗｉｎｅ
２期　　　 朱青藤，等：有机物料对中低产白土土壤胡敏酸结构特征的影响
ｍａｎｕｒｅ（ＯＭ）ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅｎｏｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｔｒｅａｔｍｅｎｔ（ＣＫ）．ＴｈｅＥ４／
Ｅ６ｒａｔｉｏｉｎＨＡｉｓｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｓｔｒａｗ＞ｓｗｉｎｅｍａｎｕｒｅ＞ｃｏｎｔｒｏｌ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ｔｈｅＨＡｆｒｏｍ
ｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｉｎｂｏｔｈｓｔｕｄｙｓｉｔｅｓｈａｖｅｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓａｔ１６５０ｃｍ－１（ａｍｉｄｅＩｂａｎｄ）ａｎｄ１５５０
ｃｍ－１（１５００－１８００ｃｍ－１ａｍｉｄｅＩｂａｎｄｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ）ａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｏｆ２９２０／１７２０ａｎｄ２９２０／１６５０ｏｆＨＡｆｒｏｍｔｈｅｓｗｉｎｅ
ｍａｔｕｒｅａｎｄｓｔｒａｗｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ．Ｃ，ＨａｎｄＮｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔｈｅＨＡｉｎ
ｔｈｅｓｗｉｎｅｍａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｓｔｒａｗｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｅｒｅａｌｓｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｉｎ
ｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｉｔｅｗｉｔｈａｎｎｕａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｏｘｙｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＨＡｉｎｔｈｅｓｗｉｎｅｍａｎｕｒｅａｎｄ
ｔｈｅｓｔｒａｗｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｅｒｅｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ．［Ｈ］／［Ｃ］ａｎｄ［Ｏ］／［Ｃ］ｒａｔｉｏｓｏｆｔｈｅＨＡｉｎｔｈｅｓｗｉｎｅ
ｍａｎｕｒｅａｎｄｔｈｅｓｔｒａｗｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｗｅｒｅａｌｓｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｓｉｎｔｈｅ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｓｉｔｅｗｅｒｅｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｉｔｅｗｉｔｈａｎｎｕａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】Ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｓｏｉｌｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔ，ｉｍｐｒｏｖｅｓｏｉｌ
ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｙｉｅｌｄａｎｄｑｕａｌｉｔｙｏｆｃｒｏｐｓ．Ｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｎｅｗｈｕｍｉｃ
ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓｗｉｔｈｔｈｅｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｏｉｌｓｃａｎｌｏｗｅｒｈｕｍｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅ．Ｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄ
ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｏｆＨＡｉｎｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅＨＡｉｎｐａｄｄｙｓｏｉｌｓｈａｄｏｂｖｉｏｕｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆａｍｉｄｅｓ
ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ．Ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐａｄｄｙｓｏｉｌｓｃｏｕｌｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅａｌｉｐｈａｔｉｃｇｒｏｕｐ，ｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃａｒｂｏｘｙｌ
ａｎｄａｒｏｍａｔｉｃｇｒｏｕｐｓ，ａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅ［Ｈ］／［Ｃ］ａｎｄ［Ｏ］／［Ｃ］ｒａｔｉｏｓｉｎｔｈｅｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｓｔｒａｗ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅＨＡｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｄｅｈｙｄｒａｔｉｎｇ
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓｈａｖｅｏｃｃｕｒｅｄｉｎｔｈｅｈｕｍｕｓａｎｄｎｅｗｈｕｍｕｓｈａｓｆｏｒｍｅｄｉｎｔｈｅｐａｄｄｙｓｏｉｌｓａｆｔｅｒｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｔｅｒｉａｌｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ牷ｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌ牷ｐａｄｄｙｓｏｉｌ牷ｓｏｉｌｈｕｍｕｓ牷ａｍｉｄｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓ
　　白土发育于下蜀黄土母质，主要分布在江淮之
间的波状平原地区。白土的形成主要是由于耕层粘
粒及铁、锰等物质大量流失而导致耕层粘粒含量减
少，粉砂含量相对增高，土壤脱色呈浅灰色，质地松
散，结构性很差，肥力低下。低产白土的改良措施主
要是增施有机质、深耕、客土和施肥等手段，其中提
高土壤有机质含量的措施最为常用。
土壤有机质的数量与质量变化是土壤肥力及环
境质量状况的最重要表征，是制约土壤理化性质的
关键因素，保持土壤中较高的有机质数量和质量水
平是土地持续利用和作物高产稳产的先决条件，此
外有机物质进入土壤后在微生物的作用下转化形成
土壤腐殖质，土壤腐殖质的组成和性质对土壤的物
理化学及生物学特性等都有重要影响，也反映了土
壤肥力的高低变化。土壤有机质是土壤的重要组成
成分［１］，是衡量土壤肥力的重要指标［２］。腐殖物质
（ＨＳ）是土壤有机质的最重要组分之一，为深色，是
非均质的化合物［３］。而胡敏酸（ＨＡ）是土壤腐殖质
中的活跃物质，其组成结构和性质的变化与土壤的
保肥和供肥性能相关［４］。长期以来，人们在分析土
壤肥力与土壤有机质的相互关系时也非常重视腐殖
质的组成性质及其变化情况。吴景贵等人［５］的研
究表明，玉米秸秆腐解过程中形成的胡敏酸与土壤
胡敏酸相比，其碳水化合物的结构成分显著增加，羧
基含量较低，芳香性成分则显著下降。而有机肥与
化肥结合施用２６年的棕壤腐殖酸红外光谱研究结
果表明，与对照（ＣＫ）相比，氮、磷、钾肥配施以及其
与有机肥配施后，多糖类等小分子化合物减少，而羧
基类、芳族类化合物增加，说明其腐殖质的芳香化程
度增加，活性较高，且施有机肥处理的腐殖质芳构化
程度效果显著［６］。可见在不同土壤类型上施入有
机物料后土壤腐殖质发生的变化不尽相同，施有机
物料是改良中低产白土的重要手段之一，目前这方
面的研究更侧重于提高白土土壤有机质含量与作物
产量方面，而对腐殖质的组成和结构特征的变化方
面的研究尚不足。为此，本研究以改良措施实施３
年的水稻土（中低产白土）为研究对象，探讨土壤经
改良后腐殖物质的组成、胡敏酸结构特征的变化，为
明确不同腐殖质组分对土壤肥力的影响提供理论
依据。
１　材料与方法
１１　试验设计
试验地位于江苏省溧阳市南渡镇“白土改良大
田示范试验核心区（面积共６６７ｈｍ２）”，土壤为培
肥试验３年（２０１１ ２０１３年）的南方低产水稻土
７９３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
（白土）。试验设对照（ＣＫ，不施有机肥），秸秆还田
（ＳＴ）和有机肥（猪粪）（ＯＭ）３个处理。具体实施方
法：对照处理（ＣＫ），翻耕１０ｃｍ＋施化肥，面积为
２２３ｈｍ２；秸秆还田处理（ＳＴ），翻耕２０ｃｍ＋化肥＋
秸秆（干）２００ｋｇ／ｈｍ２，面积２２３ｈｍ２；有机肥处理
（ＯＭ），翻耕 ２０ｃｍ＋化肥 ＋畜禽粪肥（鲜）１５００
ｋｇ／ｈｍ２，面积２０ｈｍ２。各处理施化肥氮（Ｎ）、磷（Ｐ）、
钾（Ｋ）总量的比例均为５４３４∶１１∶１１２。用棋盘法在
每个处理地块采集５个点，样品混合均匀，土样风干
过０８４１ｍｍ（２０目）筛。每个处理两次重复。同时
采集试验田周围相邻的江苏省耕地质量监测点（２００７
２０１３年）每年施化肥（ＬＡＦ，翻耕１０ｃｍ＋化肥，用
量与前３个处理相同）和长期不施肥（ＮＦ，翻耕１０
ｃｍ）两个处理的土壤样品作为对比处理。
１２　测定项目与方法
１２１土壤基本理化性质的测定　ｐＨ采用电位法
测定（水土比２５∶１）；有机碳含量采用重铬酸钾 －
浓硫酸外加热法；总氮采用半微量开氏法；有效磷采
用Ｏｌｓｅｎ法测定［７］。
１２２胡敏酸（ＨＡ）的样品制备　采用国际腐殖物
质学会推荐的方法（ＩＨＳＳ），即土壤经稀硫酸洗涤
后，用ＮａＯＨ调整ｐＨ值至１３左右，用０１ｍｏｌ／Ｌ的
ＮａＯＨ在氮气氛围下常温浸提过夜、离心分离、反复
操作直至上清液呈淡黄色或无色为止；收集上清液
并加入过量的 Ｋ２ＳＯ４静止一段时间后高速离心分
离，获得的上清液加入４ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４调节ｐＨ值为
１２ １５，放置过夜后离心分离，反复操作直至上
清液为无色为止，上清液为富里酸（Ｆｕｌｖｉｃａｃｉｄ，
ＦＡ），沉淀的部分为胡敏酸（Ｈｕｍｉｃａｃｉｄ，ＨＡ）；再进
行纯化处理，即利用ＨＦ－ＨＣｌ反复处理以除去无机
矿物、透析膜透析以除去游离的金属离子和小分子
物质，阳离子交换以除去结合在腐殖酸上的金属离
子后冷冻干燥获得纯净的ＨＡ样品。
１２３腐殖物质组成的测定　 提取的腐殖物质
（ＨＳ）和胡敏酸的含量采用重铬酸钾比色法测定，富
里酸含量采用差减法得到。该方法是用强氧化剂重
铬酸钾在强酸介质中将腐植酸分子中的碳氧化为二
氧化碳，根据重铬酸钾的消耗量和腐植酸的碳系数
来计算腐植酸含量［８］。ＨＡ的Ｅ４／Ｅ６使用分光光度
计法，即在４６５ｎｍ和６６５ｎｍ处分别测定吸光度，记
为Ｅ４和Ｅ６值，并计算Ｅ４／Ｅ６值。
１２４ＨＡ样品的红外光谱和元素分析测定　ＨＡ样
品的红外光谱采用ＫＢｒ压片法在ＮＥＸＵＳ８７０ＦＴ型
红外光谱仪上测定，扫描模式为４０００ ４００ｃｍ－１。
对谱线选取特征峰，并对相应的官能团进行半定量
分析。元素分析采用 ＶａｒｉｏＭＩＣＲＯ元素分析仪测
定，在７５０℃下灰化４ｈ，称重确定灰分含量。其中
Ｃ、Ｈ、Ｎ元素含量为实测值，Ｏ元素含量采用差减法
计算获得。
１３　数据处理　
试验数据用 Ｅｘｃｅｌ２００３处理，采用 ＳＰＳＳ１６０
进行统计分析并作差异显著性检验。ＨＡ的红外光
谱数据和元素分析分别用Ｓｉｇｍａｐｌｏｔ软件和Ｅｘｃｅｌ进
行作图。
２　结果与分析
２１　培肥３年后的土壤基本理化性状
从表１可以看出，试验地土壤经过３年培肥后，
秸秆还田（ＳＴ）和施有机肥（ＯＭ）的土壤有机碳、全
氮含量均高于对照（ＣＫ）。与对照（ＣＫ）相比，对比
研究的长年施化肥（ＬＡＦ）处理的土壤的有机碳含量
略有增加，不施肥（ＮＦ）处理的土壤有机碳含量却明
显降低。ＳＴ、ＯＭ处理的 ｐＨ值与 ＣＫ相比略有降
低；ＬＡＦ处理的ｐＨ低于ＮＦ。ＣＫ、ＳＴ和ＯＭ处理的
土壤ｐＨ值显著低于ＬＡＦ和ＮＦ，而速效磷含量则呈
相反的变化趋势。这种差异的产生可能来源于试验
区域土壤与耕地质量监测点土壤的培养时间和处理
的差异。且对试验区水稻的产量调查结果显示，施
有机肥和秸秆还田处理的产量高于对照处理。我们
推测有机物料的施用可能改变了白土土壤腐殖质的
组成与性状，进而提高了土壤养分的供给能力，因
此，通过进一步分析不同处理的土壤腐殖质组成与
性状来探讨有机物料对低产白土土壤的改良效果。
２２　土壤腐殖质的组成
从化学本质上来讲，土壤有机质可分为腐殖物
质（ＨＳ）和非腐殖物质，其中 ＨＳ是土壤有机质的主
体［９］。ＨＳ与ＳＯＣ（土壤有机碳）的比值为土壤的碳
回收率。其中土壤ＨＳ按照其提取方法主要可分为
胡敏酸（ＨＡ）和富里酸（ＦＡ）。从表２可以看出，ＳＴ
处理土壤的胡敏酸（ＨＡ），富里酸（ＦＡ）的含量均低
于ＣＫ处理，而 ＯＭ处理土壤的 ＨＳ、ＨＡ、ＦＡ含量与
ＣＫ的差异不明显。与 ＣＫ相比，ＳＴ和 ＯＭ处理的
ＰＱ值分别为有微小变化和增加；ＳＴ和 ＯＭ处理的
土壤碳回收率（ＨＳ／ＳＯＣ）比ＣＫ均显著降低。ＰＱ值
为胡敏酸（ＨＡ）占腐殖酸（ＨＳ）的比率，主要反映培
肥过程中ＨＳ组成成分含量的变化，影响这种变化
的原因比较复杂，与原土的腐殖化程度、腐殖质储
量、有机物料种类及其分解时的环境条件有关。一
８９３
２期　　　 朱青藤，等：有机物料对中低产白土土壤胡敏酸结构特征的影响
表１　试验土壤理化性质
Ｔａｂｌｅ１　Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｏｉｌｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｐＨ
土壤有机碳 Ｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ
（ｇ／ｋｇ）
全氮ＴｏｔａｌＮ
（ｇ／ｋｇ）
速效磷ＡｖａｉｌａｂｌｅＰ
（ｍｇ／ｋｇ）
ＣＫ ５３４±００１ｃ １４４０±０５８ｂ １４８±０００ａ ５９８８±６２８ａ
ＳＴ ５２６±００１ｃ １８７７±１０４ａ １５５±００２ａ ４３２０±８２８ａ
ＯＭ ４９８±００６ｄ １８００±００５ａ １５５±００１ａ ５９７１±１７０７ａ
ＬＡＦ ６２１±０１３ｂ １５３０±００５ｂ １２９±０００ａ １７８５±０００ｂ
ＮＦ ６４７±００２ａ ８９５±００２ｃ １６９±０８３ａ １６８８±００４ｂ
　　注（Ｎｏｔｅ）：ＣＫ—不施有机肥 Ｎｏｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ（ｃｏｎｔｒｏｌ）；ＳＴ—秸秆 Ｓｔｒａｗ；ＯＭ—有机肥 Ｏｒｇａｎｉｃｍａｎｕｒｅ；ＬＡＦ—每年施化肥 Ｌｏｎｇｔｅｒｍ
ａｎｎｕａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ；ＮＦ—长期不施肥Ｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．同列数据后不同字母表示不同处理间差异达到５％显著水平Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎ
ｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ｌｅｖｅｌ．
表２　施加有机肥和秸秆后土壤腐殖质组成和含量变化
Ｔａｂｌｅ２　ＣｈａｎｇｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｏｆＨＳａｆｔｅｒａｄｄｉｎｇｏｒｇａｎｉｃｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｓｔｒａｗ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
腐殖质ＨＳ
（ｇ／ｋｇ）
胡敏酸ＨＡ
（ｇ／ｋｇ）
富里酸ＦＡ
（ｇ／ｋｇ）
Ｅ４／Ｅ６
ＰＱ值（％）
ＰＱｖａｌｕｅ
回收率（％）
ＨＳ／ＳＯＣ
ＣＫ ４２３±００６ａ １４０±０４８ａｂ ２８３±０５４ａ ３８５±０００ｂ ０３３±０１２ａ ０２９±００１ｂ
ＳＴ ２７２±０６２ｃ ０９０±０４０ｂ １８２±０２２ｂ ４４１±０１５ａ ０３２±００７ａ ０１４±００３ｄ
ＯＭ ３７２±０４５ａｂ １４９±０５６ａｂ ２２３±０１１ａｂ ４３０±００７ａ ０３９±０１０ａ ０２１±００３ｃ
ＬＡＦ ３３９±００６ｂｃ １５３±０１０ａ １８６±００４ｂ ３６５±００１ｂ ０４５±００２ａ ０２２±０００ｃ
ＮＦ ３０３±０１９ｂｃ １３５±０１２ａｂ １６９±００７ｂ ３７９±００３ｂ ０４４±００１ａ ０３４±００２ａ
　　注（Ｎｏｔｅ）：ＣＫ—不施有机肥 Ｎｏｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ（ｃｏｎｔｒｏｌ）；ＳＴ—秸秆 Ｓｔｒａｗ；ＯＭ—有机肥 Ｏｒｇａｎｉｃｍａｎｕｒｅ；ＬＡＦ—每年施化肥 Ｌｏｎｇｔｅｒｍ
ａｎｎｕａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ；ＮＦ—长期不施肥Ｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．ＨＳ—腐殖质Ｈｕｍｕｓ；ＨＡ—胡敏酸Ｈｕｍｉｃａｃｉｄ；ＦＡ—富里酸ｆｕｌｖｉｃａｃｉｄ；ＰＱ—为ＨＡ占可提取腐殖
质的比例（ＨＡ／ＨＳ）ＰＱｉｓｔｈｅＨＡｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅｈｕｍｕｓ；ＳＯＣ—土壤有机碳 Ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ．同列数据后不同字母表示不同处理间差
异达到５％显著水平Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅ５％ｌｅｖｅｌ．
些长期定位试验结果表明，施有机物料会导致土壤
腐殖酸含量和ＰＱ值等的显著变化［１０］。另外与ＬＡＦ
和ＮＦ处理相比，试验区３个处理的土壤 ＰＱ值、碳
回收率均有降低的趋势。可能是试验区进行深耕处
理，将土壤下层的粘粒、矿质 Ｍｎ、Ｆｅ颗粒与有机物
料进行混合形成了结合形态的腐殖质，而本试验采
用的国际腐植酸协会推荐的提取方式—ＮａＯＨ作为
提取液，提取的腐殖酸主要是以游离态（或松结合
态）为主，所以使试验区土壤的ＰＱ值和碳回收率有
所降低。土壤腐殖质按其存在的状态可分为游离态
和结合态两种类型，一般土壤中，游离态腐殖质数量
不多，绝大部分为结合态腐殖质，即以与 Ｍｎ，Ｆｅ等
矿质颗粒形成有机—无机复合体的形式存在［９］。
　　虽然３年施肥试验对于腐殖酸含量指标的影响
尚不明显，但从 ＨＡ的 Ｅ４／Ｅ６比值来看，ＳＴ和 ＯＭ
处理均高于ＣＫ处理，且表现为 ＳＴ、ＯＭ＞ＣＫ、ＬＡＦ
和ＮＦ。Ｅ４／Ｅ６值能反映腐殖物质分子的复杂程度。
Ｅ４／Ｅ６值越高，说明腐殖物质的分子结构越简单。
表明有机物料的施用会提高 ＨＡ的 Ｅ４／Ｅ６值，施入
土壤的有机物料转化为新的腐殖质，降低了胡敏酸
分子的复杂程度。
２３　胡敏酸的元素和红外光谱分析
２３１元素分析　为探讨胡敏酸的结构变化，本试
验进一步分析了胡敏酸的元素组成。通过对胡敏酸
的元素组成及变化分析施有机物料对腐殖质分子结
构特征的影响。从 ＨＡ的元素组成（表 ３）可以看
出，施有机肥、秸秆还田处理的土壤 ＨＡ中 Ｃ、Ｈ、Ｎ
的含量比均高于对照，相对 ＬＡＦ和 ＮＦ处理也有明
显提高，而氧元素的含量呈降低的趋势；施有机肥、
秸秆还田处理的土壤ＨＡ的［Ｈ］／［Ｃ］，［Ｏ］／［Ｃ］原
子数比均低于对照；与ＬＡＦ和ＮＦ处理相比，试验区
域３个处理的土壤ＨＡ的［Ｈ］／［Ｃ］，［Ｏ］／［Ｃ］原子
数比均明显降低。一般来说腐殖质的主体是由羧基
－ＣＯＯＨ羟基 －ＯＨ取代的芳香族结构，烷烃、脂肪
９９３
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
酸、碳水化合物和含氮化合物结合于芳香结构环
上［１１］。腐殖质中的 ［Ｈ］／［Ｃ］、［Ｏ］／［Ｃ］原子个数
比在一定程度上能反映有机物的结构、官能团特征。
有机质中［Ｈ］／［Ｃ］原子个数比值越小则芳香性越
强，反之则说明含有更多的脂肪族的化合物［１２］。而
［Ｏ］／［Ｃ］原子个数比越大表示有机物中含有更多
的羧基酚基官能团或者碳水化合物［１３］。为了了解
不同处理的土壤元素组成特征，将胡敏酸的［Ｈ］／
［Ｃ］与［Ｏ］／［Ｃ］作图（范氏图，图１）。
表３　不同处理土壤中ＨＡ的元素组成
Ｔａｂｌｅ３　ＥｌｅｍｅｎｔａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｉｌＨＡ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ
（％）
原子数Ａｔｏｍｓ
［Ｃ］ ［Ｈ］ ［Ｎ］ ［Ｏ］
原子数比Ａｔｏｍｓｒａｔｉｏ
［Ｈ］／［Ｃ］ ［Ｏ］／［Ｃ］
ＣＫ ４２２０ ５４５０ ４３６０ ４７９９ ００７０ ０１０９ ０００６ ００６０ １５５０ ０８５３
ＳＴ ５６７３ ６５３０ ５８６０ ３０８９ ００９５ ０１３１ ０００８ ００３９ １３８０ ０４０８
ＯＭ ５８８０ ６７００ ６１００ ２８４０ ００９８ ０１３４ ０００９ ００３６ １３６７ ０３６２
ＬＡＦ ３５８３ ５０４０ ３７８０ ５５３６ ００６０ ０１０１ ０００５ ００６９ １６８７ １１５９
ＮＦ ４０３９ ５２６０ ４１４０ ５０２１ ００６７ ０１０５ ０００６ ００６３ １５６４ ０９３２
　　注（Ｎｏｔｅ）：ＣＫ—不施有机肥Ｎｏｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ（ｃｏｎｔｒｏｌ）；ＳＴ—秸秆 Ｓｔｒａｗ；ＯＭ—有机肥 Ｏｒｇａｎｉｃｍａｎｕｒｅ；ＬＡＦ—每年施化肥 Ｌｏｎｇｔｅｒｍ
ａｎｎｕａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ；ＮＦ—长期不施肥Ｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．
图１　不同处理土壤的［Ｈ］／［Ｃ］—［Ｏ］／［Ｃ］图
Ｆｉｇ．１　［Ｈ］／［Ｃ］ｒａｔｉｏ—［Ｏ］／［Ｃ］ｒａｔｉｏｏｆ
ｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｉｌ
［注（Ｎｏｔｅ）：ＣＫ—不施有机肥 Ｎｏｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ（ｃｏｎｔｒｏｌ）；ＳＴ—
秸秆Ｓｔｒａｗ；ＯＭ—有机肥Ｏｒｇａｎｉｃｍａｎｕｒｅ；ＬＡＦ—每年施化肥 Ｌｏｎｇ
ｔｅｒｍａｎｎｕａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ；ＮＦ—长期不施肥Ｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．］
　　由图１中可以看出，施有机肥和秸秆还田处理
的土壤ＨＡ与对照相比 ［Ｈ］／［Ｃ］和［Ｏ］／［Ｃ］均逐
渐减少，表明有机物料施入土壤后，土壤ＨＡ显示出
“脱水”的趋向，试验区的ＯＭ、ＳＴ和ＣＫ３个处理与
ＬＡＦ和ＮＦ处理相比也有相同的趋向。这种变化意
味着ＨＡ的缩合度增加，尤其是［Ｈ］／［Ｃ］的降低，
这与有机物料施入土壤后 ＨＡ的 Ｅ４／Ｅ６提高有矛
盾。［Ｈ］／［Ｃ］的降低虽然可作为碳上的质子不饱
和程度增加的指标，但并非绝对，因为碳上的质子被
其他元素取代也能造成这种状况。本试验中，元素
分析的结果显示，施有机物料的土壤 ＨＡ的氮素含
量明显高于对照，表明碳原子上的质子被氮原子取
代而导致土壤ＨＡ的［Ｈ］／［Ｃ］和［Ｏ］／［Ｃ］均降低
的可能性。进一步结合ＨＡ的Ｅ４／Ｅ６比和元素组成
的变化情况，对于［Ｈ］／［Ｃ］比降低的原因，我们更
倾向于后者。为了探讨这种现象，进一步借助红外
光谱分析ＨＡ的基团组成。
２３２红外光谱　不同处理土壤 ＨＡ的 ＦＴＩＲ光谱
图如图２所示。由上往下ＨＡ样品依次为 ＣＫ、ＳＴ、
ＯＭ、ＬＡＦ和ＮＦ处理。各不同处理的 ＨＡ图谱峰型
基本一致，均显示出３３６０ｃｍ－１左右处的宽峰（酚羟
基或脂肪族 ＯＨ上的 －ＯＨ伸缩振动）、２９２０ｃｍ－１
左右处的峰（脂肪族中 －ＣＨ２－的 －Ｃ－Ｈ的伸缩振
动）、１７２０ｃｍ－１处的吸收峰（酯酮类 Ｃ＝Ｏ）、１６５０
ｃｍ－１处的峰（酰胺基 Ｃ＝Ｏ伸缩振动，Ｃ＝Ｃ伸缩振
动）、１５５０ｃｍ－１处的峰（１５００ １５８０ｃｍ－１酰胺Ｉ带
伸缩振动）、１４６０ｃｍ－１处（脂族 Ｃ－Ｈ变形振动）、
１２３０ｃｍ－１（羧基上的 Ｃ－Ｏ伸缩振动）、１０２０ｃｍ－１
处（糖或脂族Ｃ－Ｏ伸缩振动）［１４］。
从图２可以看出，ＯＭ处理的土壤 ＨＡ组分在
２９２０ｃｍ－１（脂族 Ｃ－Ｈ）、１４６０ｃｍ－１处（脂族 Ｃ－Ｈ
变形振动）振动吸收峰较强。ＳＴ的土壤ＨＡ在１５５０
ｃｍ－１处（酰胺 Ｉ带）、１４６０ｃｍ－１处（脂族 Ｃ－Ｈ）振
动最为剧烈。另外，所有不同处理的土壤 ＨＡ红外
００４
２期　　　 朱青藤，等：有机物料对中低产白土土壤胡敏酸结构特征的影响
图２　不同处理土壤ＨＡ的ＦＴＩＲ光谱图
Ｆｉｇ．２　ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆｓｏｉｌＨＡ
［注（Ｎｏｔｅ）：ＣＫ—不施有机肥 Ｎｏｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ（ｃｏｎｔｒｏｌ）；ＳＴ—
秸秆Ｓｔｒａｗ；ＯＭ—有机肥 Ｏｒｇａｎｉｃｍａｎｕｒｅ；ＬＡＦ—每年施化肥 Ｌｏｎｇ
ｔｅｒｍａｎｎｕａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ；ＮＦ—长期不施肥Ｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．］
图谱均显示出１６５０ｃｍ－１酰胺基Ｃ＝Ｏ伸缩振动（酰
胺Ｉ带）和１５５０ｃｍ－１酰胺Ｉ带伸缩振动，说明该类
土壤ＨＡ具有明显的酰胺类化合物特征。胺类与糖
类缩合过程是腐殖质形成的重要途径之一，形成具
有暗褐色高分子物质———蛋白黑素类物质，这种特
征有别于黑土、褐土等的胡敏酸［１４－１６］；大量研究均
认为ＨＡ具有较强的芳香性，如黑土 ＨＡ更多地出
现１６１０ｃｍ－１左右处的芳香碳的Ｃ＝Ｃ伸缩振动，草
甸土在１６２０ｃｍ－１（１５９０ １６２５ｃｍ－１）处有特征吸
收［１６－１７］，但在本试验中土壤胡敏酸芳香性的 Ｃ＝Ｃ
（１６１０ｃｍ－１附近）的吸收振动不明显，可能主要是
由于１６５０ｃｍ－１［酰胺Ｉ带（Ｃ＝Ｏ），Ｃ＝Ｃ］处伸缩振
动较强，两个振动峰重叠所致。由半定量计算红外
光谱各个吸收峰的相对强度（表４）可以看出，施有
机肥和秸秆还田的土壤ＨＡ的２９２０／１７２０值分别为
１４４３、１５４７，远大于对照 １０７８，也高于其他处理
的土壤ＨＡ，表明施用有机物料后土壤ＨＡ中的脂肪
基团高于羧基团，这与元素分析的结果一致；有施机
肥与秸秆还田处理的土壤ＨＡ的２９２０／１６５０值分别
为３５２０、５４４７，也显著大于对照１４９３及其他处理
土壤，这表明有机物料施用后土壤 ＨＡ的脂肪族基
团多于芳香族。并且有机物料施入后 Ｅ４／Ｅ６比值
增加，这预示着有机物料施入后使得土壤 ＨＡ的脂
族性增强，芳香性相对减弱。
表４　不同处理土壤中ＨＡ的ＩＲ光谱主要吸收峰的相对强数（半定量）
Ｔａｂｌｅ４　ＲｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｔｒｏｎｇｏｆｔｈｅＩＲｓｐｅｃｔｒａｍａｉｎａｂｓｏｒｐｉｏｎｐｅａｋｉｎｓｅｖｅｒａｌｄｉｆｅｒｅｎｔｓｏｉｌＨＡ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
波数Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ（ｃｍ－１）
３３６０ ２９２０ １７２０ １６５０ １５５０ １４６０ １２３０ １０２０ ２９２０／１７２０ ２９２０／１６５０
ＣＫ ７６０５ １３２５８ １２３０３ ８８７９ １８４３４ ２０１０７ １６６４３ ２７７１ １０７８ １４９３
ＳＴ ７０７９ １５３６４ ９９３２ ２８２０ １９４２５ ２２０５９ １３７７３ ９５４８ １５４７ ５４４７
ＯＭ １２０３４ １６７５６ １１６１５ ４７６０ １５７６５ １６０３２ １１６１５ １１４２４ １４４３ ３５２０
ＬＡＦ ８１７０ １３７３２ １３１４８ １１２９４ ２０２８８ ２１６９６ ７４１５ ４２５７ １０４４ １２１６
ＮＦ ９１１３ １４３７６ １２９６２ １０４３６ １８３１６ １９６０９ １１４８９ ３６９９ １１０９ １３７８
　　注（Ｎｏｔｅ）：ＣＫ—不施有机肥 Ｎｏｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ（ｃｏｎｔｒｏｌ）；ＳＴ—秸秆 Ｓｔｒａｗ；ＯＭ—有机肥 Ｏｒｇａｎｉｃｍａｎｕｒｅ；ＬＡＦ—每年施化肥 Ｌｏｎｇｔｅｒｍ
ａｎｎｕａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ；ＮＦ—长期不施肥Ｎｏｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．表中样品数据排列顺序与上图红外图谱保持一致 Ｓｏｒｔｓａｍｐｌｅｄａｔａｔａｂｌｅｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｒｔｉｎｆｒａｒｅｄ
ｓｐｅｃｔｒａｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ．
３　讨论
依据ＨＡ的光学性状分析可以看出，与对照相
比，秸秆还田和施有机肥处理的 Ｅ４／Ｅ６比值增加，
说明施入有机物料后土壤腐殖化程度降低。这与魏
自民等［１８］所研究的结果一致。但从 ＨＡ的元素组
成看，秸秆还田和施有机肥与对照相比，ＨＡ的
［Ｈ］／［Ｃ］和［Ｏ］／［Ｃ］均呈下降的趋势，显示有机物
料施入土壤后腐殖质发生了“脱水”的现象，而这与
腐殖化程度降低是矛盾的。ＨＡ的［Ｈ］／［Ｃ］降低可
以解释为碳素的缩合，也可以认为是碳原子上的质
子被其他元素所取代造成的。从元素含量的比值
１０４
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
看，有机物料施用的土壤 ＨＡ的氮素含量均明显增
加，意味着氮素取代了碳原子上的 Ｈ、Ｏ，从而造成
土壤ＨＡ的［Ｈ］／［Ｃ］和［Ｏ］／［Ｃ］均降低的可能性，
因此，使用有机物料处理的土壤 ＨＡ表现出的“脱
水”现象，不一定是碳原子间缩合造成的，可能是 Ｎ
的取代引起的；这种取代势必引起胡敏酸官能团组
成的变化。利用红外光谱分析 ＨＡ的基团组成发
现，不同处理的土壤 ＨＡ均在１６５０ｃｍ－１处（酰胺 Ｉ
带酰胺基 Ｃ＝Ｏ伸缩振动，Ｃ＝Ｃ伸缩振动），１５５０
ｃｍ－１处（酰胺Ｉ带伸缩振动）有特征吸收，这与黑土
等土壤培肥试验中的土壤 ＨＡ有差异，黑土胡敏酸
更多的出现１６１０ｃｍ－１处的芳香碳的 Ｃ＝Ｃ伸缩振
动。而白土土壤 ＨＡ的红外光谱特征意味着白土
ＨＡ可能含有胺类与糖类缩合而成的蛋白黑素类物
质。土壤腐殖质形成的主要途径有多酚氧化形成、
木质素形成以及糖 －胺缩合等方式，白土土壤 ＨＡ
的红外光谱特征表现出该土壤腐殖质的形成受到糖
－胺缩合方式影响的可能性较大；红外半定量分析
中，ＨＡ的２９２０／１６５０、２９２０／１７２０吸收峰比值的变化
趋势表明有机物料的施入使得白土土壤ＨＡ呈现脂
族性增强，芳香性相对减弱、羧基含量降低的现象，
这与多数有机物料培肥土壤的研究结果一致［１９］。
４　结论
１）白土土壤经不同处理培肥３年后，秸秆还田
和施有机肥处理的有机碳、全氮含量明显高于对照，
说明有机物料施入土壤后，增加了有机碳含量，改善
了土壤理化性质。
２）与对照相比，秸秆还田和施有机肥处理的土
壤胡敏酸的Ｅ４／Ｅ６比值增加，且秸秆还田 ＞施有机
肥＞对照。说明施入土壤的有机物料转化为新的腐
殖质，降低了土壤的腐殖化程度，使富里酸（ＦＡ）缩
合成胡酸酸（ＨＡ）的作用减弱。
３）土壤胡敏酸（ＨＡ）的红外光谱分析显示出有
机物料施入后使得土壤脂族性增强，羧基量减少，芳
香度降低。秸秆还田和施有机肥与对照相比，土壤
ＨＡ的［Ｈ］／［Ｃ］和［Ｏ］／［Ｃ］均呈下降的变化趋势，
且ＨＡ的氮素含量明显增加，这显示有机物料施入
后白土土壤腐殖质发生“脱水”的过程。而“脱水”
的原因不一定是碳原子间缩合造成的，猜测也可能
是长期施入的生物质中的糖类－胺类物质发生聚合
而形成的蛋白黑素类物质而引起的，这还有待继续
研究，同时这也显示白土土壤腐殖质形成的特征。
参 考 文 献：
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２０４
２期　　　 朱青藤，等：有机物料对中低产白土土壤胡敏酸结构特征的影响
［１３］　ＶａｎｃｅＥＤ，ｂｒｏｏｋｅｓＰＣ，ｊｅｎｋｉｎｓｏｎＤＳ．Ａｎｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ
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Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，９８７，１９（６）：７０３－７０７
［１４］　高春丽．长期不同施肥对棕壤腐殖酸组成及其红外光谱特征
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ＧａｏＣＬ．Ｓｔｕｄｙｏｆｌｏｎｇｔｅｒｍｄｉｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｈｕｍｉｃａｃｉｄ
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