连续施用不同量污泥堆肥对土壤氮组分及δ~(15)N的影响

为探明连续施用无害化污泥堆肥(以下简称堆肥)对土壤全氮(TN)、不同活性氮组分含量及土壤δ~(15)N的影响,为堆肥改良和培肥沙质潮土提供理论依据。本研究以河南省小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2013-2016年田间连续定位试验,基于不同土壤活性氮组分分组技术和氮稳定性同位素技术,分析土壤活性氮组分和土壤δ~(15)N对堆肥施入量的响应特征。结果表明,1)连续施用堆肥显著增加了土壤碳氮含量,随施入量增加而显著增加,其中施堆肥量达45t·hm-2时效果最为显著,较单施化肥(CK)处理分别增加了265.83%和284.31%(P0.05)。施用堆肥可以提高活性有机氮组分含量,其中颗粒态有机氮(PON)增加了104.57%~280.91%;处理间各活性氮组分含量呈现:颗粒态有机氮(PON)轻组有机氮(LFON)水溶性有机氮(DON)微生物量氮(SMBN)。增加堆肥施入量提高了PON/TN和SMBN/TN分配比例,显著降低了LFON/TN和DON/TN分配比例(P0.05),从而降低土壤活性氮组分在全氮中的分配比例,说明高堆肥施用量促进土壤氮素以稳定态有机氮形式储存,有利于土壤氮素的累积。2)施用堆肥显著降低了土壤δ~(15)N,通径分析和主成分分析表明,土壤δ~(15)N与土壤氮含量受堆肥施入量影响显著;相关性分析表明,δ~(15)N与土壤TN、PON和LFON含量呈显著相关性,表明土壤δ~(15)N变化特征可指示土壤氮组分受堆肥处理作用的响应。3)冗余分析表明,土壤pH、土壤水分及土壤肥力水平(IFI)均会对土壤氮组分含量、活性氮组分分配比例及δ~(15)N产生影响,其中对土壤IFI和土壤pH作用显著(P0.05),解释率分别达48.2%和17.5%。综上可知,施用堆肥提高了土壤有机物含量,施用量达45t·hm-2时,显著提高了土壤氮储量和活性氮组分含量,对沙质潮土的培肥效果明显,同时,土壤稳定性同位素δ~(15)N变化特征可作为堆肥对沙质土壤质量提升效果的指示指标。     

连续施用不同量污泥堆肥对土壤氮组分及δ15N的影响

为探明连续施用无害化污泥堆肥（以下简称堆肥）对土壤全氮(TN)、不同活性氮组分含量及土壤δ¹⁵N的影响，为堆肥改良和培肥沙质潮土提供理论依据。本研究以河南省小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象，通过2013-2016年田间连续定位试验，基于不同土壤活性氮组分分组技术和氮稳定性同位素技术，分析土壤活性氮组分和土壤δ¹⁵N对堆肥施入量的响应特征。结果表明，1） 连续施用堆肥显著增加了土壤碳氮含量，随施入量增加而显著增加，其中施堆肥量达45 t•hm^-2时效果最为显著，较单施化肥（CK）处理分别增加了265.83%和284.31%（P<0.05）。施用堆肥可以提高活性有机氮组分含量，其中颗粒态有机氮（PON）增加了104.57%~280.91%；处理间各活性氮组分含量呈现：颗粒态有机氮（PON）>轻组有机氮（LFON）>水溶性有机氮（DON）>微生物量氮（SMBN）。增加堆肥施入量提高了PON/TN和SMBN/TN分配比例，显著降低了LFON/TN和DON/TN分配比例（P<0.05），从而降低土壤活性氮组分在全氮中的分配比例，说明高堆肥施用量促进土壤氮素以稳定态有机氮形式储存，有利于土壤氮素的累积。2） 施用堆肥显著降低了土壤δ¹⁵N，通径分析和主成分分析表明，土壤δ¹⁵N与土壤氮含量受堆肥施入量影响显著；相关性分析表明，δ¹⁵N与土壤TN、PON和LFON含量呈显著相关性，表明土壤δ¹⁵N变化特征可指示土壤氮组分受堆肥处理作用的响应。3） 冗余分析表明，土壤pH、土壤水分及土壤肥力水平（IFI）均会对土壤氮组分含量、活性氮组分分配比例及δ¹⁵N产生影响，其中对土壤IFI和土壤pH作用显著（P<0.05），解释率分别达48.2%和17.5%。综上可知，施用堆肥提高了土壤有机物含量，施用量达45 t•hm^-2时，显著提高了土壤氮储量和活性氮组分含量，对沙质潮土的培肥效果明显，同时，土壤稳定性同位素δ¹⁵N变化特征可作为堆肥对沙质土壤质量提升效果的指示指标。     

木质素腐植酸的结构特征

从木质素磺酸盐氧化和水解转化后的产物——木质素腐植酸盐中分离出腐植酸组分,并用化学和光谱学(UV/VIS,FT-IR,~(13)C-NMR光谱学)的方法对其组成和结构进行表征。同时,从褐煤和山地云杉林森林土有机层中分离出腐植酸,以作为对照。与其它来源的腐植酸相比,木质素腐植酸(LHHA)羧基含量相对较低,而其酸性在一定程度上是通过磺酸基所体现出来的。木质素及其相应腐殖质的~(13)C-NMR光谱在55.9 ppm处有明显的位移,这是其甲氧基碳的信号,而其它烷氧基碳的数量非常有限,如脂肪碳。由于这些类型的碳含量相对较低,木质素腐植酸的芳香度较高,为60.6%。相比天然的腐植酸,木质素磺酸盐经热处理后所得的木质素腐植酸盐则被认为是一种工业化生产的天然腐植物质的类似物。根据化学和光谱学数据评估结果,阐明了从木质素腐植酸盐提取的腐植酸的结构特征,且提出了其可能的化学结构,从而描述了分离组分的典型"平均"特征。     

运用核磁共振技术揭示生物固体修复土壤中胡敏酸的化学结构

应用核磁共振技术表征长期施用2个水平生物固体的土壤中提取的胡敏酸特征,以评估生物固体修复土壤中有机碳的稳定性。同时,量化土壤中富里酸、胡敏酸和Fe/Al氧化物含量。土壤样品采集于2004年,于伊利诺斯州西南部的富尔顿县选取7个地块进行取样,取样地块生物固体的累积施用量分别为0(对照)、554(低施用量)和1066 mg/hm~2(高施用量)。结果表明,生物固体的施用增加了土壤富里酸与胡敏酸的含量,但是生物固体修复的土壤和对照土壤的FA/HA比值没有差异。此外,生物固体的施用不影响水溶性有机碳的含量,却能增加土壤有机复合体中Fe/Al含量,降低其C/Fe和C/Al比例。~(13)C核磁共振波谱结果表明,随着生物固体的施用土壤胡敏酸中烷基碳增加和芳香碳降低,且施用量越高,变化程度越大;土壤胡敏酸碳结构也从氧烷基主导变为烷基主导。生物固体的施用不能降低土壤有机碳的稳定性,相反,能够增加土壤腐殖质的稳定性。     

腐植酸促进植物生长的机理研究进展

正腐植酸在我国农业生产中发挥了重要作用,研究证实,腐植酸有促进植物生长的功能,本文从腐植酸刺激植物根系生长、调控土壤与肥料养分转化及肥料利用率和影响土壤微生物和酶活性方面,总结了国内外施用腐植酸促进植物生长的途径,阐述了腐植酸对植物生长促进作用的机理,旨在梳理腐