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紫云英配施化肥对土壤腐殖质各组分的影响

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冯颖温晓兰石温慧

摘要：试验设置不施肥（CK）、传统化肥（100%CF）、紫云英配施100%传统化肥（GM+100%CF）、紫云英配施80%传统化肥（GM+80%CF）、紫云英配施60%传统化肥（GM+60%CF）、紫云英配施40%传统化肥（GM+40%CF）等6个处理，探讨紫云英配施化肥对土壤腐殖质各组分的影响效果。结果表明：（1）与100%CF相比，紫云英配施化肥的胡敏酸和富里酸含量显著升高（p<0.05），胡敏素含量显著降低（p<0.05）。（2）胡敏素有机碳含量最高，为6.1～9.2g/kg，占土壤总有机碳的46.5%～70.4%;富里酸有机碳含量次之，为2.0～5.0g/kg，占土壤总有机碳的15.2%～38.3%;胡敏酸有机碳含量最低。（3）紫云英配施化肥提升了胡敏酸和富里酸对土壤总有机碳的贡献率。因此，建议在豫南地区水稻田利用紫云英配施化肥提升土壤质量和肥力。

关键词：紫云英配施化肥;土壤腐殖质;有机碳

中图分类号 S152.4 文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）08-0095-03

Abstract： A four-year field experiment was conducted to investigate the effects of reducing chemical fertilizer combined with Chinese milk vetch on soil humus fraction. The field experiments included six treatments： no fertilizer （CK）， traditional fertilizer （100%CF）， Chinese milk vetch combined with 100% traditional fertilizer （GM+100%CF）， Chinese milk vetch combined with 80% traditional fertilizer （GM+80%CF）， Chinese milk vetch combined with 60% traditional fertilizer （GM+60%CF）， Chinese milk vetch combined with 40% traditional fertilizer （GM+40%CF）. The following results showed that：（1） Compared with CK， contents of HA and FA significantly increased （p<0.5），contents of HM significantly decreased （p<0.5）. （2） The organic carbon content of HM was as high as 6.1～9.2g/kg， accounting for 46.5%～70.4% of total organic carbon; the organic carbon content of FA was 2.0～5.0g/kg，accounting for 15.2%～38.3% of total organic carbon; the organic carbon content of HA was lowest. （3） Chinese milk vetch combined with traditional fertilizer increased contribution of HA and FA to soil total organic carbon，decreased contribution of HM to soil total organic carbon. Therefore，Chinese milk vetch combined with traditional fertilizer was suggested to fertilize soil and improve soil quality in southern Henan rice-producing areas.

Key words： Chinese milk vetch combined with traditional fertilizer; Humus; Organic carbon

腐殖质是土壤有机物质在微生物作用下形成的一类结构复杂、性质稳定的特殊性质的高分子化合物，占土壤有机质的60%～80%，在改善土壤物理化学及生物学性质、促進土壤有机碳的循环和转化、维持农业生态系统稳定等方面具有重要作用，是全球碳平衡过程中的重要碳库[1-3]。根据腐殖质在酸碱中的溶解性将其分为胡敏酸（HA）、富里酸（FA）和胡敏素（HM）。胡敏酸是土壤腐殖质中最活跃的部分，阳离子交换量高，能提升土壤吸附性能和保水保肥能力，促进土壤良好结构体的形成;富里酸既是形成胡敏素的一级物质，又是胡敏酸分解的一级产物，可以促进矿物的分解和养分的释放，在胡敏酸的积累和更新中起着重要作用;胡敏素是有机碳和氮的重要组成部分，在土壤腐殖质各组分中占有机碳含量的绝大部分，是土壤中的惰性物质，与铁、铝氧化物和黏土矿物等紧密结合，在碳截获、土壤结构、养分保持、氮素循环等方面均占有重要地位[2，4-6]。土壤腐殖质的数量、质量在一定程度上反映了土壤形成过程和肥力水平[7]，因此研究腐殖质具有极其重要的意义。

侯淑艳等[8]研究表明，有机肥与化肥配施有利于0～20cm土壤>2mm大团聚体中总有机碳、胡敏酸和胡敏素的形成与积累。董珊珊等[9]研究发现，秸秆深埋于土壤亚表层20～40cm有利于提高土壤有机碳含量，但随着年限增加，其对土壤腐殖质组成改善和结构特征的影响效果降低。俄胜哲等[5]研究表明，施用有机物料能显著提高土壤活性腐殖质组分，其中施牛粪、鸡粪和污泥能增加惰性腐殖质组分含量，提升土壤有机碳固持能力。史吉平等[10]研究发现，长期施用有机肥、化肥及有机肥与化肥配施均能提高潮土、旱地红壤和红壤性水稻土的腐殖质含量，其中有机肥与化肥配施效果最好。孙莹等[11]研究发现，有机肥与氮肥配施显著提高了设施土壤有机碳含量。目前，大多数研究围绕动物粪便、秸秆等有机物料对土壤腐殖质组分及有机碳的影响展开。豫南地区冬季有大量的冬闲田适合种植紫云英，笔者从紫云英配施化肥角度探讨了水稻土腐殖质各组分及有机碳变化情况，为评价紫云英配施化肥对豫南地区水稻田的土壤质量和肥力的影响提供科学依据，并为培肥土壤、制定合理的施肥措施提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计试验共设6个处理，分别为CK、100%CF、GM+100%CF、GM+80%CF、GM+60%CF、GM+40%CF。其中，CK为不施肥处理，GM为紫云英翻压量。100%CF、80%CF、60%CF、40%CF分别为当地传统化肥、80%传统化肥、60%传统化肥、40%传统化肥。每个处理3个重复，小区面积为6.67m2，小区间设田埂并用塑料膜隔开，留0.25m宽沟方便灌溉、排水等田间管理。当地传统施用化肥分别为碳酸氢铵、过磷酸钙和氯化钾，氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）施用量分别为225、135、135kg/hm2，氮肥按基肥∶分蘖肥∶孕穗肥=3∶2∶1施用，磷钾肥全部基施。绿肥紫云英翻压鲜重为22500t/hm2。田间试验在河南省信阳市农科院试验园区进行，于2009年开始连续实施。供试土壤为水稻土，耕层土壤质地为粘壤土，耕作制度为单季稻。

1.2 样品采集与测定 2014年9月，水稻收获后采集0～15cm土壤样品，各小区按“S”形随机设5点取样，再混合成为1个样品。土壤腐殖质提取参照窦森等[12]的腐殖质组成修改法。土壤有机碳含量采用重铬酸钾氧化—外加热法[13]测定。

1.3 数据处理试验数据采用SPSS Statistics 17.0进行统计分析，采用单因素方差分析（ANOVA）进行显著性检验，采用邓肯（Duncan）法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理土壤腐殖质各组分含量土壤腐殖质各组分含量及所占比例直接决定土壤的肥力水平。由图1可知，不同处理的土壤腐殖质各组分均发生了显著性变化（p<0.05）。与单施化肥（100%CF）相比，紫云英配施化肥的胡敏酸含量显著升高了51.3%～122.5%（p<0.05）;紫云英配施100%化肥（GM+100%CF）、紫云英配施60%化肥（GM+60%CF）的富里酸含量显著升高（p<0.05）;紫云英配施化肥的胡敏素含量显著降低了8.5%～72.2%（p<0.05）。刘军等[3]研究表明，秸秆还田耕作层土壤胡敏酸和胡敏素较对照显著提高。侯淑艳等[8]研究表明，有机肥与氮磷肥配施有利于土壤表层大团聚体中胡敏酸、胡敏素含量的增加。本研究结果显示，紫云英配施化肥的胡敏酸和富里酸含量较100%CF显著升高（p<0.05），胡敏素含量较100%CF显著降低（p<0.05），说明紫云英配施化肥有利于胡敏酸和富里酸的累积，腐殖质活性成分增多，土壤供肥能力提升，同时胡敏素保持较高含量，提高了土壤有机碳的固持能力。

2.2 不同处理土壤腐殖质各组分有机碳含量由图2可知，同一处理中，土壤胡敏素有机碳含量最高，为6.1～9.2g/kg;富里酸有机碳含量次之，为2.0～5.0g/kg;胡敏酸有机碳含量最低，为1.6～2.1g/kg。与100%CF相比，GM+100%CF的富里酸有机碳含量显著增加122.0%（p<0.05），GM+80%CF的富里酸有机碳含量显著增加152.9%（p<0.05），GM+100%CF的胡敏素有机碳含量显著降低33.9%（p<0.05），GM+80%CF的胡敏素有机碳含量显著降低25.2%（p<0.05）。与CK相比，GM+100%CF的富里酸有机碳含量显著增加87.9%（p<0.05），GM+80%CF的富里酸有机碳含量显著增加114.0%（p<0.05），GM+100%CF的胡敏素有机碳含量显著降低31.2%（p<0.05），GM+80%CF的胡敏素有机碳含量显著降低22.1%（p<0.05）。土壤有机碳是衡量土壤肥力和质量的重要指标，而作为土壤有机碳的重要组成部分，腐殖质在保持土壤结构和质量方面具有重要作用[11]。吴萍萍等[4]研究发现，土壤腐殖质各组分中，胡敏素碳含量最高，为5.72～7.76g/kg;富里酸碳含量次之，为1.47～1.68g/kg;胡敏酸碳含量最低，为1.09～1.43g/kg，这与本研究结果一致。同时，本研究也发现，胡敏素有机碳含量随化肥用量下降呈增加趋势，而富里酸有机碳含量随化肥用量下降先升高后降低，但均高于CK和100%CF。

由表1可知，胡敏素有机碳含量占土壤总有机碳的46.5%～70.4%，富里酸有机碳含量占土壤总有机碳的15.2%～38.3%，胡敏酸有机碳含量占土壤总有机碳的12.5%～16.1%。胡敏素是土壤中稳定的腐殖质组分，对碳、氮、硫等营养元素的固持和有效性具有重要作用[14]。有研究发现，胡敏素在腐殖质组分中含量最高，占土壤全碳的39.4%～72.6%[15]，这与本研究结果一致。土壤腐殖質有机碳的变化主要体现在胡敏素和富里酸2个组分，说明紫云英配施化肥措施对两者的影响较大。

33.7 46.5 GM+80%CF 13.8±0.7a 13.7 38.3 52.7 GM+60%CF 13.4±1.4a 16.1 20.7 66.2 GM+40%CF 13.2±0.6a 13.7 18.5 68.9 ]

2.3 腐殖质各组分有机碳对土壤总有机碳的贡献由图3可知，胡敏素对土壤总有机碳的贡献最高，达到56.2%～96.3%;胡敏酸和富里酸碳量对土壤总有机碳的贡献率较低，分别为2.6%～12.6%和1.1%～36.3%。与100%CF相比，胡敏酸和富里酸对土壤总有机碳贡献率显著升高（p<0.05），胡敏素对土壤总有机碳贡献率显著降低（p<0.05）。由此可见，胡敏素对土壤有机碳的固持和累积起主要作用，胡敏酸是土壤腐殖质的活性成分，富里酸在胡敏酸的积累和更新中起着重要作用，紫云英配施化肥提升了胡敏酸和富里酸对土壤总有机碳的贡献率。

3 结论

试验结果表明：（1）紫云英配施化肥的胡敏酸和富里酸含量较100%CF显著升高（p<0.05），胡敏素含量较100%CF显著降低（p<0.05）。（2）土壤各组分中，胡敏素有机碳含量最高，为6.1～9.2g/kg，占土壤总有机碳的46.5%～70.4%;富里酸有机碳含量次之，为2.0～5.0g/kg，占土壤总有机碳的15.2%～38.3%;胡敏酸有机碳含量最低，为1.6～2.1g/kg，占土壤总有机碳的12.5%～16.1%。胡敏素有机碳含量随化肥用量下降呈增加趋势，而富里酸有机碳含量随化肥用量下降先升高后降低，但均高于CK和100%CF。（3）胡敏素是对土壤总有机碳贡献最高的组分，胡敏酸和富里酸碳量对土壤总有机碳的贡献率较低。紫云英配施化肥提升了胡敏酸和富里酸对土壤总有机碳的贡献率，降低了胡敏素有机碳贡献率。

参考文献

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（责编：徐世红）

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