土壤有机碳分子结构

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土壤有机碳储量的影响因素研究

文章编号:1005-2690(2019)08-0134-01中图分类号:S153.62文献标志码:A土壤有机碳储量的影响因素研究杨慧敏（吉林师范大学旅游与地理科学学院，吉林四平136000）摘要:通过对土壤有机碳储量及影响因素进行研究，以期找到维持和提高土壤有机碳库的有效措施，为我国土壤资源的可持续开发利用提供参考，最终达到土壤固碳和农业增产的目的。

关键词:土壤；有机碳；储量；影响因素1土壤有机碳储量土壤有机碳（Soil Organic Carbon，SOC）作为土壤有机质的一种化学量度，在提高土壤肥力、改善土壤结构、促进植物生长等方面发挥着重要作用。

SOC在全球碳总量(2344Pg)中占有巨大比重。

据估算，土壤有机碳库储量为1550Pg，大于植被和大气碳的总和[1]。

其中，农田生态系统的碳储量占陆地土壤碳储量的8%～10%（120～150Pg）[2]，但是全球农业土壤的固碳潜力仅为20Pg。

以往研究有机碳时，注重其对农业生产的作用，而如今的研究更注重其对于生态环境的意义[3]。

2影响因素2.1自然因素2.1.1环境因素土壤有机碳是指土壤有机质（SOM）中的碳含量，是陆地生态系统碳氮循环的重要组成部分。

有机碳释放和降解的速率主要取决于SOC本身的分子结构、化学性质和地表枯落物与死亡根系的数量与质量，其中土壤有机碳分子结构又是影响有机碳质量和功能的重要内在因素。

研究发现，一些结构比较稳定的有机碳(如木质素)在土壤中分解转化的速率竟然比其他有机碳短[4-6]，而一些性质比较活跃的有机碳（如糖类)却可以稳定在土壤中长达10年之久[7]。

这也许是因为不同种类细菌代谢方式不同，所以分解的机制也有一定区别[8]。

SOC虽然是由微小的化学分子组成的，但是其持久性却不是由分子性质所决定的，而是取决于生态系统的属性，如生物群的空间异质性、环境条件等。

所以，分子结构的抗性并非完全地控制有机碳在土壤中的长期持久性[9]。

滨海不同生境湿地土壤有机碳官能团特征与其影响因子

《应用与环境生物学报》Chin J Appl Environ Biol Doi: 10.19675/ki.1006-687x.2020.11047滨海不同生境湿地土壤有机碳官能团特征及其影响因子李召阳刘晟刘嘉元李德生刘福德**天津理工大学环境科学与安全工程学院天津300384摘要近年来，围填海等滨海湿地的开发和利用活动较为频繁，造成滨海湿地土壤有机碳储量和分布格局不断发生变化，这对正确评估滨海湿地应对人为干扰的能力及制定合理的可持续发展对策是一种挑战。

以天津、东营和昌邑滨海地区的潮上带和潮间带湿地为研究对象，采用傅里叶红外光谱法研究不同生境滨海湿地土壤有机碳官能团的组成与数量特征，并结合理化性质的变化揭示土壤有机碳官能团的影响因子。

结果显示，东营、天津和昌邑湿地土壤有机碳官能团类型大致相同，其中糖类、脂肪类、氨基酸和酚类占比较大，芳香烃、苯类和酮类占比较小。

虽然不同地点滨海湿地的土壤有机碳官能团结构大致相同，但东营与天津湿地土壤各吸收峰强度显著大于昌邑湿地（P < 0.05）。

主成分分析结果表明前2轴累计解释了79.6%的土壤有机碳官能团的变化，表明上述官能团能够反映滨海湿地土壤有机碳的分布特征。

研究同时发现东营和昌邑滨海潮间带与潮上带湿地的土壤样品区分度较高，潮上带湿地土壤中属于疏水基团的烯烃类、酮类、苯系物和芳香化合物的吸收峰强度与相对峰面积显著大于潮间带，但天津采样点距离河口较近，淡咸水的交替作用使潮间带与潮上带区分并不明显。

蒙特卡洛检验结果表明土壤总磷（P = 0.002）、有机碳（P = 0.002）、总碳（P = 0.002）、总氮（P = 0.004）、pH（P = 0.006）和盐度（P= 0.03）对土壤有机碳官能团的数量分布均有显著影响，但土壤总磷含量的解释量最高，达到了39.7%。

综上，滨海湿地土壤有机碳官能团结构不随地点和生境发生变化，但其数量特征受植被生长和土壤理化性质影响显著，各理化性质中土壤总磷含量是影响滨海湿地土壤有机碳官能团数量分布最大的驱动因子，该发现对于氮磷输入比例日益增加的河口海岸湿地及近海水域富营养化的修复与治理尤为重要。

土壤溶解性有机碳组分连续分级测定方法

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald83DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.29.083土壤溶解性有机碳组分连续分级测定方法①臧榕赵海超*黄智鸿赵海香乔赵崇(河北北方学院河北张家口 075000)摘要：有机碳是土壤中的重要组分，有机碳组分是影响土壤有机碳活性及生态效应的主要内因。

为更好的揭示有机碳组分对生态环境演变的响应规律，系统的分级土壤有机碳是研究的重点。

该研究为获得土壤有机碳多级浸提方法，在前人研究的基础上选择四种浸提剂，确定浸提时间，并对冀北坝上土壤进行测定。

结果表明，浸提方法为：（1）水溶性有机碳，按照土水质量比1:2加入去离子水，振荡浸提12h，获得低分子量活性有机碳，占总有机碳的1.13%～3.35%；（2）热水解有机碳，残渣加入去离子水，在100℃下水浴2h，获得土壤团聚体表面吸附的有机碳等，占总有机碳2.75%～7.14%；（3）酸解有机碳，残渣加入1mol ·L -1的盐酸，浸提2h，获得富里酸等大分子有机碳，占总有机碳2.11%～7.15%；（4）碱解有机碳，残渣加入0.2mol ·L -1的NaOH，浸提6h，获得胡敏酸等稳定态腐殖质，占总有机碳8.17%～51.07%。

浸提方法能较好反映不同溶解性有机碳组分对土地利用方式的响应。

关键词：土壤有机碳溶解性有机碳连续分级方法中图分类号：S153.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)10(b)-0083-05A bstract: Organic carbon is an important component in soil, and organic carbon components were the main internal factor affecting soil organic carbon activity and ecological effects. The research of the systematic classif ication of soil organic carbon can be to reveal the response laws of organic carbon components to the evolution of ecological environment. This study had obtained a multi-stage extraction method of soil organic carbon, selected four kinds of extractants based on previous studies to determine the extraction time and determined the soil organic carbon in the Weibei Dam. The results showed that the four extraction methods were followed. (1) To extract water-soluble organic carbon. The deionized water was added to soil according to the mass ratio of soil to water 1:2, and oscillated for 12 h to obtain low molecular weight active organic carbon. It accounted for 1.13%-3.35% of total organic carbon. (2) To obtain thermal hydrolysis of organic carbon. The residue was added to deionized water and heated for 2 h by water bath at 100 °C, and obtained the organic carbon adsorbed on the surface of the soil aggregate. The thermal hydrolysis of organic carbon accounted for 2.75% to 7.14% of the total organic carbon. (3) Fulvic acid and other macromolecular organic carbon (2.11-7.15%) were obtained by acidolysis of organic carbon and adding 1 mol L-1 hydrochloric acid to the residue for 2 h. (4) To obtain alkaliolytic organic carbon. The residue was added with 0.2molL-1 NaOH, and extracted for 6h to obtain stable humus such as humic acid, which accounted for 8.17~51.07% of total organic carbon. The extraction method could better ref lected the response of different dissolved organic carbon components to land use method.Key Words: Soil; Organic carbon; Dissolved organic carbon; Continuous grading method①基金项目：河北北方学院国家级大学生创新创业项目(项目编号：2017003); 河北北方学院卓越农林项目;河北北方学院博士基金(项目编号：12995543);河北省科技攻关项目（项目编号：13226402D ）;河北省科技支撑重点项目（项目编号：13226402D ）;张家口科技支撑项目（项目编号：1611050C ）。

土壤活性有机碳的研究进展

土壤活性有机碳的研究进展郑红【摘要】土壤活性有机碳（Soil active organic carbon）是陆地生态系统的重要组成成分,在陆地碳循环研究中具有非常重要作用。

土壤活性有机碳的组分为：微生物有机碳、溶解性有机碳、矿化有机碳、易氧化有机碳和轻组有机碳等。

主要综述了代表很大比例土壤有机碳库的土壤活性有机碳的表征、分组及影响土壤活性有机碳周转的主要因素,如水分、湿度、温度、季节和土地利用方式等。

%Soil active organic carbon,as a main component of terrestrial ecosystem,plays a very important role in terrestrial soil carbon cycle.The active organic carbon in soil involved microbial biomass carbon,dissolved organiccarbon,mineralizable carbon,oxidizable carbon,and light fraction.This paper summarized characteristics and significance of Soil active organic carbon,which represented a high proportion of soil organic carbon pool,primary factors of the influencing Soil active organic carbon turnover,Based on this,season,humidity,land use,etc.【期刊名称】《中国林副特产》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】5页(P90-94)【关键词】活性有机碳;分组;表征;影响因素【作者】郑红【作者单位】东北林业大学,哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】S153.62陆地生态系统碳循环占全球碳收支的主导地位。

可持续土壤发展：谈土壤碳固定的重要性

可持续⼟壤发展：谈⼟壤碳固定的重要性⼟壤碳固定研究是近10 年⼟壤学研究的重要前沿，⽽可持续管理的⼟壤固碳是当前应对⽓候变化和全球⼟壤退化的重⼤需求。

现代⼟壤学已经能从团聚体尺度深⼊研究⼟壤固碳与⽣物活性的⼟壤机制，这将全⾯地揭⽰⼟壤固碳对于⽣态系统过程、功能及服务的影响特质，进⽽为可持续⼟壤固碳和农⽥有机质提升，为固碳减排与农⽥⽣产⼒提升及⼟壤环境服务改善协同发展提供科学依据和管理的政策依据。

⼟壤有机质是⼟壤的最关键属性，是⼟壤质量的核⼼。

⽽以⼟壤有机质形式存在的(有机)碳是岩⽯风化形成⼟壤的关键物质，在⼟壤结构形成与保持、⼟壤养分循环及⼟壤⽣物多样性养育中发挥着核⼼作⽤，是⼈类社会可持续发展的关键⾃然资源，更是可持续农业的关键基础。

因此，⼟壤有机质(碳)研究⼀直是⼟壤学的核⼼领域。

⼟壤有机质既是⼟壤结构的关键物质,⼜是⼟壤⽣物活动的关键能量来源。

⼟壤有机质积累、固定及其与微⽣物利⽤与功能的关系，以及这种关系在⼟壤的微域分布特点和⽣态关系特征，是认识⼟壤功能及⽣态系统服务的重要基础，也是认识⼟壤形成和发育中功能活性演进的基础问题。

因此，认识⼟壤有机质—微⽣物—⼟壤功能活性的关系，成为当前应对全球⽓候变化和提升⼟壤健康和安全的重⼤⼟壤学前沿。

本⽂试图系统地总结相关研究国际动态，梳理⼟壤固碳与⽣态系统功能及服务的研究认识，讨论⼟壤固碳中有机质⽣物活性的演变关系，探讨这种关系所涉及的⼟壤过程特别是团聚体过程，提出今后研究的关键科学问题，希望对未来⼟壤固碳与可持续农业的研究和技术发展以及相关政策制定提供依据。

1 ⼟壤固碳研究应关注⼟壤⽣态系统功能及服务应对⽓候变化必须促进⼟壤固碳。

由于⼈类对⼟壤的不当利⽤导致的⼟壤退化和以全球暖⼲化为主要特征的⽓候变化，⼟壤有机碳损失⽽增加对⼤⽓CO2 温室⽓体释放已经是全球尺度的普遍趋势。

即使在欧洲，⼟壤有机碳损失也成为⼤陆尺度的普遍趋势。

Bellamy 等曾在《⾃然》杂志撰⽂指出，1978—2003 年英格兰和威尔⼠发⽣⼟壤有机碳的普遍和强烈损失。

土壤水溶性有机碳研究概述

土壤水溶性有机碳研究概述水溶性有机碳（WSOC）通常是指用水提取的、可通过0.45μm微孔的、大小和结构不同的水溶性有机物质。

WSOC作为土壤中的活性组分，对涵养土壤养分、保持土壤肥力、有效化养分、微生物活性及其他土壤过程都具有重要意义；同时由于WSOC是土壤利用措施的灵敏指标，所以经常会用来反映土壤有机质质量。

相关研究主要集中在WSOC的组成、吸附性、对农药和重金属的迁移及其研究技术等方面，但仍需进一步完善以下方面：（1）虽然已经出现有关利用碳稳定同位素比探究WSOC来源的研究对于WSOC的来源研究相对较少，但对于其来源研究仍然较为缺乏；（2）由于WSOC在土壤中的周转期短，难以测定，有关WSOC的周转特征研究也很少，所以仍需进一步更新完善其研究方法与技术。

标签：土壤有机质；水溶性有机碳；土壤含水率1 引言土壤水溶性有机物（Soil water soluble organic matter，WSOM）包含了所有含碳的有机物是陆地生态系统中一种重要的、极其活跃的化学组分，近些年来备受关注，主要包括水溶性有机碳和有机氮。

其中，土壤中水溶性有机碳（water-soluble organic carbon，WSOC）含量不高但却能为植物和微生物提供生长必需的碳源，通常是指用水提取的、可通过0.45μm微孔的、大小和结构不同的水溶性有机物质。

作为土壤中的活性组分，对涵养土壤养分、保持土壤肥力、有效化养分、微生物活性及其他土壤过程都具有重要意义[1]。

由于WSOC是土壤利用措施的灵敏指标，所以经常会用来反映土壤有机质质量。

相关研究还进一步提出WSOC在土壤总有机碳中的占比可以较好地表征土壤生物活性有机碳库的周转状况[2]。

2 土壤水溶性有机碳2.1 研究现状WSOC由碳水化合物、长链脂肪族化合物和蛋白质组成，但当受到环境因子等的影响时候，它的化学结构组成也会发生变化，如采集一个土壤剖面的不同土层、不同季节的土样，其中的WSOC化学结构组成会有所不同；相比撂荒地土壤，耕作五年后的WSOC化学结构组成仍然相似，但耕作一年WSOC中碳水化合物将为零，同时出现新的烷基碳类有机物。

土壤中的碳

第一节
土壤中的碳与环境质量
主要内容
土壤有机碳库
土壤碳的形态与活性土壤有机碳的分解与转化 ★ 土壤碳库与甲烷 ★ 全球气候变化对土壤碳循环的影响
一土壤有机碳库
土壤有机碳库(SOCP)是指全球土壤中有机碳的总量。植物通过光合作用固定的大气中的碳素,一部分以有机质的形式贮存于土壤中。不同学者选用的数据和取的土层深度不同,对SOCP的估算值不同,有的估算值为3000～5000Pg,有的估算值为 2500Pg或700～3000Pg、1200～1600Pg;有的对1m土层内的估算值为1555Pg。但其范围可能是1200～1600Pg, 为陆地植物碳库的2～3倍、全球大气碳库的2倍。陆地生态系统中的土壤碳库,以森林土壤中的碳为最多,占全球土壤有机碳的73%;其次是草原土壤的碳,占全球土壤有机碳的20%左右。粗略地估计我国的SOCP为 185.7Pg碳,约占全球土壤总碳量的12.5%。
4、土壤质地
粘粒可以固定有机物质的微生物分解产物和催化腐殖质的形成,因此土壤中粘粒矿物类型和粘粒含量都影响了有机物质的分解。
田间试验结果表明,在粘粒含量分别为10.4%,26.5%和 41.8%的红壤中,随着粘粒(<0.002ｍｍ)含量的增加,14Ｃ-稻草分解速率降低,1年后的残留14Ｃ量分别为18.0%,25.2%和28.1%;2年后的分别为12.0%,19.7%和22.6%。
变性土
其他土壤总计
3287
7644 135215
2.4
5.7
19
18 1576
1.2
1.1
2.土壤有机碳密度
土壤有机碳密度是指单位面积（1m2或1hm2）中一定厚度的土层中有机碳数量。一般情况下，指的是上部1 米的土层，因此，有机碳密度的单位常用kg C/m2或 kg C/hm2表示土壤的有机碳量是以植物残体形式进入土壤中有机物质的量与通过异氧呼吸为主要途径的有机物质损失量之间平衡的结果。在一定地区，植物生物量和残落物量在很大程度上受植被类型及其生产力的制约，土壤有机碳密度或浓度大小与气候条件如温度和水分密切相关，而在全球尺度上的土壤碳密度分布也应与各地区的气候特征密切关联。

土壤溶解性有机碳测定方法与应用

土壤溶解性有机碳测定方法与应用摘要：溶解性有机碳具有较强的活性，其能在土壤中化学物质的溶解、迁移以及吸附等多个方面的特性产生一定程度的影响。

现阶段所开展的土壤研究过程中，在溶解性有机碳方面相继出现若干术语，对其开展研究所采用的方法也多种多样。

基于此，本文主要对目前土壤溶解性有机碳测定方法以及其在实际当中的应用进行分析和探讨，以期为后续研究提供思路及理论指导。

关键词：溶解性有机碳；测定方法；实际应用引言：土壤有机碳库是地球陆地生态系统中最重要的碳库之一。

土壤在生态系统中扮演着“源”“汇”角色，可精准量化出陆地生态系统的水土保持、水源涵养、固碳释氧、生物多样性保育与可持续发展等功能。

溶解性有机碳（Dissolved organic carbon，DOC）是指能通过孔径为 0.45 μm 滤膜、结构各异的有机分子统一体，主要成分为蛋白质、氨基酸、大分子腐殖质以及碳水化合物。

土壤溶解性有机碳主要由于植物以及微生物产生的影响较大而使其产生了相应的溶解性，其特点主要表现在能够在土壤中快速迁移，但稳定性差，非常容易氧化以及分解。

土壤DOC能够有效调节土壤中阳离子缺失以及微生物的活动，同时在土壤化学、土壤物理学以及土壤微生物学中意义重大。

土壤DOC的淋溶为减少土壤有机碳含量的重要手段，其为具有关键性的环境指标，能够在碳循环以及环境研究的过程中发挥非常重要的作用。

1.活性有机碳与易氧化性碳的测定实际上，活性有机碳不单单为化合物，其为土壤有机碳中所含有的具备较强相似特性，也就是具有较强有效性的有机碳。

多个研究者所说的活性有机碳是不一样的，但是其都能够或多或少表明有机碳所具备的有效性，反应土壤的质量。

当前阶段比较常用的测定活性有机碳的方法为物理法以及化学法。

目前比较通用的说法是，活性有机碳就是土壤当中比较容易发生氧化分解的有机碳，所以在部分研究中也会把活性有机碳看作为易氧化有机碳。

通过化学方法所开展的有机碳测定工作，主要是测定易氧化有机碳，以该指标代表土壤有机碳的含量，所以实际测定的就是易氧化有机碳。

土壤有机碳库与全球变化研究的若干前沿问题

土壤有机碳库与全球变化研究的若干前沿问题———兼开展中国水稻土有机碳固定研究的建议潘根兴,李恋卿,张旭辉(南京农业大学农业资源与生态环境研究所,江苏南京210095)摘要:缓解碳汇饱和的碳固定及其机制是寻找陆地生态系统碳管理可持续战略的主要科学问题。

土壤有机碳是地球表层系统中最大且最具有活动性的生态系统碳库之一。

近年来,国际学术界在探讨温带森林、湿地和极地生态系统与土壤碳汇效应的同时,越来越重视农业土壤有机碳库的变化及其对陆地生态系统和大气C O 2的源汇效应,以及其在人类利用和管理与生态环境演变中的动态变化。

西方国家已将固碳农业作为环境管理的导向。

对土壤中有机碳固定作用的研究已应用颗粒分组13C NMR 或CP M AS ΟNMR 技术,揭示土壤有机碳的微团聚体分布、腐殖质的转化和分子结构变化及其与土壤矿物质结合机制的微观水平。

土壤有机碳在生态环境变化和全球变化下的稳定性是认识土壤碳库对于全球变化的长期效应的基本问题,成为土壤碳研究的热点。

目前主要从土壤升温和空气C O 2加倍两方面进行研究,但短期的实验结果用于讨论长期效应时仍存在不定性。

中国大面积的水稻土自1980年以来显示出的有机碳库增加现象说明农业生产对大气C O 2可能产生汇效应。

但对于水稻土中有机碳的分布和结合状态与农业管理措施、水稻土质量变化、农业生态环境变化的关系仍不清楚。

因而建议就这一问题从土壤物理学、化学和生物学的相互作用与土壤微团聚体中矿物质、有机质和生物质的相互结合关系的层面上进行多学科研究。

关键词:土壤有机碳;碳固定;全球变化中图分类号:S15316 文献标识码:A 文章编号:10002030(2002)03010010Perspectives on issues of soil carbon pools and global change—With suggestions for studying organic carbonsequestration in paddy soils of ChinaPAN G en 2xing ,LI Lian 2qing ,ZH ANG Xu 2hui(Institute of Res ources ,Ecosystem and Environment of Agriculture ,Nanjing Agric Univ ,Nanjing 210095,China )Abstract :Carbon sequestration is one of the research targets for mitigating the carbon sink saturation trend and seeking feasible carbon management strategies of terrestrial ecosystem.S oil organic carbon (S OC )has been shown as one of the largest and m ost m obile carbon pools of the earth surface ecosystem.F or the last decade ,increasing attention has been given to the S OC pool change in relation to the sink or s ource effect of air C O 2and to the dynamics under global change scenarios.Carbon sequestration agriculture has been recognized as the key approaches to sustainable agriculture in western countries.The research of S OC sequestration has been increasingly directed to S OC partitioning and binding behavior in s oil aggregates (s oil particle fractions )by constitutional characterization with m odern S OC structure analysis technologies such as 13C NMR.The lability of S OC has become one of the research foci in understanding the long 2term effects of S OC pool under climatic change and environmental stresses.H owever ,uncertainty of S OC turnover is still in debt when interpreting the re 2sults from short 2term laboratory incubation by using both s oil warming and air C O 2doubling treatments.Despite of arguments on the general S OC loss ,an increasing trend of S OC in paddy s oils has been evidenced by many pilot experiments and statewide s oil survey data since 1980πs in China.Nevertheless ,less is understood on S OC distribution ,binding mechanisms in paddy s oils of China and their changes in response to agricultural practices ,s oil fertility ev olution and environmental stresses.Interaction of physical ,chemical and biological fea 2tures in paddy s oils ,ass ociation of S OC with mineral and bioorganic materials in aggregates deserves urgent research needs.K ey w ords :s oil organic carbon ;carbon sequestration ;global change 收稿日期:20020312 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40171052);国家自然科学基金重点项目资助作者简介:潘根兴(1958),教授,博导,从事土壤环境学、土壤碳循环与全球变化研究。

土壤溶解性有机碳测定方法与应用

收稿日期:2005-11-10;修订日期:2006-01-20。

基金项目:中国气象局科技专项项目和中国气象局沈阳大气环境研究所启动基金项目共同资助。

作者简介:吕国红,女,1977年生,硕士,主要从事土壤碳氮方面的研究,E 2mail :lgh7210@yahoo 1com 1cn 。

通信作者:周广胜,E 2mail :zhougs @ 。

土壤溶解性有机碳测定方法与应用吕国红1　周广胜1,2　周莉2　贾庆宇1(11中国气象局沈阳大气环境研究所,沈阳　110016;21中国科学院植物研究所植被数量生态学重点实验室,北京　100093) 摘　要:溶解性有机碳是土壤圈中一种非常活跃的化学物质,它对土壤中化学物质的溶解、吸附、解吸、迁移和毒性等行为均有显著的影响。

在现代土壤研究中,出现了与溶解性有机碳相关的众多术语,分析方法也各有不同。

从溶解性有机碳、水溶性有机碳、活性有机碳、易氧化碳、微生物量碳、可矿化碳不同术语的角度,概述了这类碳分析意义和测定方法,以期对土壤有机质应用研究起到积极作用。

关键词:溶解性有机碳;水溶性碳;活性有机碳;易氧化碳;微生物量碳;可矿化碳;测定与应用土壤溶解性有机碳(Dissolved organic carbon ,简称DOC )指在一定的时空条件下,受植物和微生物影响强烈,具有一定溶解性,在土壤中移动比较快、不稳定、易氧化、易分解、易矿化,其形态、空间位置对植物、微生物来说活性比较高的那一部分土壤碳素。

作为土壤有机碳最活跃的组成部分,DOC 对于调节土壤阳离子淋失、矿物风化、土壤微生物活动以及其他土壤化学、物理和生物学过程具有重要意义[1]。

同时,土壤DOC 的淋溶是土壤有机碳损失的重要途径,它作为一项环境指标,对研究碳循环和环境有重要的意义[2]。

研究土壤活性有机碳库的库容及动态变化过程,必须首先进行土壤有机碳库的测定。

土壤溶解性有机碳不是一种单纯化合物,而是土壤有机碳的组成部分之一[3]。

土壤有机质与土壤固碳

⼟壤有机质与⼟壤固碳作者郑聚锋陈硕桐编者按为提⾼公众对农业温室⽓体减排的科学认知，了解⼟壤管理在农业碳中和中的重要作⽤，增强全社会对⼟壤资源保护和⽓候变化缓解的责任感和迫切感，我刊特别策划“⼟壤与农业碳中和”专题，邀请南京农业⼤学潘根兴教授领衔的⼟壤学研究团队撰写系列科普⽂章，以此迎接12⽉5⽇“国际⼟壤⽇”的到来。

⼟壤有机质是⼟壤的关键组分和肥⼒基础，构成了巨⼤的有机碳库，对⽓候变化有重要的调节作⽤。

提升⼟壤固碳潜⼒对碳中和与农业可持续发展具有重要意义。

全球地表以下⾄1⽶深的⼟层储存碳约25 000亿吨（15 500亿吨有机碳和9500亿吨的⽆机碳）[1]。

其中有机碳库为⼤⽓碳库（7500亿吨）的2倍，接近陆地植被⽣物量碳的1.8倍。

⼟壤有机碳库是地球表层系统中最⼤、最具有活性的⽣态系统碳库，其微⼩变化将对⼤⽓⼆氧化碳浓度产⽣巨⼤影响。

据统计，全球每年因⼟壤呼吸(包括⼟壤⽣物呼吸和⼟壤中植物根系呼吸)释放的⼆氧化碳为500亿~760亿吨，占陆地⽣态系统与⼤⽓间碳交换总量的2/3，接近于⼤⽓碳库的1/10 [2]。

可见，⼟壤有机碳的保持与稳定对全球⽓候变化起着重要的调节作⽤，并影响着陆地⽣态系统的分布、组成、结构和功能。

⼟壤有机碳库主要集中在植物根系分布的表层。

由于⽓候、植被和⼟壤类型等不同，⼟壤有机碳储量地理差异较⼤。

例如，⼲旱区农⽥⼟壤有机碳密度较低，仅为30吨/公顷，⽽在⾼纬度草原地区可⾼达80吨/公顷以上。

据估算，全球⼟壤表层（20厘⽶以内）有机碳储量约为6150亿吨，占⼟壤剖⾯（1⽶）有机碳总储量的40%。

⼟壤表层碳密度易受到⼈为活动的强烈⼲扰，因⽽⼟壤碳管理在全球环境管控中具有重要地位。

⼟壤有机质与⼟壤碳库⼟壤有机质及其类型⼀般来说，⼟壤有机质主要来源于植物残体、根系及其分泌物，以及⼟壤微⽣物及其代谢产物，是不同分⼦⼤⼩和碳链结构的糖类、单宁、脂质、⽊质素、蛋⽩质和芳⾹族化合物等类群的有机物质的集合体。

油浴加热法测定土壤样品中有机碳

油浴温度℃
１实验部分图２油浴温度对有机碳１．１仪器和主要试剂。油浴架：３０孑Ｌ硬质玻璃大试管插槽（不宜过图１称样量对有机碳测定的影响测定的影响多，否则影响温度控制）（订制）表２方法精密度玻璃大试管：１８ａｍ×１ｒ８０ｍｍ荫定油浴锅、色拉油一桶、控温电炉、秒表。表１方法准确度Ｋ：Ｃｒ２０混合液：称取２０．０ｇＫ：Ｃｒ２０（分析纯），加入５００ｍＬ蒸馏水
科技论坛
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油浴加热法测定土壤样品中有机碳
张旭牛艳萍
（黑龙江省地质矿产测试应用研究所，黑龙江哈尔滨１５００３６）
摘要：沿用经典重铬酸钾氧化一外加热法的原理，建立了油浴加热法测定土壤样品中有机碳的方法。实验选择消解温度为１８０￣５￣消解时间为５￣０．５ｍｉｎ。方法用于大批量多目标区域地球化学调查样品中有机碳的分析，测试值与标准值相符。
标澧鳃盎辅号
ＯＢＷＯＯ２
标准姆爨舸謦菖测蔗值
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１
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ｊ
４５６
７
０ＢＷ０７４０３
ＧＢＷ０７４０８ＧＢＷ０７４２４ＯＢＷＯ２９
滴，（ＮＨ如Ｆ０溶液滴定，记录体积Ｖ。
ｃ＝ｃ，ｘ
８
平均值标准值
ＲＳ％

福鼎茶园土壤团聚体有机碳分布与分子结构特征

第37卷第6期2023年12月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .6D e c .,2023收稿日期:2023-04-27资助项目:福建福鼎白茶文化系统申报全球重要农业文化遗产项目(D H -1815);国家自然科学基金项目(41901111);福建省自然科学基金项目(2020J 01188) 第一作者:葛茂泉(2001 ),男,河南濮阳人,在读硕士研究生,主要从事全球气候变化与元素生物地球化学循环研究㊂E -m a i l :ge m a o -q u a n 325@163.c o m 通信作者:王纯(1982 ),女,湖南益阳人,副研究员,博士,硕士生导师,主要从事全球气候变化与元素生物地球化学循环研究㊂E -m a i l :w a n gc h u n 821314@163.c o m 福鼎茶园土壤团聚体有机碳分布与分子结构特征葛茂泉1,2,王纯1,2,许宏达1,2,杨发峻1,2,吴梓炜1,2,林少颖1,2,张永勋3,李先德3,王维奇1,2(1.福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室,福州350117;2.福建师范大学地理研究所,福州350117;3.中国农业科学院农业经济与发展研究所,北京100081)摘要:以福建省福鼎市白琳镇(B L )㊁点头镇(D T )㊁磻溪镇(P X )㊁管阳镇(G Y )和太姥山镇(TM S )的茶园土壤为研究对象,研究其团聚体组成及稳定性,各粒级团聚体有机碳含量㊁固碳贡献率及有机碳红外光谱,旨在从团聚体尺度揭示茶园土壤有机碳分布及其分子结构特征㊂结果表明:(1)不同采样地土壤团聚体组成存在差别,但随土层加深,大团聚体(0.25~2mm )和微团聚体(0.053~0.25mm )含量均减少,而粉黏粒团聚体(<0.053mm )含量增大;(2)随土层加深,所有采样地平均重量直径(MWD )和几何平均直径(GM D )减小,分形维数(D )增大,团聚体结构稳定性降低;(3)各粒级团聚体有机碳含量随土层加深而减小,固碳贡献率主要受团聚体含量的影响,大团聚体固碳贡献率相对更大;(4)各粒级团聚体有机碳均主要来源于多糖碳或脂肪碳,0 15c m 土层土壤粉黏粒团聚体比大团聚体和微团聚体有机碳更稳定,15 30c m土层各级团聚体均比0 15c m 土层对应粒级团聚体有机碳更稳定㊂研究成果可为茶园土壤有机碳的科学管理提供理论参考㊂关键词:团聚体组成;有机碳;有机碳官能团;红外光谱;茶园土壤中图分类号:S 153.6+2 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)06-0201-08D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.06.026O r ga n i cC a rb o nD i s t r i b u t i o na n dM o l ec u l a r S t r u c t u r eC h a r a c t e r i s t i c s o f S o i lA g g r e g a t e s i nF ud i n g Te aG a r d e n G E M a o q u a n 1,2,WA N GC h u n 1,2,X U H o n g d a 1,2,Y A N GF a ju n 1,2,WUZ i w e i 1,2,L I NS h a o y i n g 1,2,Z H A N G Y o n g x u n 3,L IX i a n d e 3,WA N G W e i qi 1,2(1.I n s t i t u t e o f G e o g r a p h y ,F u j i a nN o r m a lU n i v e r s i t y ,F u z h o u 350117;2.K e y L a b o r a t o r y o f Hu m i d S u b -t r o p i c a lE c o -g e o g r a p h i c a lP r o c e s s o f M i n i s t r y o f E d u c a t i o n ,F u j i a nN o r m a lU n i v e r s i t y ,F u z h o u 350117;3.I n s t i t u t e o f A g r i c u l t u r a lE c o n o m i c s a n dD e v e l o p m e n t ,C h i n e s eA c a d e m y o f A g r i c u l t u r a lS c i e n c e s ,B e i j i n g 100081)A b s t r a c t :T h e s o i l o f t e a g a r d e n i nB a i l i nT o w n (B L ),D i a n t o uT o w n (D T ),P a n x iT o w n (P X ),G u a n y a n gT o w n (G Y )a n dT a i m u s h a nT o w n (TM S )i nF u d i n g C i t y ,F u j i a nP r o v i n c ew e r e t a k e n a s t h e r e s e a r c h o b j e c t .T h e c o m p o s i t i o na n d s t a b i l i t y o f a g g r e g a t e s ,o r g a n i c c a r b o nc o n t e n t ,c a r b o ns e qu e s t r a t i o nc o n t r i b u t i o nr a t e a n d i n f r a r e d s p e c t r u mo f o r g a n i c c a r b o n o f e a c h p a r t i c l e s i z e a g g r e g a t e sw e r e s t u d i e d t o r e v e a l t h e d i s t r i b u t i o n a n dm o l e c u l a r s t r u c t u r e c h a r a c t e r i s t i c s o f s o i l o r g a n i c c a r b o n i n t e a g a r d e n s o i l f r o mt h e a g g r e ga t e s c a l e .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t :(1)T h ec o m p o s i t i o no fs o i l a g g r e g a t e sd i f f e r e da m o n g s a m p l i n g s i t e s ,b u tw i t ht h e d e e p e n i n g o f s o i l l a y e r ,t h ec o n t e n to fm a c r o a g g r e g a t e s (0.25~2mm )a nd m i c r o a g g re ga t e s (0.053~0.25mm )d e c r e a s e d ,w h i l et h ec o n t e n to fs i l t -c l a y a g g r e g a t e s (<0.053mm )i n c r e a s e di na l ls a m p l i n g s i t e s .(2)D e c r e a s e di n m e a n w e i gh td i a m e t e r (MWD )a n d g e o m e t r i c m e a nd i a m e t e r (GM D )a n di n c r e a s e di n f r a c t a l d i m e n s i o n (D )o f a l l s a m p l e d s i t e sw i t h d e e p e n i n g o f t h e s o i l l a y e r a n d d e c r e a s e d i n s t r u c t u r a l s t a b i l i t yo f t h e a g g l o m e r a t e s .(3)T h eo r g a n i c c a r b o nc o n t e n t o f t h ea g g r e g a t e sd e c r e a s e dw i t ht h ed e e p e n i n g of t h es o i l l a y e r,a n dt h ec o n t r i b u t i o nr a t eo fc a r b o ns e q u e s t r a t i o no fa g g r e g a t e s w a s m a i n l y c o n t r o l l e db y t h e p e r c e n t a g e o f a g g r e g a t e s,a n d t h e c o n t r i b u t i o n r a t e o f c a r b o n s e q u e s t r a t i o n o fm a c r o a g g r e g a t e sw a s r e l a t i v e l y l a r g e r.(4)T h eo r g a n i cc a r b o no fe a c hs i z ea g g r e g a t e sw a s m a i n l y d e r i v e df r o m p o l y s a c c h a r i d ec a r b o no r a l i p h a t i c c a r b o n.T h es i l t-c l a y a g g r e g a t e si n0 15c m s o i ll a y e rh a d m o r es t a b l ec a r b o nt h a nt h o s ei n m a c r o a g g r e g a t e s a n d m i c r o a g g r e g a t e s.T h ea g g r e g a t e s i nt h e15 30c m s o i l l a y e rh a d m o r es t a b l ec a r b o n t h a n t h e c o r r e s p o n d i n g s i z e a g g r e g a t e s i n t h e0 15c ms o i l l a y e r.T h e r e s e a r c h r e s u l t s c a n p r o v i d e t h e o r e t i c a l r e f e r e n c e f o r t h e s c i e n t i f i cm a n a g e m e n t o f t e a g a r d e n s o i l o r g a n i c c a r b o n.K e y w o r d s:a g g r e g a t e c o m p o s i t i o n;o r g a n i c c a r b o n;o r g a n i c c a r b o n f u n c t i o n a l g r o u p s;i n f r a r e d s p e c t r u m;t e ag a r d e n s o i l土壤团聚体是土壤结构的基本单元,其组成和稳定性直接影响土壤肥力和作物生长[1]㊂土壤有机碳是团聚体形成的重要胶结物质,有研究[1-2]表明,土壤中近90%的有机碳存储于土壤团聚体内,土壤团聚体形成后进一步对土壤有机碳起到物理保护作用㊂团聚体中有机碳含量是土壤有机碳固定和矿化平衡的微观表征,对土壤肥力和土壤碳汇功能具有双重意义[3]㊂土壤有机碳的质量㊁功能和稳定性很大程度上取决于其化学组成和分子结构[4],土壤有机碳分子结构可以通过土壤有机碳官能团特征来反映,其组成特征与土壤有机碳分解密切相关[5],进而影响土壤团聚体中有机碳含量以及土壤碳汇功能㊂土壤团聚体按粒径大小[6]分为大团聚体(0.25~ 2mm)㊁微团聚体(0.053~0.25mm)和粉黏粒团聚体(<0.053mm)㊂对农田和灌丛等土地利用类型的研究[6]表明,土壤中大团聚体占优势,而对茶园土壤的研究结论不一致;李露露等[7]对茶园土壤研究发现,>0.25mm粒级团聚体占比最大;王峰等[8]通过对比不同类型茶园土壤发现,<0.25mm粒径团聚体含量最高㊂土壤团聚体是土壤有机碳存在的主要场所,郭鸿鑫等[9]研究发现,>0.25mm粒级团聚体是有机碳的主要贡献源;但也有研究[2]表明,70%以上的有机碳存在于<0.053mm粒级团聚体中;李婷等[10]研究得出,脂肪碳㊁多糖碳㊁醇碳和饱和烷烃等活性较高的官能团主要分布在>0.25mm粒级团聚体中,芳香碳等稳定的官能团主要分布在<0.25mm 粒级团聚体中;裴志福等[11]研究表明,大团聚体有机碳主要来源于芳香碳和多糖㊂那么,茶园土壤各粒级团聚体有机碳分布与分子结构特征怎样?目前仍不清楚㊂因此,对茶园土壤团聚体有机碳分布与分子结构特征进行深入研究,可为科学揭示茶园土壤结构以及固碳功能提供理论参考㊂福建福鼎白茶文化系统是中国重要农业文化遗产,该系统在维持生计㊁保障生态功能以及保护生物多样性等方面具有良好的优势㊂目前,福鼎白茶已有的研究[8-9]主要聚焦在产业管理和市场开拓等方面,对土壤属性及其固碳功能的研究相对较少㊂土壤作为茶树生长的基本条件,其结构㊁功能与稳定性是遗产可持续保护和发展的关键㊂因此,以福鼎茶园土壤为研究对象,从团聚体尺度全面系统地分析土壤团聚体粒级组成及稳定性,各粒级团聚体有机碳含量和固碳量,以及团聚体有机碳分子结构特征,研究结果对福鼎茶园土壤结构改善以及有机碳增汇管理具有重要的意义㊂1材料与方法1.1研究区概况研究区位于福建省福鼎市(26ʎ52' 27ʎ26'N, 119ʎ55' 120ʎ43'E),地处中亚热带季风气候区,海洋性气候特征显著,年平均气温19.2ħ,年平均相对湿度76%,年平均降水量1720.0mm㊂地形以丘陵和山地为主,依山面海,空气流动性强㊂土壤偏酸性,以红壤㊁黄壤和紫色土为主,含有丰富有机质,利于茶树生长㊂选取白琳镇(B L)㊁点头镇(D T)㊁磻溪镇(P X)㊁管阳镇(G Y)和太姥山镇(T M S)5个福鼎白茶主产区进行土样采集㊂采样地均为生态茶园模式,为标准化的茶园,施肥及管理措施一致,土壤类型均以红壤为主,茶树年龄5~10年,茶树栽培行距和株距为0.5~ 1.2m,耕层深度0.3 0.5m㊂1.2土壤样品采集遵循典型性和代表性原则,于2022年4月,在5个茶园采集土壤样品,每个采样地3个重复㊂根据采样地土壤剖面特征和茶树根系特征,分别采集0 15,15 30c m土层的2个土样,总计土样30份,分别装入密封袋带回实验室㊂取回土壤样品后,挑出植物残体和根系等杂质,将每份土样分成2份,1份于4ħ冷藏保存,另1份自然风干,用于试验指标的测定㊂1.3土壤样品测定与分析采用p H计(S t a r t e r300,美国)测定土壤p H,环刀法[12]测定土壤容重,烘干法[12]测定土壤含水量,土壤碳氮元素分析仪(E l e m e n t a rV a r i oMA XC N,德国)测定土壤碳㊁氮含量㊂采用湿筛法[12]获取土壤大团聚体(0.25~2 mm)㊁微团聚体(0.053~0.25mm)和粉黏粒团聚202水土保持学报第37卷体(<0.053mm )㊂称取100g 鲜土,在密封袋中加入适量蒸馏水浸润24h ,将孔径分别为2,0.25,0.053mm 的套筛自上到下组合,将浸润后的土壤均匀置于套筛顶层,将套筛置于装有蒸馏水的水桶内,调整水面高度使套筛顶层的土壤能够被完全浸没,然后将频率设置为30次/m i n ,水平方向振荡2m i n,将土壤筛分为3种粒级㊂湿筛结束后,将团聚体洗入样品瓶中,烘干后称重㊂最终得到90份土壤团聚体样品㊂将烘干后的各级团聚体土壤研磨并过100目筛后,采用傅里叶变换红外光谱仪获取各粒级团聚体土壤有机碳的红外光谱,取1m g 待测土壤样品,以1ʒ100的比例取100m g 溴化钾,将二者放入玛瑙研钵中充分研磨,再用压片机以2.0t 压力将混合均匀的粉末压30s ,压片成透明玻璃状,将压片迅速放置于傅里叶变换红外光谱仪中测定,设定扫描范围为400~4000/c m ,扫描次数为32次,最后对光谱进行平滑处理后导出光谱文件[13]㊂1.4 数据处理与分析1.4.1 计算方法各粒级团聚体百分含量[3]㊁平均重量直径㊁几何平均直径㊁分形维数[14]㊁各粒级团聚体对有机碳贡献率[15]的计算公式为:R i =m iðn im iˑ100%(1)MWD=ðnix iR i (2)GM D=e x p ðni R i l n x i ðniR i æèççöø÷÷(3)l g m r <x i ()ðn imiéëêêùûúú=3-D ()l g x i x m a x æèçöø÷(4)C i =m i S iðn im i S iˑ100%(5)式中:i 为第i 级团聚体(级);n 为团聚体总级数(级);R i 为第i 级团聚体百分含量(%);m i 为第i 级团聚体的质量(g );MWD 为平均重量直径(mm );GM D 为几何平均直径(mm );D 为分形维数;m r <x i ()为小于第i 级团聚体的质量(g );x m a x 为最大粒级团聚体的平均直径(mm );x i 为第i 级团聚体的平均直径(mm );S i 为第i 级团聚体中有机碳含量(g /k g );C i 为第i 级团聚体对团聚体有机碳的贡献率(%)㊂1.4.2 红外光谱分析有机碳官能团红外特征解析见表1,主要研究脂肪碳㊁芳香碳㊁多糖碳和酮碳,其中脂肪碳和多糖碳稳定性较弱,芳香碳和酮碳稳定性较强[10,16],各峰由若干种官能团共同形成[17]㊂表1 红外光谱吸收峰官能团识别单位:c m -1类别特征区间[18-19]峰值官能团脂肪碳2800~30102860,2931[10,20-21]脂肪族烷基(C H ㊁C H 2和C H 3)中C -H 不对称和对称伸缩振动芳香碳1580~16601644[17]C =C 和-C O O -中C =O 伸缩振动1520~15461530[19]C =C 伸缩振动多糖碳1030~11701085,1097[10,20-21]纤维素等多糖中C -O-C 键的伸缩振动酮碳1799,1878[10]伸缩振动醇㊁酚类3620[13]O-H 伸缩振动3448[10]O-H 和N-H 伸缩振动硅酸盐矿物1030[11]有机硅S i -O-S i1.4.3 数据分析使用M i c r o s o f tE x c e l 软件对数据进行整理;使用S P S S26.0软件对土壤团聚体粒级组成和有机碳含量等进行差异性分析;使用O r i gi n 2021软件制作柱状图㊁红外光谱图和主成分分析图,使用O r i g i n2021软件中的C o r r e l a t i o nP l o t 对土壤理化性质㊁团聚体粒级组成及稳定性指数和团聚体有机碳含量及分布进行相关性分析;使用C a n o c o5软件对土壤理化性质和团聚体稳定性指数及百分含量进行冗余分析;运用O m n i c 软件识别红外光谱峰值并分析各考察峰峰面积[18],然后计算各考察峰的相对峰面积[22]㊂2 结果与分析2.1 福鼎茶园土壤团聚体粒级组成特征由图1可知,B L ㊁P X ㊁G Y 和T M S 在0 15,15 30c m 土层的大团聚体分别占团聚体总量的53.78%~67.50%,44.97%~61.75%,显著高于微团聚体和粉黏粒团聚体(p <0.05);D T 在0 15,15 30c m 土层的粉黏粒团聚体分别占团聚体总量的64.95%,68.34%,显著高于大团聚体和微团聚体(p <0.05)㊂从0 15c m 土层到15 30c m 土层,P X 大团聚体显著减小,粉黏粒团聚体显著增大(p <0.05),B L 和D T 的微团聚体显著减小(p <0.05)㊂整体来看,不同采样地各级团聚体组成存在差异,且随土层深度增加,均表现为大团聚体和微团聚体减少,粉黏粒团聚体增加㊂2.2 福鼎茶园土壤团聚体稳定性特征由表2可知,0 15c m 土层,T M S 的MWD 显著大于除P X 以外的其他采样地,并且其GM D 显著大于除P X 和B L 以外的其他采样地(p <0.05),D T 的MWD 和GM D 显著小于其他采样地而其D 显著302第6期葛茂泉等:福鼎茶园土壤团聚体有机碳分布与分子结构特征大于其他采样地(p <0.05)㊂在15 30c m 土层,T M S 的MWD 和GM D 显著大于其他采样地,D 显著小于其他采样地(p <0.05),D T 的MWD 和GM D 显著小于其他采样地,D 显著大于其他采样地(p <0.05)㊂总之,T M S 土壤团聚体结构稳定性相对较高,D T 土壤团聚体结构稳定性相对较低㊂随土层加深,各采样地均表现出MWD 和GM D 减小,分别减小1.44%~29.48%和4.78%~53.40%;D 增大,增幅为0.90%~14.88%;其中,P X 的MWD 和GM D 显著减小29.48%和53.40%,而其D 显著增大14.88%(p <0.05)㊂由此看来,0 15c m 土层土壤团聚体结构比15 30c m 土层更稳定㊂注:图柱中不同小写字母表示不同采样地同一土层同一粒级团聚体占比差异显著(p <0.05);不同大写字母表示同一采样地同一土层不同粒级团聚体占比差异显著(p <0.05);*表示同一采样地不同土层同一粒级团聚体占比差异显著(p <0.05)㊂下同㊂图1 土壤团聚体粒级分布特征表2 土壤团聚体稳定性指数土层深度/c m采样地MWD /mm GMD /mm D B L0.64ʃ0.07A b 0.29ʃ0.08A a b 2.35ʃ0.14A b D T 0.31ʃ0.01A c0.08ʃ0A c2.78ʃ0.01A a 0 15P X0.76ʃ0.02A a b 0.39ʃ0.02A a b 2.24ʃ0.02B bG Y 0.64ʃ0.04A b 0.27ʃ0.03A b 2.40ʃ0.07A b TM S 0.78ʃ0.03A a0.41ʃ0.03A a2.21ʃ0.04A b B L 0.60ʃ0.02A b c 0.22ʃ0.02A b c 2.52ʃ0.03A b D T 0.31ʃ0.03A d 0.08ʃ0.01A d 2.81ʃ0.02A a 15 30P X0.54ʃ0.03B c 0.18ʃ0.02B c 2.57ʃ0.03A b G Y 0.63ʃ0.02A b 0.26ʃ0.01A b 2.42ʃ0.01A c TM S0.72ʃ0.02A a0.33ʃ0.02A a2.32ʃ0.02A d注:表中数据均为平均值ʃ标准误;同列不同小写字母表示同一土层不同采样地同一稳定性指数间差异显著(p <0.05);同列不同大写字母表示同一采样地不同土层同一稳定性指数间差异显著(p <0.05)㊂2.3 福鼎茶园土壤团聚体有机碳分布特征由图2可知,除D T 和G Y ,B L ㊁P X 和T M S 的团聚体有机碳含量在不同土层均随粒级减小而增加,且各粒级团聚体有机碳含量随土层深度增加而减少(p <0.05)㊂由图3可知,B L 样地0 15c m 土层以及G Y 和T M S 样地2个土层土壤有机碳均主要分布在大团聚体中(p <0.05);D T 样地2个土层土壤有机碳均主要分布在粉黏粒团聚体中(p <0.05);而P X 样地2个土层有机碳分别主要分布在大团聚体中(p <0.05)和粉黏粒团聚体中(p <0.05)㊂随土层加深,所有样地均表现为大团聚体固碳贡献率减小,其中P X 显著减小(p <0.05);而粉黏粒团聚体固碳贡献率增大,其中P X 显著增大(p <0.05)㊂团聚体有机碳分布特征由各粒级团聚体固碳贡献率来说明,不同粒级团聚体固碳贡献率受到各粒级团聚体百分含量及其中有机碳含量共同调控,其中各级团聚体百分含量的调控作用更显著㊂2.4 福鼎茶园土壤团聚体有机碳官能团种类与分布由图4可知,各样地各粒级团聚体土壤有机碳红外光谱形状基本一致,特征峰相似㊂主要差异在于多糖碳官能团特征峰,部分团聚体土样红外光谱在1085或1097c m -1左右没有明显特征峰㊂此外,部分样地的15 30c m 土层土壤硅酸盐官能团在1030c m -1左右的吸收峰强度明显大于0 15c m 土层㊂由图5可知,第1主成分(P C 1)的贡献为74.0%,第2主成分(P C 2)的贡献为24.6%㊂因此,利用P C 1和P C 2可以解释各粒级团聚体有机碳官能团百分含量间的差异㊂在0 15c m 土层,大团聚体有机碳主要来源于多糖碳,其次为脂肪碳;微团聚体有机碳主要来源于脂肪碳;粉黏粒团聚体有机碳主要来源于多糖碳,其次为芳香碳和酮碳㊂在15 30c m 土层,大团聚体有机碳主要来源于多糖碳,其次为脂肪碳㊁芳香碳和酮碳;微团聚体有机碳主要来源于多糖碳,其次为芳香碳和酮碳;粉黏粒团聚体有机碳主要来源402水土保持学报第37卷于多糖碳㊁芳香碳和酮碳㊂总体来看,各级团聚体有机碳均主要来源于多糖碳或脂肪碳,反映植物源有机质为茶园土壤有机质主要来源,0 15c m土层的粉黏粒团聚体比大团聚体和微团聚体有更多稳定性碳,15 30c m土层的各级团聚体均比0 15c m 土层对应粒级团聚体有更多稳定性碳,说明大团聚体有机碳受不稳定的植物源新鲜有机质的影响更大,深层土对其响应相对滞后㊂图2土壤各粒级团聚体中有机碳含量图3土壤各粒级团聚体固碳贡献率2.5土壤理化性质与团聚体特征指标的相关性分析由图6可知,容重与土壤含水量㊁全土有机碳含量㊁全氮含量㊁大团聚体和微团聚体有机碳含量呈极显著或显著负相关(p<0.01,p<0.05);土壤含水量与大团聚体百分含量㊁MW D和G M D呈极显著负相关(p<0.01),与全土有机碳含量㊁全氮含量㊁粉黏粒团聚体百分含量㊁D以及大团聚体和微团聚体有机碳含量呈极显著正相关(p<0.01);全土有机碳含量与全氮含量㊁各粒级团聚体有机碳含量呈极显著正相关(p<0.01);全氮含量与各粒级团聚体有机碳含量呈极显著正相关(p<0.01);大团聚体和微团聚体百分含量与MW D㊁G M D呈极显著或显著正相关(p<0.01,p<0.05),与D呈极显著负相关(p<0.01);粉黏粒团聚体百分含量与MWD㊁GM D呈极显著负相关(p<0.01),与D呈极显著正相关(p<0.01)㊂此外,3种粒级团聚体对有机碳的贡献率与各粒级团聚体含量呈极显著正相关(r=0.92, 0.47,0.93,p<0.01),相关性强于3种粒级团聚体对有机碳的贡献率与其有机碳含量的相关性㊂同时,将土壤理化性质作为解释变量,将土壤团聚体稳定性指标和各级团聚体含量作为响应变量,进行冗余分析(图7)表明,第1主轴和第2主轴分别解释土壤团聚体稳定性和各级团聚体含量变异的62.12%和1.04%,其中解释度最高的是土壤含水量㊂3讨论3.1土壤团聚体粒级组成及稳定性分析土壤团聚体组成及稳定性直接影响土壤肥力和农作物的生长[1]㊂李露露等[7]通过研究雅安草坝镇茶园土壤发现,>0.25m m粒级水稳性团聚体占75.87%~ 95.75%;P a r a j u l i等[6]对农田研究表明,0 5,5 15c m 土层土壤0.25~2m m粒级团聚体占比均>50%,与本研究中B L㊁P X㊁G Y和T M S相似,主要是因为茶园土壤有较多的凋落物输入,进而增加土壤有机碳,作为重要胶结物质的有机碳有助于大团聚体形成㊂而D T是以<0.053m m粒径团聚体为主㊂王峰等[8]对武夷山市5种土壤类型的茶园土壤研究发现,红壤和潮砂土茶园土壤的<0.25m m粒径团聚体含量最高㊂一方面,可能因为长期茶园耕作和人为管理增加对土壤的干扰,使土502第6期葛茂泉等:福鼎茶园土壤团聚体有机碳分布与分子结构特征壤大团聚体含量不断降低[7];另一方面,D T的0 15c m土层土壤含水量显著高于其他采样地(p<0.05),15 30c m土层土壤含水量显著高于除B L以外的其他采样地(p<0.05),水分可以溶解和软化团聚体的胶结物质,使胶结剂从凝胶状态变为溶胶状态,降低胶结力,从而导致以粉黏粒团聚体为主[14]㊂胥佳忆等[23]研究表明,土壤含水量是决定土壤团聚体组成及其稳定性的重要因子㊂本研究发现,土壤含水量与大团聚体百分含量㊁MWD㊁GM D呈极显著负相关(p<0.01),也进一步印证此结论㊂图4土壤团聚体有机碳红外光谱图5土壤各粒级团聚体有机碳官能团主成分分析随着土层深度增加,所有采样地中大团聚体和微团聚体含量减小,粉黏粒团聚体含量增大,团聚体稳定性降低,与王峰等[8]㊁冷暖等[24]和魏霞等[25]的研究结果相似,可能与土壤有机碳垂直分布和茶树性质有关㊂0 15c m土层土壤有机碳含量高于15 30 c m土层,而有机碳是团聚体形成的重要胶结物质[3],更多的有机碳含量为团聚体的形成提供有利条件㊂0 15c m土层可能受茶树枝叶凋落物和根系的影响相对更大,凋落物和细根输入量的增加可加速团聚体的形成和稳定性[26]㊂一方面,凋落物在微生物作用下逐渐分解回归土壤;另一方面,在根的挤压力㊁根系分泌物和腐殖酸生化反应的影响下,根际及其周围更容易黏合形成更大粒级的团聚体,团聚体稳定性也高于非根际土壤[1,27],而本研究中,茶树主根和侧根可能更多分布在0 15c m土层中㊂因此,随着土层加602水土保持学报第37卷深,土壤大粒级团聚体含量减少,团聚体稳定性降低,土壤抗蚀性减弱㊂注:图中p H㊁B D㊁W C㊁S O C㊁T N㊁MWD㊁GM D㊁D分别为酸碱度㊁容重㊁含水量㊁全土有机碳㊁全氮㊁平均重量直径㊁几何平均直径㊁分形维数;R1㊁R2㊁R3分别为大团聚体百分含量㊁微团聚体百分含量㊁粉黏粒团聚体百分含量;S1㊁S2㊁S3分别为大团聚体有机碳含量㊁微团聚体有机碳含量㊁粉黏粒团聚体有机碳含量;C1㊁C2㊁C3分别为大团聚体对有机碳的贡献率㊁微团聚体对有机碳的贡献率㊁粉黏粒团聚体对有机碳的贡献率;*表示p<0.05,**表示p<0.01㊂图6土壤理化性质与土壤团聚体相关特征的相关性分析图7土壤理化性质与稳定性参数冗余分析3.2土壤团聚体中有机碳分布特征本研究中,大部分样地均表现为0 15c m土层土壤各粒级团聚体有机碳含量高于15 30c m土层,与P a r a j u l i等[6]和李玮等[3]研究结果相似,可能与茶园定期修剪枝叶㊁茶树自然凋落物和人工施加有机肥等向表层土壤输入大量有机碳有关㊂毛霞丽等[28]研究表明,长期施加有机肥可以增加土壤有机碳含量,进而相应增加各级团聚体有机碳含量㊂团聚体有机碳含量和团聚体含量共同决定各粒级团聚体对有机碳的贡献率,反映有机碳在各级团聚体中的分布格局㊂本研究表明,有机碳在团聚体中的分布情况受各粒级团聚体百分含量的影响大于各粒级团聚体有机碳含量,P X样地土壤有机碳在团聚体中的分布情况存在较大差异,主要是因为随土层加深其大团聚体含量显著减小而粉黏粒团聚体含量显著增大(p<0.05),由于>0.25mm粒级团聚体含量占主导地位,从而决定>0.25mm粒级团聚体是有机碳的主要贡献源与郭鸿鑫等[9]研究结果一致㊂3.3不同粒级团聚体中有机碳官能团组成特征微团聚体是由初级颗粒(即黏土和粉砂)与持久性胶结剂(如多价金属阳离子)逐渐结合形成的,而大团聚体是由微团聚体与临时性胶结剂(如微生物和植物源有机物)结合形成的[6]㊂多糖碳是植物源碳的主要成分之一[18],多糖碳和脂肪碳相对不稳定,容易被氧化[10],而芳香碳是难分解有机碳之一,能在土壤中选择性保留[29],土壤有机碳分解过程中芳香碳相对增加[22]㊂李婷等[10]研究得出,>0.25m m粒级团聚体中的有机碳主要由脂肪碳和多糖碳等活性较高的碳组成,而稳定的芳香碳趋向于被保护在<0.25m m粒级团聚体中,与本研究中0 15c m土层相似㊂大团聚体有相对更多的多糖碳,可能是因为0 15c m土层土壤有相对更多的来自植物的新鲜有机质,在大团聚体形成过程中,真菌菌丝起到联结物质的作用,团聚体中的砂粒通过菌丝联结在一起,还可能联结降解程度较低的植物源物质,其中以纤维素等多糖为主[11],菌丝可产生大量多糖,再加上其他根际微生物产生的有机化合物以及植物根系分泌物,可使微团聚体黏合在一起,共同促进大团聚体的形成,其中植物根系分泌物是土壤有机碳的直接来源,还可被微生物迅速利用,进而可能产生更多多糖[1]㊂土壤中碳路径遵循从大团聚体到粉粒和黏粒粒级团聚体的趋势,新鲜有机质进入土壤后被分解,首先被并入大团聚体中,然后随着耕作等对大团聚体的破坏,再被重新分配到较小粒级团聚体中[26]㊂因此,随着有机碳的分解和从大粒级团聚体向小粒级团聚体的重新分配过程,芳香碳等稳定性碳逐渐积累在较小粒级团聚体中㊂裴志福等[11]研究得出,大团聚体有机碳主要来源于多糖碳和芳香碳,与本研究中15 30c m土层相似,可能是因为深层土新鲜有机质输入量较少,随着人为或自然原因导致的大团聚体的破坏以及时间的推移,大量不稳定碳逐渐被分解,积累较多芳香碳等稳定性碳,当大团聚体再次形成时,芳香碳被联结的可能性变大㊂因此,15 30c m土层土壤各级团聚体均比0 15c m 土层对应粒级团聚体有更多稳定性碳㊂同时,长期施加含有较高化学稳定性组分的有机肥,可通过促进土壤抗性化合物的积累来增加土壤有机碳的脂族性和芳构化;另一方面,可以通过促进大团聚体内部形成微粒有机质等方式增强大团聚体和微团聚体对碳水化合物和有机酸的物理保护,进而提高土壤有机碳的稳定性和含量[28-29]㊂生态茶园土壤有大量植物源有机质输入,具有较好的固碳潜力,在此基础上可通过施加适量有机肥以及选择对土壤扰动较小的耕作方式,来增强土壤有机碳稳定性和团聚702第6期葛茂泉等:福鼎茶园土壤团聚体有机碳分布与分子结构特征体对有机碳的物理保护作用,进而优化茶树的生长环境,增强茶园土壤的固碳功能㊂4结论与各粒级团聚体有机碳含量相比,各粒级团聚体含量决定该粒级团聚体固碳贡献率的大小,总体来看,大团聚体固碳贡献率相对更大㊂茶园土壤各粒级团聚体土壤有机碳主要来源于多糖碳或脂肪碳,表层土的粉黏粒团聚体比大团聚体和微团聚体含有更多稳定性碳,深层土的各级团聚体均比表层土对应粒级团聚体含有更多稳定性碳㊂大团聚体是有机碳分布的主要场所,而深层土壤和较小粒级团聚体对有机碳的保护作用相对更强,是有机碳长期稳定存在的场所㊂参考文献:[1]史奕,陈欣,沈善敏.有机胶结形成土壤团聚体的机理及理论模型[J].应用生态学报,2002,13(11):1495-1498.[2]王璐莹,秦雷,吕宪国,等.铁促进土壤有机碳累积作用研究进展[J].土壤学报,2018,55(5):1041-1050. [3]李玮,郑子成,李廷轩.不同植茶年限土壤团聚体碳氮磷生态化学计量学特征[J].应用生态学报,2015,26(1):9-16.[4] D e n g J J,Z h u W X,Z h o uYB,e t a l.S o i l o r g a n i c c a r b o nc h e m i c a l f u n c t i o n a l g r o u p su nde r d if f e r e n t r e v eg e t a t i o n t y p e sa r e c o u p l e dw i t h c h a n g e s i n t h em i c r ob i a lc o m m u n i t y c o m p o-s i t i o n a n d t h e f u n c t i o n a l g e n e s[J].F o r e s t s,2019,10(3):e240.[5]孙慧敏,姜姜,崔莉娜,等.互花米草入侵对漳江口红树林湿地土壤有机碳官能团特征的影响[J].植物生态学报,2018,42(7):774-784.[6] P a r a j u l i B,L u o M,Y eRZ,e t a l.A g g r e g a t ed i s t r i b u-t i o na n dt h ea s s o c i a t e dc a r b o ni n N o r f o l ks o i l su n d e rl o n g-t e r m c o n s e r v a t i o n t i l l a g e a n d s h o r t-t e r m c o v e rc r o p p i n g[J].C o mm u n i c a t i o n s i nS o i lS c i e n c ea n dP l a n tA n a l y s i s,2021,52(8):859-870.[7]李露露,李婷,郎山鑫,等.植茶年限降低土壤团聚体稳定性并促进大团聚体中钾素释放[J].植物营养与肥料学报,2020,26(7):1188-1197.[8]王峰,陈玉真,尤志明,等.不同类型茶园土壤团聚体组成特征及稳定性研究[J].茶叶科学,2014,34(2):129-136. [9]郭鸿鑫,孙崇玉,孙立强,等.长期梨树种植土壤团聚体组成及有机碳分布特征[J].土壤,2022,54(2):351-357.[10]李婷,赵世伟,李晓晓,等.宁南山区不同年限苜蓿地土壤有机质官能团特征[J].应用生态学报,2012,23(12):3266-3272.[11]裴志福,红梅,兴安,等.秸秆还田条件下盐渍土团聚体中有机碳化学结构特征[J].应用生态学报,2021,32(12):4401-4410.[12]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,2000:269-289.[13]赵隽宇,黄小芮,石媛媛,等.南亚热带多代连栽桉树人工林根际土壤F T I R特征分析[J].生态环境学报,2022,31(4):688-694.[14]安婉丽,高灯州,潘婷,等.水稻秸秆还田对福州平原稻田土壤水稳性团聚体分布及稳定性影响[J].环境科学学报,2016,36(5):1833-1840.[15]郑子潇,王丹阳,胡保安,等.华北落叶松人工林土壤有机碳和团聚体稳定性对间伐的响应[J].生态学杂志,2023,42(4):780-787.[16]李婷,赵世伟,张扬,等.黄土区次生植被恢复对土壤有机碳官能团的影响[J].生态学报,2011,31(18):5199-5206.[17] S o l o m o nD,L e h m a n n J,K i n y a n g i J,e t a l.L o n g-t e r mi m p a c t so fa n t h r o p o g e n i c p e r t u r b a t i o n s o n d y n a m i c sa n d s p e c i a t i o no fo r g a n i cc a rb o ni nt r o p ic a l f o r e s ta n ds u b t r o p i c a l g r a s s l a n d e c o s y s t e m s[J].G l o b a l C h a n g eB i-o l o g y,2007,13(2):511-530.[18]裴志福,红梅,武振丹,等.草甸草原土壤不同组分有机碳含量及化学结构对长期氮输入的响应[J].土壤,2022,54(3):481-489.[19] D e m y a n M S,R a s c h eF,S c h u l zE,e t a l.U s eo f s p e-c i f i c p e a k s o b t a i n ed b y d i f f u se r ef l e c t a n c e F o u r i e rt r a n s f o r m m i d-i n f r a r e d s p e c t r o s c o p y t o s t u d y t h e c o m-p o s i t i o no f o r g a n i c m a t t e r i na H a p l i cC h e r n o z e m[J].E u r o p e a n J o u r n a l o f S o i l S c i e n c e,2012,63(2):189-199.[20] H e l l e rC,E l l e r b r o c kR H,R oßk o p fN,e t a l.S o i l o r-g a n i cm a t t e r c h a r a c t e r i z a t i o no f t e m p e r a t e p e a t l a n d s o i lw i t h F T I R-s p e c t r o s c o p y:E f f e c t s o f m i r e t y p e a n dd r a i n a ge i n t e n s i t y[J].E u r o p e a n J o u r n a l of S o i l S c i e n c e,2015,66(5):847-858.[21] M a r g e n o tAJ,C a l d e rónFJ,B o w l e sT M,e t a l.S o i lo r g a n i cm a t t e r f u n c t i o n a l g r o u p c o m p o s i t i o n i n r e l a t i o nt oo r g a n i c c a r b o n,n i t r o g e n,a n d p h o s p h o r u s f r a c t i o n si no r g a n i c a l l y m a n a g e dt o m a t of i e l d s[J].S o i lS c i e n c eS o c i e t y o fA m e r i c a J o u r n a l,2015,79(3):772-782. [22]李召阳,刘晟,刘嘉元,等.滨海不同生境湿地土壤有机碳官能团特征及其影响因子[J].应用与环境生物学报,2022,28(2):276-282.[23]胥佳忆,李先德,刘吉龙,等.农业土地利用转变对土壤团聚体组成及碳㊁氮含量的影响[J].环境科学学报,2022,42(8):438-448.[24]冷暖,邓羽松,林立文,等.南亚热带不同母质发育土壤团聚体特征及其稳定性[J].水土保持学报,2021,35(5):80-86,93.[25]魏霞,贺燕,魏宁,等.祁连山区主要植被类型下土壤团聚体变化特征[J].农业工程学报,2020,36(2):148-155. [26] S h i JW,D e n g L,G u n i n aA,e t a l.C a r b o n s t a b i l i z a t i o np a t h w a y si n s o i la g g r e g a t e s d u r i n g l o n g-t e r m f o r e s ts u c c e s s i o n:I m p l i c a t i o n s f r o mδ13Cs i g n a t u r e s[J].S o i lB i o l o g y a n dB i o c h e m i s t r y,2023,180:e108988.[27]童晨晖,王辉,谭帅,等.亚热带丘岗区经果林种植对红壤团聚体稳定性的影响[J].应用生态学报,2022,33(4):1012-1020.[28]毛霞丽,陆扣萍,何丽芝,等.长期施肥对浙江稻田土壤团聚体及其有机碳分布的影响[J].土壤学报,2015,52(4):828-838.[29]郭素春,郁红艳,朱雪竹,等.长期施肥对潮土团聚体有机碳分子结构的影响[J].土壤学报,2013,50(5):922-930.802水土保持学报第37卷。

生物质炭施用下稻田土壤有机碳组分、腐殖质组分及团聚体特征研究

生物质炭施用下稻田土壤有机碳组分、腐殖质组分及团聚体特征研究
第三章生物质炭施用对稻田土壤有机碳及其组分的持续性影响…………………………………１７３．１生物质炭施用对土壤有机碳含量的影响……………………………………………………１７３．２生物质炭施用对稻田土壤活性有机碳含量的影响…………………………………………１８３．３生物质炭对稻田土壤有机碳组分分配的影响………………………………………………１９３．４讨论…………………………………………………………………………………………………………………………．：！（）３．５小结……………………………………………………………………………………………２２
（３）生物质炭施用有利于土壤团聚体的稳定性。各处理土壤团聚体均以２００￣２０岫
颗粒组所占的比例最大，＜２ｐ．ｍ颗粒组所占的比例最小；施用生物质炭可增加２０００～２００９ｍ的相对含量，增加幅度达６．５４％～１２．９３％，而显著降低２０～２１ａｍ和＜２Ｆｍ相对含量，降幅分别为１．８４％～６．５４％和１．００％～２．２８％。各粒径团聚体中有机碳和全氮
２００．２０１ａｍ、２０～２ｐｍ粒径团聚体的全氮含量分别达１３．５４‰２３．４４％和１１．３１％一５４．９６％。
有机碳主要储存在２０００～２０ｇｍ，且施用生物质炭可显著提高２０００～２００９ｍ有机碳储量，增幅为２３．５１％～６５．４２％，但显著降低＜２“ｍ有机碳储量，说明施用生物质炭对改善土壤结构和增加土壤碳储量具有积极的作用。关键词：生物质炭；水稻土；有机碳；活性有机碳；腐殖质；团聚体
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学位论文作者（需亲笔）签名：竹石秫彩稍∑Ｍ弓年６月７日

土壤的基本组成有机质

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腐殖质的形成过程
基础土壤学
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基础土壤学
腐殖质的种类
土壤腐殖质由腐殖物质和非腐殖物质组成，通常占土壤有机质的90%以上。非腐殖物质为有特定物理化学性质、结构已知的有机化合物，其中一些是经过微生物改变的植物有机化合物，而另一些则是微生物合成的有机化合物。主要有包括碳水化合物、含氮物质等。非腐殖物质约占土壤腐殖质的20%-30%，其中碳水化合物占5-25%。腐殖物质是经过土壤微生物作用后，由多酚和多醌类物质聚合而成的含芳香环结构的、新形成的黄色至棕黑色的非晶形高分子有机化合物。是土壤有机质的主体，也是土壤有机质中最难降解的组分，一般占有机质的60-80%。
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反硝化作用
细菌在无氧或微氧条件下以NO3－或NO2－作为呼吸作用的最终电子受体生成N2O和N2的硝酸盐还原过程，称反硝化作用。其反应如下： C6H12O6＋24KNO3反硝化细菌24KHCO3＋6CO2＋12N2↑＋18H2O
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土壤、生物和大气之间的N素循环
化作用。其反应如下：
2H2S＋O2
2H2O＋2S
2S＋3O2＋2H2O
2H2SO4
硫化作用产生的硫酸与土壤中的盐基物质作用，形成硫酸
盐，硫酸盐是植物可吸收的养分
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自然界中S 的转化
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5 土壤有机质的腐殖化作用
土壤腐殖质的形成：是一个复杂的过程，大致可分为两个阶段第一阶段：有机残体在微生物分解作用下，其中一部分彻底矿化，最终生成CO2、H2O、NH3、H2S等无机化合物。另一部分转化为较简单的有机化合物（多元酚）和含氮化合物（氨基酸、肽等），提供了形成腐殖质的材料第二阶段，合成阶段：上述土壤腐殖质的组成部分，在微生物的作用下经缩合形成腐殖质的基本单元。先是多元酚在微生物的作用下氧化为醌，然后醌再与含氮化合物缩合成原始腐殖质

纳米尺度下土壤富碳al-si-fe共沉淀物的结构和化学组成

纳米尺度下土壤富碳al-si-fe共沉淀物的结构和化学组成
纳米尺度下土壤富碳Al-Si-Fe共沉淀物是由铝（Al）、硅（Si）和铁（Fe）等元素组成的纳米颗粒，主要存在于土壤中，常见于含有高含铁矿物的土壤。

结构上，纳米尺度下土壤富碳Al-Si-Fe共沉淀物通常呈现出较大的比表面积、高度分散以及纳米颗粒之间的连接或聚集。

其形态可以是球形、棒状、片状或不规则形状。

化学组成上，纳米尺度下土壤富碳Al-Si-Fe共沉淀物主要包含铝、硅和铁等元素。

这些元素可能以氧化物、羟基或羧基等形式存在。

此外，纳米尺度下土壤富碳Al-Si-Fe共沉淀物通常还含有其他元素和化合物，如钙、镁、钠等。

这些富碳Al-Si-Fe共沉淀物在土壤中具有重要的环境效应。

它们可以影响土壤的化学性质、微生物群落以及养分的循环和转化过程。

此外，纳米尺度下土壤富碳Al-Si-Fe共沉淀物对土壤颗粒的负载和吸附作用，还能够影响土壤的物理性质和水分保持能力。

森林土壤有机碳分组及其测定方法_胡慧蓉

收稿日期：2009-04-02基金项目：西南地区生物多样性保育国家林业局重点实验室资助作者简介：胡慧蓉（1964-），女，昆明人，博士研究生，副教授，从事森林土壤与肥料工作。

E-mail:hhrxl@ *通讯作者：E-mail:hutx001@森林土壤有机碳分组及其测定方法胡慧蓉1,2，马焕成1,2，罗承德2，胡庭兴2*（1.西南林业大学西南地区生物多样性保育国家林业局重点实验室，云南昆明6502242.四川农业大学林学院,四川雅安625014）摘要：陆地生态系统碳循环在全球碳平衡中占重要地位。

土壤是陆地生态系统的核心，森林土壤有机碳是陆地碳库的重要组成部分，其量随土地利用变化、森林经营管理、自然与人为干扰等影响而呈现较强动态变化。

导致这一现象的原因之一，是由于构成土壤有机碳的不同组分在不同环境条件下有不同的分解响应。

目前，森林土壤有机碳常用的分组研究方法是：化学分组（传统的腐殖质分组研究）、物理分组（对有机碳的密度分组或颗粒分组）和稳定性分组（即有机碳的活性分组）。

研究目的不同，对各组分的概念认识、成分划定不同，导致所采用的分组测定方法，以及研究结果所反映的问题等也不同，使研究内容或测定结果缺乏可比性。

森林土壤有机碳分组方法标准化与各组分的概念统一化；土壤有机碳各组分的组成成分划定；测定各组分的方法标准化与统一化等内容，可能成为土壤有机碳分组研究的工作重点。

关键词：碳循环；土壤有机碳组分；测定方法中图分类号：S151.95文献标识码：A文章编号：0564-3945（2010）04-1018-07Vol.41,No.4Aug.,2010土壤通报Chinese Journal of Soil Science第41卷第4期2010年8月碳是地球生命的重要组成成分。

在漫长的地质时期，植物通过光合作用对碳素的固定是大气中产生氧气的近乎唯一的来源，它决定了整个地球环境的发展趋势，碳循环是生物圈健康发展的重要标志[1]。