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土壤有机质化学结构对准确评价土壤有机质的稳定性及其在土壤中的功能具有重要意义。土壤有机质化学结构的研究方法中,固态13C核磁共振波谱技术(Solid-state13C-NMR spectroscopy)具有独特优势,对土壤有机质化学结构的解析更贴近真实状态,近年来已取得诸多新进展和新突破。
论文综述了近年来应用13C-NMR测定土壤全土、团聚体和密度组分、腐殖质组分的有机碳化学结构特征,进一步分析了影响土壤有机质化学结构变化的因素。发现世界范围内不同气候条件、植被类型、土地利用管理方式、土壤类型、土壤有机碳含量的全土中有机碳化学结构比较相似,均表现为烷氧碳比例最高,其次为烷基碳和芳香碳,羧基羰基碳比例最低(如图)。而土壤颗粒及化学组分间的有机碳分子结构差异较大,较大颗粒的有机碳中烷氧碳比例最高,小粒径及与矿物颗粒结合的有机碳中烷基碳和羧基羰基碳比例更高,粉黏粒和腐殖酸组分的有机碳化学结构在土壤类型间差异较大。不同土壤有机碳化学结构的差别可能与形成土壤的气候条件、土壤类型、土壤质地特征、地上植被类型、进入土壤的凋落物和根系分泌物的质量、微生物种类、活性和代谢残体特征有关。一些研究结果也发现随着植物凋落物的腐解,其有机碳的化学结构趋于相似,导致土壤有机碳的化学结构差异变小。
13C核磁共振技术测定世界范围内代表性土壤有机碳化学结构波谱
进一步将土壤有机质化学官能团比例与土壤有机质含量和黏粒含量做相关性分析,揭示土壤有机碳化学结构与土壤有机质稳定性的关系。发现全土有机碳含量与有机碳官能团中的烷氧碳呈显著正相关关系,与芳香碳和羧基羰基碳呈显著负相关关系;土壤黏粒含量与有机碳官能团中的烷基碳显著正相关,与烷氧碳显著负相关;土壤黏粒含量与烷基碳/烷氧碳比例呈显著正相关,与土壤有机碳含量关系不显著。烷基碳比例与有机碳含量、芳香碳比例与黏粒含量无显著相关性(如图)。说明高有机质含量的土壤,烷氧碳比例越高,植物来源碳的比例越大,其土壤有机质的腐解化程度越低,土壤有机质越不稳定。土壤黏粒含量越高,土壤中烷基碳比例越大;烷氧碳比例显著减少,土壤有机质腐殖化程度越高,土壤有机质越稳定。
土壤有机碳含量、黏粒含量与有机碳官能团相对比例相关性
今后的研究重点应更多地关注土壤有机质来源的定量化分析、土壤微生物对土壤有机碳组分和结构稳定性的贡献及调控机制、土壤有机碳稳定性的生物物理化学保护机制、空间大尺度环境因子/土壤生态过程与微观尺度的有机碳化学分子结构的耦合作用机制、跨学科的多种土壤有机碳化学分子结构测定辨识技术等方面的研究。
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总体而言,活性铁铝矿物固碳是土壤固碳的重要机制且对底层土壤碳库的贡献率更大;而土壤类型、耕作制度、土壤pH等均会影响活性铁铝矿物对土壤有机碳的固定。
摘要为探明滨海盐渍土有机碳的矿化特征及控制因子,在黄河三角洲滨海地区距海由远及近的方向上,采集6种不同盐渍化程度的土壤(距海最近的盐渍土BZ1和BZ2为“光板地”盐渍土,BZ3~BZ6均为农田盐渍土)进行室内培养,测定土壤有机碳的矿化速率,分析土壤理化性质、微生物量、细菌真菌比值等指标与土壤有
你信吗?在干旱半干旱区荒地植树造林,0到30厘米的表层土壤中,有机碳和全氮储量在造林后分别显著提升了131%和88%,荒地造林后土壤碳、氮储量的增幅要显著大于农田造林和草地造林。5月3日,一项来自中科院新疆生态与地理研究所的研究得出这一结果。该所科研团队通过数据整合分析对此进行了评估,相关研
导读本文系统梳理了与土壤生态系统功能相联系的,特别是对固碳减排的土壤有机质本质认识的研究进展及路径,探讨了经典腐殖质学说存在的问题,概述了新近的有机质保护稳定学说及腐殖质组学学说,并追溯了生物标志物有机质分子研究,最后从土壤学的基本理念和理论出发讨论和重新认识土壤有机质的本质及其
一、提高土壤有机质土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分,尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分,但它对土壤肥力、土壤耕性影响很大。资料显示,在一定范围内,有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关。土壤有机质的含量在不同土壤中差异较大,含量高的可达20%或30%以上,含量低的不足1%。而
编者按:说起大量元素,人们首先想到的就是氮、磷、钾,而不会去提及碳、氢、氧。从营养元素的功能和施肥实践来看,植物对碳、氢、氧虽然需求很大,但它们来源于取之不竭、用之不尽的空气和水分,在植物生长中,一般不需要人为供给,所以,一般不会引起农业生产者的关注。当然,梦想着在火星上种土豆的
不同土壤中有机质含量也不尽相同。1.棕壤:棕壤又称棕色森林土,主要分布于半湿润半干旱地区的山地垂直带谱中,如秦岭北坡、吕梁山、中条山、六盘山等高山及洮河流域的密茂针叶林或针阔混交林的林下。在褐土分布区之上。具有深达1.5-2m发育良好的剖面,有枯枝落叶层、腐殖质聚积层,粘化过渡层,疏松的
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
最近走访到两个典型的案例。第一个案例是意大利的一个葡萄园,园龄16年,曾经是块烂地。园主是个70多岁的意大利农民,独自管理着3公顷的土地。到访时满园挂满葡萄,同事数过一株,高达60串,园主称最重一串达6公斤。收获时让销售商自采,约70%销售,而余下30%的葡萄连同落叶等埋入园中作为肥料。第二个
在黑龙江省北安市二井镇自和村,村支部书记闫中杰拿着铁锹挖了不到30厘米,便露出了黄土。黑土层已由上世纪50年代的平均60至70厘米,下降到目前的平均20至30厘米,并且每年都在继续退化。闫中杰说。记者近日在东北黑土区采访发现,由于长期超负荷利用,重用轻养,黑土地资源恶化和损失呈现加重趋势。黑
黑土是世界公认的最肥沃的土壤。长期以来,我们对黑土地资源的过度开发利用,使得曾经黑黝黝、抓一把能出油的黑土地,如今已疲惫不堪逐渐变薄。如何让黑土地在不影响生产能力的情况下恢复体力成为一项重要课题。伴随农业部、财政部东北黑土地保护利用试点项目的启动,记者近日再一次来到东北,探寻黑土
对各种类型土壤的研究结果表明:一般情况下,土壤有机质含量越高,土壤保水、持水能力越强。以下两张图片分别为针对黑龙江省某县和某市不同年份对土壤有机质含量、田间持水量和土壤容重变化的总结。研究结果也表明土壤有机质含量对土壤的保水和持水能力影响是在一定的水平之上才能够明显表现出来。在较
2014年,凤城市被列入辽宁省有机质提升项目县,该项目在技术上主要采取秸杆机械粉碎还田腐熟技术和秸杆集中堆沤两种技术模式,破解重金属污染。为了将有关工作做细做实,凤城土肥站及各项目镇区农业科技人员重点围绕以下5个方面来开展工作。一是由项目乡镇设立秸秆腐熟剂发放点30处,每个项目村设立1处。乡镇农业科技人员按照合同指标要求制定各发放点计划任务,同时对各发放点技术人员进行专业培训。二是各发放点对项目区农户登记造册,做到农户领取公示上墙、发放有签字记录,同时在发放、公示及施用环节均配有照片。三是印发“凤城市玉米秸秆腐熟还田技术方案”2
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