汪忠坪,李鈉鉀,汪代斌,李 正,張福光,鄭林林,葉協(xié)鋒,羅貞寶

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院/國家煙草栽培生理生化研究基地/煙草行業(yè)煙草栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,鄭州 450002;2.中國煙草總公司重慶市公司煙草科學(xué)研究所,重慶 400023;3.中國煙草總公司重慶市公司巫溪分公司,重慶 405800;4.貴州省煙草公司畢節(jié)市公司,貴州 畢節(jié) 551799)

【研究意義】土壤有機(jī)碳(Total organic carbon,TOC)是土壤的重要組成部分,是評價(jià)土壤質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)之一[1-3]。徐明崗等[4]研究表明,提高農(nóng)田土壤有機(jī)碳水平,不僅能夠改良土壤,顯著增強(qiáng)養(yǎng)分供應(yīng)能力,促進(jìn)作物的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),而且增加農(nóng)田土壤有機(jī)碳固定,對于減緩溫室效應(yīng)具有重要意義。土壤總有機(jī)碳含量與儲量是各種有機(jī)物輸入與輸出、礦化分解與腐殖化合成形成動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果,并不能很好的反映土壤有機(jī)碳的動(dòng)態(tài)變化[5-6]。隨著科技工作者對土壤有機(jī)碳研究的深入,土壤有機(jī)碳中活性有機(jī)碳組分所占的比例和土壤碳庫管理指數(shù)(CPMI)被廣泛應(yīng)用于評價(jià)土壤質(zhì)量和土壤管理,同時(shí)土壤有機(jī)碳官能團(tuán)組成和結(jié)構(gòu)能夠一定程度上反映土壤有機(jī)碳組成和穩(wěn)定性變化[6-8]。因此,研究土壤有機(jī)碳的組成及其官能團(tuán)結(jié)構(gòu)對評價(jià)土壤質(zhì)量狀況具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】烤煙質(zhì)量的形成與土壤質(zhì)量狀況密切相關(guān)[9]。研究表明有機(jī)肥和無機(jī)肥配施可顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)活性和碳庫管理指數(shù)[10]。秦燚鶴等[11]通過盆栽試驗(yàn)研究表明,添加有機(jī)物料能夠一定程度上提高土壤各有機(jī)碳組分含量以及碳庫管理指數(shù)。姜利紅等[12]通過4年定位試驗(yàn)研究有機(jī)無機(jī)配施對雙季稻田土壤碳庫的影響結(jié)果表明,有機(jī)肥與化肥配施顯著提高了稻田土壤微生物生物量碳含量和土壤碳庫管理指數(shù),并且長期進(jìn)行有機(jī)無機(jī)配施能有效擴(kuò)大土壤碳庫含量,提升土壤質(zhì)量。郭亞軍等[13]研究表示施用有機(jī)肥能夠顯著提高馬鈴薯農(nóng)田土壤閉蓄態(tài)顆粒有機(jī)碳、顆粒態(tài)有機(jī)碳、總有機(jī)碳、微生物生物量碳和易氧化有機(jī)碳含量,提升土壤塔庫管理指數(shù);施用有機(jī)肥有利于土壤活性有機(jī)碳積累,能夠改變土壤有機(jī)碳組分分布特征。張貴龍等[14]研究表明,施有機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)適當(dāng)配施能提高土壤有機(jī)碳含量和土壤碳庫管理指數(shù),有利于改善土壤質(zhì)量,提高土壤肥力,并且碳庫管理指數(shù)能夠在一定程度上指示土壤生產(chǎn)力的變化。對土壤有機(jī)碳官能團(tuán)組成進(jìn)行研究,可以更深入了解土壤有機(jī)碳組成和穩(wěn)定性變化。張玉蘭等[15]研究指出土壤有機(jī)碳中脂肪族碳組分越多,芳構(gòu)化程度越高,其與無機(jī)微粒結(jié)合能力越強(qiáng),有利于土壤團(tuán)聚體的形成。毛霞麗等[16]研究表明,施用有機(jī)肥的處理下烷烴、烯烴類以及芳香C化合物均高于長期單施化肥和對照處理的相對百分含量,說明長期施用有機(jī)肥可以增加土壤有機(jī)碳的脂族性和芳構(gòu)化。羅璐等[17]研究表明,施用有機(jī)肥不僅能夠提高土壤有機(jī)碳含量,還可以顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)抗微生物分解的能力,稻田土壤有機(jī)碳的化學(xué)穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)。【本研究切入點(diǎn)】重慶是我國的主要煙區(qū)之一,煙農(nóng)在種煙時(shí)大量施用化肥,常年連作,用養(yǎng)地結(jié)合不夠,土壤質(zhì)量下降,影響了煙葉產(chǎn)質(zhì)量,限制了重慶煙區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究在前人研究的基礎(chǔ)上,設(shè)置不同有機(jī)肥與無機(jī)肥配施處理,探究其土壤有機(jī)碳組分及有機(jī)碳官能團(tuán)特征,為提高煙田土壤質(zhì)量、合理施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于重慶市巫溪縣(108°44′～109°58′ E,31°14′～31°44′ N),屬亞熱帶暖濕季風(fēng)氣候,四季分明。低山河谷年平均氣溫18 ℃左右,山地年平均氣溫小于5 ℃。多年平均降水量1030～1950 mm。日照時(shí)間低山區(qū)多年平均1589 h,中山區(qū)多年平均1568.7 h,高山區(qū)多年平均1378 h。試驗(yàn)地屬于低山河谷區(qū),土壤類型為壤土,土壤基本理化性質(zhì)為:pH 6.58,有機(jī)質(zhì)14.78 g/kg,全氮1.38 g/kg,堿解氮68.01 mg/kg,速效鉀197.83 mg/kg,速效磷28.50 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年4—10月進(jìn)行。試驗(yàn)各處理在等氮條件下進(jìn)行,純氮用量106.80 kg/hm2,氮磷鉀比例為1∶1∶2.83。設(shè)4個(gè)處理,分別為:純化肥(CF)、純化肥+菇渣有機(jī)肥(CMO)、純化肥+高碳基肥(CHB)、純化肥+生物有機(jī)肥(CBO),每個(gè)處理重復(fù)3次,每個(gè)小區(qū)66.7 m2。生物有機(jī)肥養(yǎng)分含量忽略不計(jì),菇渣有機(jī)肥和高碳基肥按含氮量減施化肥,磷和鉀分別用過磷酸鈣和硫酸鉀補(bǔ)足。4月28日移栽,有機(jī)肥起壟前一次性條施,化肥在起壟前施用一部分,5月12日追施剩余化肥,其他農(nóng)事操作按當(dāng)?shù)厣a(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。肥料信息和施肥量見表1。

表1 試驗(yàn)主要肥料信息及用量Table 1 Information and dosage of main test fertilizers

1.3 樣品采集與測定方法

在煙株移栽施肥前按照五點(diǎn)法采集試驗(yàn)田土壤測定基礎(chǔ)肥力,采集臨近的森林土壤作為參照農(nóng)田土壤。在煙葉成熟采收完成后,在每個(gè)小區(qū)內(nèi)采用“S”型采樣法采集5個(gè)樣點(diǎn),采集深度為0～20 cm。將每個(gè)小區(qū)采樣點(diǎn)的土樣混合均勻,形成混合樣品。一份揀去植物根系、碎屑等雜物,過2 mm篩,儲藏于4 ℃冰箱中用于測定土壤微生物量碳、土壤可溶性有機(jī)碳[18];另一份風(fēng)干后過0.25 mm篩,用于測定土壤易氧化態(tài)碳和有機(jī)碳官能團(tuán)。

土壤總有機(jī)碳(TOC)采用重鉻酸鉀高溫氧化法測定[20];可溶性有機(jī)碳(DOC)采用去離子水浸提法測定[19];微生物生物量碳(MBC)采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法測定[20];易氧化有機(jī)碳(EOC)采用KMnO4氧化法測定[21]。

土壤有機(jī)碳官能團(tuán)測定。稱取2 mg土壤樣品,200 mg KBr放入瑪瑙研缽中充分研磨均勻。采用傅里葉變換紅外光譜儀(Nicolet iS5,美國賽默飛尼高力)測定,掃描范圍為400～4000 cm-1,分辨率為4 cm-1,重復(fù)掃描32次。

碳庫管理指數(shù)采用文獻(xiàn)[7]公式計(jì)算。參照農(nóng)田土壤總有機(jī)碳為15.07 g/kg,活性有機(jī)碳為6.68 g/kg。碳素有效率為微生物生物量碳、易氧化態(tài)碳和可溶性有機(jī)碳分別與總有機(jī)碳的比值[11]。

烤后煙經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀。在第一次采收開始時(shí)分小區(qū)編桿掛牌,烘烤結(jié)束后將每個(gè)小區(qū)的烤后煙分級,按小區(qū)計(jì)產(chǎn),產(chǎn)值按照當(dāng)年收購價(jià)格計(jì)算。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用 Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,Origin 7.5進(jìn)行繪圖和峰面積計(jì)算,SPSS 22.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)無機(jī)配施對土壤碳庫組分的影響

2.1.1 有機(jī)無機(jī)配施對土壤總有機(jī)碳的影響 土壤有機(jī)碳是指存在于土壤中的所有含碳的各種形態(tài)的有機(jī)物質(zhì),其本身就是養(yǎng)分的儲藏庫,同時(shí)深刻地影響土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)[22]。由圖1可知,與CF處理相比,其它各處理的土壤總有機(jī)碳含量均略有增加,但增加幅度較小,其中增幅最大的為CBO處理,增加0.79 g/kg。CF、CMO、CHB、CBO處理土壤有機(jī)碳含量分別為13.64、13.96、13.70、14.43 g/kg。方差分析結(jié)果表明,各處理間總有機(jī)碳含量差異不顯著(P<0.05)。

2.1.2 有機(jī)無機(jī)配施對土壤不同活性碳組分的影響 由表2可知,有機(jī)無機(jī)配施下土壤活性碳各組分含量均增加。土壤可溶性有機(jī)碳(DOC)只占土壤有機(jī)碳很少的一部分,但它與土壤有機(jī)碳其他組分之間可以在一定條件下相互轉(zhuǎn)化,始終處于動(dòng)態(tài)平衡之中。土壤DOC一方面容易被土壤微生物分解,為土壤提供養(yǎng)分,另一方面,它在水中可溶,對土壤生態(tài)系統(tǒng)中元素的生物地球化學(xué)循環(huán)及元素的遷移有重要影響[23]。有機(jī)無機(jī)配施下,各處理土壤DOC含量表現(xiàn)為CMO>CHB>CBO>CF,且各處理與CF相比均差異顯著(P<0.05),CMO與CBO相比差異顯著(P<0.05)。CMO處理下土壤DOC含量最高,分別比CHB、CBO增加12.84%和28.54%。

表2 有機(jī)無機(jī)配施土壤有機(jī)碳不同活性碳組分含量Table 2 Different active carbon components of organic and inorganic soil

圖中不同小寫字母表示不同處理間存在顯著差異(P<0.05),下同。Different small letters in the figure indicate significant differences(P<0.05),the same as below.圖1 有機(jī)無機(jī)配施對土壤總有機(jī)碳的影響Fig.1 Effect of organic allocation on total organic carbon

土壤微生物生物量碳(MBC)是微生物生物量的重要組成部分,與土壤中的C、N、P、S等養(yǎng)分循環(huán)密切相關(guān)。它既可以反映土壤有機(jī)碳微小的變化,又直接參與土壤生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過程,因此,在土壤肥力和植物營養(yǎng)中具有重要的作用。與土壤總有機(jī)碳相比,MBC對土壤管理措施如施用有機(jī)肥、秸稈還田的變化響應(yīng)快,可以作為土壤總有機(jī)質(zhì)變化的早期指標(biāo)和活性有機(jī)質(zhì)變化的指標(biāo)[24]。配施有機(jī)肥后,土壤MBC含量表現(xiàn)為CBO>CMO>CHB>CF,且CBO、CMO與CF相比差異顯著(P<0.05),CBO與CHB相比差異顯著(P<0.05)。與CF相比,CMO、CHB、CBO土壤MBC含量分別增加22.04%、17.64%和42.32%。其中CBO處理下土壤MBC含量最高,分別比CMO、CHB增加16.62%和20.98%。

能被333 mmol/L的KMnO4氧化的有機(jī)碳為易氧化有機(jī)碳(EOC),土壤EOC能夠估算不同管理措施下土壤有機(jī)碳變化,可以作為衡量農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)[25]。有機(jī)肥配施無機(jī)肥下,土壤EOC含量表現(xiàn)為CHB>CBO>CMO>CF,CHB、CBO與CF相比差異均顯著(P<0.05)。與CF相比,CHB、CBO土壤EOC含量分別增加11.43%和7.05%。其中CHB處理下土壤EOC含量最高,分別比CMO、CBO增加10.63%和4.09%。

有機(jī)無機(jī)配施下,與CF相比,土壤活性碳庫各組分占總有機(jī)碳(TOC)比例均增加(表3)。土壤DOC的碳素有效率表現(xiàn)為CMO>CHB>CBO>CF,其中CMO、CHB與CF相比差異顯著(P<0.05)。與CF相比,CMO、CHB、CBO土壤DOC碳素有效率分別提高65.71%、48.57%和22.86%。CMO處理土壤DOC碳素有效率最大,是CHB處理的1.12倍,是CBO處理的1.35倍。土壤MBC的碳素有效率表現(xiàn)為CBO>CMO>CHB>CF,其中CBO處理與CF相比差異顯著(P<0.05)。CBO土壤MBC碳素有效率分別是CF、CMO、CHB的1.34、1.13、1.15倍。與CF相比,CMO、CHB、CBO土壤MBC碳素有效率分別提高19.02%、16.85%和34.24%。土壤EOC的碳素有效率表現(xiàn)為CHB>CBO>CMO>CF,各處理之間差異不顯著。其中CHB土壤EOC碳素有效率最大,分別是CF、CMO、CBO的1.10、1.12、1.08倍。

表3 有機(jī)無機(jī)配施土壤活性碳庫各組分碳素有效率Table 3 Effective of organic and inorganic application of soil active carbon reservoir for each component of carbon (%)

2.2 有機(jī)無機(jī)配施對土壤碳庫管理指數(shù)的影響

有機(jī)無機(jī)配施下,土壤碳庫管理指數(shù)見表4,與CF相比,CMO、CBO碳庫指數(shù)有增加趨勢,但差異不顯著。CHB處理的土壤碳庫活度、碳庫活度指數(shù)較CF均有增加趨勢,且碳庫活度顯著大于其他處理(P<0.05),與CF相比,碳庫活度提高13.64%,碳庫活度指數(shù)提高11.90%。CHB、CBO處理碳庫管理指數(shù)顯著大于CF和CMO(P<0.05),CHB處理分別比CF、CMO提高11.54%、8.33%,CBO處理分別比CF、CMO提高15.03%、11.72%。

表4 有機(jī)無機(jī)配施對碳庫管理指數(shù)的影響Table 4 Effect of organic and inorganic allocation on carbon bank management index

2.3 有機(jī)無機(jī)配施土壤有機(jī)碳官能團(tuán)紅外光譜特征

由傅里葉紅外光譜分析結(jié)果(圖2)可以看出,各處理土壤有機(jī)碳紅外光譜特征相似,出現(xiàn)峰值的波數(shù)位置基本一致,說明各處理有機(jī)碳官能團(tuán)種類相近。主要吸收峰出現(xiàn)在3695 cm-1、3625 cm-1(礦物吸收峰中的O-H伸縮振動(dòng))[36]、3429 cm-1(-OH或-NH伸縮振動(dòng))[27]、1634 cm-1(C=C伸縮振動(dòng),芳烴類)[28]、1032 cm-1、1084 cm-1(Si-O伸縮振動(dòng),硅酸鹽礦物或C-O伸縮振動(dòng),多糖)[27]、694 cm-1、779 cm-1(C-H面外彎曲,烯烴)[28]、468 cm-1(C=O伸縮振動(dòng),仲酰胺類)[28]。官能團(tuán)主要包括酚醇類、芳烴、烯烴、仲酰胺類。

圖2 不同處理下土壤有機(jī)碳的傅里葉變換紅外光譜Fig.2 Fourier-transform infrared spectra of soil organic carbon under different treatments

根據(jù)以上分類,僅關(guān)注與土壤有機(jī)碳相關(guān)的吸收峰即1634、694、779、468 cm-1處吸收峰,并計(jì)算出這幾處峰面積占總峰面積的百分比即相對峰面積。在測定條件一致的情況下,紅外光譜的相對峰面積可以在一定程度上表明有機(jī)碳官能團(tuán)含量的變化。由表5可知,與CF處理相比各處理的有機(jī)碳官能團(tuán)相對峰面積無顯著差異,說明在配施有機(jī)肥之后短期內(nèi)土壤有機(jī)碳官能團(tuán)變化不明顯。

表5 不同處理下土壤有機(jī)碳紅外吸收峰相對面積Table 5 Relative area of organic carbon infrared absorption peak in soil under different treatments (%)

對土壤有機(jī)碳紅外吸收峰相對面積與土壤有機(jī)碳及其活性碳組分進(jìn)行相關(guān)性分析(表6)可知,在1634 cm-1處的相對峰面積與土壤MBC含量呈顯著正相關(guān),在468 cm-1處的相對峰面積與土壤TOC含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

表6 土壤有機(jī)碳紅外吸收峰相對面積與土壤有機(jī)碳及其活性碳組分相關(guān)性分析Table 6 Correlation analysis of the relative area of soil organic carbon FTIR absorption peak and soil organic carbon and its active carbon components

2.4 有機(jī)無機(jī)配施對烤后煙經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀的影響

由圖3可知,CMO、CHB、CBO處理產(chǎn)量產(chǎn)值均顯著高于CF處理。各處理產(chǎn)量范圍在1614.15～2133.45 kg/hm2,CMO、CHB和CBO處理較CF處理分別顯著提高23.67%、21.52%和32.17%;產(chǎn)值范圍在2.91×104～4.13×104元/hm2,較CF處理分別顯著提高33.68%、38.83%和41.92%。

圖3 有機(jī)無機(jī)配施對烤后煙經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀的影響Fig.3 Effect of organic and inorganic dispensing on the economic traits of flue-cured tobacco leaf

3 討 論

土壤有機(jī)碳的變化主要取決于系統(tǒng)碳的輸入與輸出水平[29]。在本研究中,與施純化肥處理相比,無機(jī)肥配施不同有機(jī)肥,土壤TOC均有增加趨勢。施用有機(jī)肥不僅能夠直接向土壤中輸入有機(jī)碳,而且能夠促進(jìn)土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,進(jìn)而提升土壤有機(jī)碳含量[30]。張秀芝等[31]研究表明,長期有機(jī)培肥能顯著提高土壤有機(jī)碳含量,而單施化肥土壤有機(jī)碳含量下降。陸太偉等[32]研究表明,有機(jī)肥對總有機(jī)碳的提升幅度是化肥的4.3倍,而對各級團(tuán)聚體有機(jī)碳的提升幅度是化肥的4.6～9.2倍(P<0.05)。

由于本研究為1年試驗(yàn),因此,與純化肥處理相比,本研究中的有機(jī)無機(jī)配施對土壤TOC含量增加不明顯,但對土壤有機(jī)碳中的活性碳組分有明顯的提高,土壤中各活性碳組分分配比例與各組分活性碳含量的變化基本一致。這是因?yàn)橛袡C(jī)肥的施入,相當(dāng)于增加了外源碳投入,為微生物提供充足的碳源,促進(jìn)了微生物的生長、繁殖[33],而微生物分解的有機(jī)質(zhì)是土壤活性碳組分的主要來源。秦燚鶴等[11]通過盆栽試驗(yàn)表明,與不施肥和單施化肥相比,添加不同有機(jī)物料各有機(jī)碳組分含量和碳素有效率均有提高趨勢,這與本研究結(jié)果一致。不同種類有機(jī)肥對土壤中活性碳組分提高的幅度不同,配施菇渣有機(jī)肥,土壤可溶性有機(jī)碳含量顯著高于配施生物有機(jī)肥處理;配施生物有機(jī)肥,土壤微生物生物量碳含量顯著高于菇渣有機(jī)肥和高碳基肥處理,這可能與不同有機(jī)肥所含成分不同有關(guān)。有機(jī)質(zhì)在礦化過程中能夠釋放大量可溶性有機(jī)碳[11],本研究中菇渣有機(jī)肥和高碳基肥2種肥料的有機(jī)質(zhì)含量均高于生物有機(jī)肥,這也解釋了配施生物有機(jī)肥的土壤DOC含量在3種有機(jī)肥中最低的原因。對土壤MBC而言,生物有機(jī)肥中含有大量活菌及各種生物活性物質(zhì)[34],為土壤提供大量有益微生物,而MBC作為微生物體的元素之一,土壤中微生物數(shù)量越多,MBC含量越高。

土壤碳庫管理指數(shù)結(jié)合了人為影響下土壤碳庫指標(biāo)和土壤中碳庫活度兩個(gè)方面的內(nèi)容,一方面反映了外界條件對土壤有機(jī)質(zhì)數(shù)量的變化影響,另一方面反映了土壤活性有機(jī)質(zhì)數(shù)量的變化,在表征土壤養(yǎng)分及碳素動(dòng)態(tài)變化時(shí),具有較高的靈敏性,該值越大表示碳庫活度和質(zhì)量越高[6],本研究結(jié)果表明,與單施化肥相比,配施高碳基肥能顯著提高土壤碳庫管理指數(shù),這與配施高碳基肥提高土壤活性碳庫有關(guān)。

傅里葉紅外光譜技術(shù)已被廣泛用來表征不同農(nóng)田管理措施下SOC的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征和穩(wěn)定性特征[26]。通過對有機(jī)碳化學(xué)官能團(tuán)的測定,不同官能團(tuán)對紅外光的選擇性吸收,從而較快速的測定有機(jī)碳的成分,可有效反映土壤中含氧官能團(tuán)的性質(zhì)、反應(yīng)特性和結(jié)構(gòu)變化等多方面的信息[27]。盛名等[26]研究發(fā)現(xiàn),短期不同秸稈還田方式使土壤有機(jī)碳的脂肪族-CH紅外吸收峰相對面積增加,芳香族C=C紅外吸收峰相對面積減少,提高土壤有機(jī)碳中脂肪族碳的含量及團(tuán)聚體對碳的保護(hù)能力,更利于碳的固存。李彬彬等[35]通過連續(xù)4個(gè)小麥生長季,對秸稈還田和不還田土壤DOC含量及其官能團(tuán)特征研究發(fā)現(xiàn),秸稈還田土壤DOC含量顯著高于無秸稈還田土壤,而且DOC組分中的胺類物質(zhì)(-CO-NH-)和芳香族化合物(-C=C-、苯環(huán))的含量比例也明顯增加。本研究通過對各處理的紅外圖譜對比發(fā)現(xiàn),各處理紅外圖譜走勢基本一致,土壤有機(jī)碳官能團(tuán)種類基本相同,官能團(tuán)主要包括酚醇類、芳烴、烯烴、仲酰胺類。通過相對峰面積對比發(fā)現(xiàn),各處理的有機(jī)碳官能團(tuán)含量變化不大,這可能是由于本研究的研究年限較短,而官能團(tuán)變化過程較為緩慢。有機(jī)無機(jī)配施對土壤有機(jī)碳官能團(tuán)的影響還需進(jìn)一步延長研究年限。郝翔翔等[36]研究表明,在1630 cm-1處的吸收峰的相對峰面積與土壤穩(wěn)定性有機(jī)質(zhì)密切相關(guān)。本研究經(jīng)過土壤有機(jī)碳紅外吸收峰相對面積與土壤有機(jī)碳及其活性碳組分相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),土壤MBC含量與在1634 cm-1處的相對峰面積呈顯著正相關(guān),而土壤MBC含量作為土壤總有機(jī)質(zhì)變化的重要指標(biāo),與土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定性具有密切聯(lián)系。土壤TOC含量與在468 cm-1處的相對峰面積呈顯著負(fù)相關(guān)。說明,1634 cm-1處的相對峰面積可以表征土壤MBC的變化,468 cm-1處的峰表征C=O的伸縮振動(dòng),而C=O鍵屬于不穩(wěn)定化學(xué)鍵,因此其含量的多少影響了土壤TOC含量。

4 結(jié) 論

(1)有機(jī)無機(jī)配施對土壤總有機(jī)碳含量有提升趨勢,顯著提升了土壤有機(jī)碳中的DOC和EOC含量和碳素有效率。其中配施菇渣有機(jī)肥對土壤可溶性有機(jī)碳提升最多,配施生物有機(jī)肥對土壤微生物生物量碳提升最明顯,配施高碳基肥對土壤易氧化有機(jī)碳和土壤碳庫管理指數(shù)提高最顯著。

(2)各處理土壤有機(jī)碳官能團(tuán)主要包括酚醇類、芳烴、烯烴、仲酰胺類。但有機(jī)無機(jī)配施對土壤官能團(tuán)的變化影響不大,這可能是因?yàn)楸狙芯繒r(shí)長較短,還需進(jìn)一步加長研究年限。

(3)通過對紅外圖譜峰面積研究發(fā)現(xiàn),在1634 cm-1處的相對峰面積與土壤MBC含量呈顯著正相關(guān),在468 cm-1處的相對峰面積與土壤TOC含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

(4)有機(jī)無機(jī)配施顯著增加烤后煙的產(chǎn)量產(chǎn)值,其中配施生物有機(jī)肥產(chǎn)量增加最多。