秸稈燃燒對土壤有機(jī)質(zhì)組成的影響.pdf

1、火是生態(tài)系統(tǒng)中一個特殊的因子，自然界中森林和草原火災(zāi)時有發(fā)生并產(chǎn)生了一系列的環(huán)境效應(yīng)，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開展了相關(guān)的研究工作，取得了一定的成績。但國內(nèi)外關(guān)于火燒荒、田間秸稈焚燒對農(nóng)田土壤環(huán)境的影響還鮮有報道。本文通過對實(shí)驗(yàn)室加熱土壤樣品和經(jīng)田間秸稈燃燒后采集土壤樣品有機(jī)質(zhì)的提取分析，在單一熱輻射基礎(chǔ)之上探討了田間秸稈燃燒對土壤有機(jī)質(zhì)含量和結(jié)構(gòu)組成的影響，并取得一定的成果，如下：
　　 （1）實(shí)驗(yàn)室熱輻射強(qiáng)度不同，土壤有機(jī)質(zhì)含量和組成

2、變化不同。在100-360℃之間加熱樣品，土壤總有機(jī)碳含量隨溫度的升高而明顯減少。而各供試土壤水溶性有機(jī)碳、中性糖及糖醛酸含量呈現(xiàn)規(guī)律性的先增加后減小的趨勢。中等強(qiáng)度下（200℃）土壤水溶性有機(jī)碳含量顯著增加3-7倍，超過300℃其含量均明顯降低，其中中性糖最為顯著。說明適當(dāng)增加土壤溫度能夠提高水溶性有機(jī)質(zhì)的含量。HA含量隨輻射溫度的升高先略增加然后降低，總體變化幅度不大，而FA在較高強(qiáng)度下表現(xiàn)出較差的熱穩(wěn)定性，300℃時其含量顯著降低

3、，使得此輻射強(qiáng)度下胡富比明顯增加，表明較高強(qiáng)度熱輻射能使土壤腐殖物質(zhì)聚合程度增強(qiáng)，同時通過紅外光譜（FTIR）對HA的分析可知，此溫度下HA中脂肪族物質(zhì)減少、芳香性成分所占比例增加，可見較高強(qiáng)度熱輻射下生成了結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定的物質(zhì)，未被氧化分解和新生成的HA類物質(zhì)具有更強(qiáng)的抗熱性能，土壤的腐殖化程度增加。此外，F(xiàn)TIR譜圖還顯示200℃HA中芳香基團(tuán)上的C=C伸縮振動減弱，芳香性成分含量減少；FA中-CH3、-CH2等基團(tuán)結(jié)構(gòu)的脂肪族物質(zhì)增

4、多，這與此強(qiáng)度下HA的E4/E6值增加，芳香縮合度降低、土壤中水溶性有機(jī)碳含量顯著增加相一致。
　　 （2）田間秸稈燃燒次數(shù)不同，土壤受影響程度不同，隨燃燒次數(shù)累計(jì)，土壤有機(jī)質(zhì)變化愈顯著。通過分層采集供試土樣后提取分析可知秸稈燃燒對土壤有機(jī)質(zhì)的作用僅在表層幾厘米內(nèi)，短暫而劇烈的燃燒作用下土壤有機(jī)碳含量減少，并且隨燃燒次數(shù)增加，土壤有機(jī)碳的這種變化愈明顯。水溶性有機(jī)質(zhì)是土壤有機(jī)質(zhì)中遷移活性較大組分，外源秸稈存在下的火燒一發(fā)生，外源

5、和土壤本身所含機(jī)物料的氧化分解使得水溶性的有機(jī)質(zhì)的含量立即增加，并隨燃燒次數(shù)增加而顯著增加，第30次燃燒后其含量已增加為未經(jīng)處理樣品2-3倍，中性糖和糖醛酸與水溶性總碳具有相同的變化趨勢。不同來源的土壤對秸稈燃燒作用的響應(yīng)不同，三種供試土樣中腐殖物質(zhì)隨同強(qiáng)度不同次數(shù)秸稈燃燒并沒有呈現(xiàn)較一致的的變化趨勢，但每一種土壤的HA和FA含量及HA/FA、E4/E6值均隨燃燒次數(shù)的增加呈現(xiàn)規(guī)律性的升高或者降低，而且FA含量的變化仍是影響HA/FA值