秸秆深还对土壤腐殖质垂直分布及其结构特征的影响

我国是秸秆产量大国，2006年中国秸秆总量超过7.6亿t。吉林省是中国粮食的主要产区之一，其2010年玉米秸秆产量约为2400万t，价值在15亿元左右。但是秸秆资源的价值却没有得到充分利用，在东北约有30%的作物秸秆在收获后直接原地焚烧，不仅浪费了宝贵的资源，而且对造成空气污染、危害交通安全、增加火灾隐患等方面产生巨大危害。此外，作为粮食主产区的东北黑土区正面临着严重的土壤退化问题，自开垦以来，黑土区的黑土厚度、土壤理化性状和肥力状况日趋恶化，部分地区已经丧失农业生产能力。秸秆中含有丰富的养分原料，其在矿化过程中能够释放大量有机质及土壤和动植物所需的营养元素，因此，针对秸秆资源浪费和黑土退化问题，本论文通过对比不同施肥方式条件下，秸秆深还前后土壤有机碳(SOC)、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)含量的垂直分布变化及HA分子结构特征的变化，初步研究了秸秆直接深还对土壤有机质的影响，以期为黑土亚表层培肥、秸秆资源的合理利用提供理论依据，同时为亚表层培肥的进一步研究提供基础资料。研究的主要结论如下： (1)深还2年或深还+表施+化肥能够显著提高SOC含量，在20～40cm内增加幅度较大；深还后各处理SOC含量均随深度的增加而降低，在20cm左右SOC含量降低幅度较大；春季深还+化肥和深还+表施处理在20～40cm的SOC含量高于秋季。 (2)深还2年和深还+化肥处理在0～40cm内增加显著，20～40cm增幅较大；深还+化肥和深还+表施+化肥处理的HA含量随深度的增加呈降低的趋势；春季深还+表施和深还+表施+化肥处理的HA含量显著高于秋季。 (3)秸秆深还后各处理不同深度FA含量均有提高；秸秆深还后，各处理在20～30cm左右FA含量有较大幅度下降，20～40cm内的FA含量较低；春季深还2年和深还+表施+化肥处理的FA含量显著高于秋季。 (4)秸秆深还后土壤PQ值下降，腐殖化程度降低；春季时深还2年处理的PQ值低于秋季，其余处理的变化不显著。 (5)秸秆深还后，HA分子趋向于复杂化，其缩合度提高而氧化程度降低，且深度越深，HA分子越复杂。秋季时HA分子结构比春季更加简单化。