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不同微生物对土壤胡敏酸和胡敏素数量和结构特征的影响
土壤有机质(SOM)含量的高低是评价土壤肥力的重要标志,是衡量土壤质量的重要指标之一。SOM的主体是腐殖质,腐殖质包括腐殖物质(HS)和非腐殖物质。
本文针对长期培养条件下不同微生物在HS形成过程中的作用问题,采用腐殖质组成修改法,将细菌(B1为枯草芽孢菌属、B2为芽孢杆菌)、放线菌(A1为孢囊链霉菌属、A2为链霉菌属、A3待检测)、真菌(F1为绿色木霉菌属、F2、F3还在检测中)和全菌(细菌、放线菌、真菌混合)接种到添加有机物料的土壤,以及不接种微生物对照(CK)共5种处理进行长期培养,定期取样,测定微生物数量及微生物量碳(SMBC).土壤腐殖质组分特别是胡敏酸(HA)和胡敏素(Hu)的数量、元素组成、热性质和光学性质,明确所选择的不同微生物类群在长期培养条件下形成HA、富里酸(FA)的数量比例以及HA和Hu的结构特征,为微生物在土壤HS形成中的作用提供理论依据,由此可以通过调控微生物的数量增加SOM含量,从而实现土壤肥力可持续发展和固碳的调控。研究结果如下：(1)土壤微生物数量对SOC有直接影响,不同微生物均使SOC降低,细菌的降解能力最弱,而SOC量的多少也能影响土壤微生物的数量和SMBC。
(?)寸暗棕壤和黑土来说,随着培养时间的延长,微生物培养土壤SMBC和SOC均显著相关。(2)在长期培养条件下,对暗棕壤和黑土而言,微生物可使土壤C/N降低,土壤中易溶性的水溶物(WSS)、FA和难溶性的Hu含量减少,培养初期使中等溶解性的HA含量提高,说明微生物可促进HA的形成且形成速度大于FA。
细菌作用最明显,放线菌次之,真菌作用最小。(3)对暗棕壤和黑土而言,HA的结构比FA单一,微生物促使HA氧化度增强,细菌促进HA分子结构向简单化的方向发展,单位碳芳香环的缩合程度增加,而放线菌促使土壤新形成的HA具有较强的脂族性。
真菌处理HA的H/C最低,说明真菌促使HA的缩合度增强,促使HA的芳构化程度高,裂解时能量多。每个HA样品均在280nm有强度相似的类肩状吸收峰,这可能是木质素的特征。
(4)对暗棕壤和黑土来说,微生物减小了Hu芳香化合物的量,促使Hu的氧化度升高。放线菌可促使Hu分子结构简单化,这是由于放线菌促进了Hu中有机物质的分解与转化,而真菌对Hu脂族结构和外围羧基官能团的影响很小,可促使Hu的芳香化合物增加,缩合度增强,分子结构复杂化。