不同耕作制度及施肥處理下植煙土壤及其胡敏酸的紅外光譜特征

王丹青 王一明 李軍營(yíng) 馬二登

摘要：為探究輪作、連作2種耕作制度下，施用不同肥料對(duì)植煙土壤及其胡敏酸官能團(tuán)組成的影響，以云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院玉溪試驗(yàn)基地植煙土壤為研究對(duì)象，分別對(duì)輪作和連作制度下的土壤設(shè)置4種施肥處理，即施用常規(guī)復(fù)合肥1（純氮用量5g/株）、常規(guī)復(fù)合肥2（純氮用量7.5g/株）、常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥（農(nóng)家肥為豬糞的堆肥，堆漚3個(gè)月，農(nóng)家肥用量為1kg/株，按含氮量0.4%扣減常規(guī)復(fù)合肥）以及不施肥處理，利用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）分析不同耕作制度及施肥條件下土壤及其胡敏酸紅外光譜特征。結(jié)果表明，耕作制度及施肥條件的不同對(duì)土壤性質(zhì)的影響極小，但在一定程度上改變了其官能團(tuán)組成和數(shù)量;與不施肥處理相比，各施肥處理土壤脂肪類、芳香族及含氧化合物含量有所增加，其中以常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥的施用效果最為明顯。此外，施肥處理也對(duì)土壤胡敏酸分子結(jié)構(gòu)及組成產(chǎn)生影響，連作制度下常規(guī)復(fù)合肥2、常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥的施用均增加了胡敏酸中氨基類及芳香族、脂肪族等有機(jī)化合物相對(duì)含量;而輪作制度下僅施用常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥提高了胡敏酸中這些有機(jī)化合物相對(duì)含量，常規(guī)復(fù)合肥2的施用則可以基本維持土壤胡敏酸水平，同時(shí)常規(guī)復(fù)合肥1的施用提高了胡敏酸結(jié)構(gòu)中羧基碳的含量。通過(guò)紅外特征吸收峰的半定量分析發(fā)現(xiàn)，輪作制度下施用常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥增加了土壤胡敏酸脂肪碳吸收強(qiáng)度/羧基碳吸收強(qiáng)度（I2925/I1700）、脂肪碳吸收強(qiáng)度/芳香碳吸收強(qiáng)度（I2925/I1600）的值，而連作制度下常規(guī)復(fù)合肥2、常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥的施用也增加該比例，這表征著土壤胡敏酸的縮合度及氧化程度下降，脂肪族性增強(qiáng)，胡敏酸分子結(jié)構(gòu)趨于年輕化、簡(jiǎn)單化、脂肪族化。同時(shí)表明增加純氮用量能在一定程度上改善土壤連作障礙，而農(nóng)家肥的施用能夠更好地促進(jìn)連作土壤胡敏酸分子的更新，提升土壤肥力，從而減輕連作障礙。進(jìn)一步對(duì)胡敏酸脂肪碳吸收強(qiáng)度/羧基碳吸收強(qiáng)度、脂肪碳吸收強(qiáng)度/芳香碳吸收強(qiáng)度的比例與土壤基本理化性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，土壤中全氮、全磷及速效磷等的含量與胡敏酸碳轉(zhuǎn)化存在一定相關(guān)性，從而影響胡敏酸縮合度、脂肪族性及芳香性。

關(guān)鍵詞：耕作制度;施肥;植煙土壤;土壤胡敏酸;紅外光譜

中圖分類號(hào)：S572.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）22-0275-08

作者簡(jiǎn)介：王丹青（1991—），女，寧夏吳忠人，碩士，主要從事農(nóng)業(yè)資源利用研究。E-mail：303534518@qq.com。

通信作者：王一明，博士，研究員，主要從事廢棄物資源化與新型肥料研發(fā)相關(guān)研究。E-mail：ymwang@issas.ac.cn。

土壤有機(jī)質(zhì)能夠吸附和固定養(yǎng)分，其含量是表征土壤肥力的重要指標(biāo)之一，在有機(jī)質(zhì)分解合成過(guò)程中，產(chǎn)生的多種有機(jī)酸和腐殖質(zhì)能夠促進(jìn)礦物風(fēng)化，有利于植株有效吸收土壤養(yǎng)分[1]。腐殖質(zhì)是土壤有機(jī)質(zhì)中最大的組成部分，占土壤有機(jī)質(zhì)的60%～80%，對(duì)于調(diào)控土壤肥力、維持土壤碳平衡等具有重要作用[2]。根據(jù)在酸、堿中的溶解性，腐殖質(zhì)通常可分為富里酸（FA）、胡敏酸（HA）、胡敏素（HM）[3]。其中，HA為土壤腐殖物質(zhì)的堿溶部分[4]，其含量和結(jié)構(gòu)的變化與土壤的保肥和供肥性能密切相關(guān)[5]。應(yīng)用傅里葉變換紅外光譜分析技術(shù)對(duì)土壤及其中的HA進(jìn)行表征，可以鑒定其中的有機(jī)組分和官能團(tuán)組成，并解析出胡敏酸的性質(zhì)、來(lái)源與功能[4，6]。

土地利用方式的變化可能會(huì)使土壤中的腐殖質(zhì)來(lái)源、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等發(fā)生顯著性改變，而不同施肥處理則會(huì)直接導(dǎo)致土壤營(yíng)養(yǎng)供給和基本理化性質(zhì)發(fā)生改變，進(jìn)而可能對(duì)腐殖質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響[7]，例如長(zhǎng)期施肥能夠有效提髙土壤肥力，這也是一種提高土壤有機(jī)質(zhì)含量的重要農(nóng)業(yè)措施。徐基勝等研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期施有機(jī)肥和化肥（NPK）能夠增加潮土HA的飽和度、氧化程度和極性，同時(shí)降低HA的羧基和δ142-113的芳香碳比例[8];而此前Yan等則研究認(rèn)為，長(zhǎng)期不同的施肥處理并不能改變水稻土有機(jī)質(zhì)的結(jié)構(gòu)[9]。目前在不同耕作制度及施肥處理對(duì)土壤腐殖質(zhì)的影響研究中，主要關(guān)注土壤腐殖質(zhì)含量的變化，而對(duì)其結(jié)構(gòu)特征及性質(zhì)的研究相對(duì)較少。因此，研究不同耕作制度及長(zhǎng)期施肥處理下土壤HA結(jié)構(gòu)特征的變化具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。

云南省是著名的煙草之鄉(xiāng)，煙草也是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，屬于茄科忌連作的作物，但因其具有較高的經(jīng)濟(jì)效益而被大量連作種植[10]，目前對(duì)于不同耕作及施肥處理下植煙土壤HA結(jié)構(gòu)的定量化研究少見(jiàn)報(bào)道。基于此，本試驗(yàn)以采集自云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院玉溪試驗(yàn)基地的土壤樣品為研究對(duì)象，應(yīng)用紅外光譜分析技術(shù)，針對(duì)不同耕作制度與施肥措施對(duì)植煙土壤HA結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行定量化的深入研究，以期為通過(guò)合理施肥提升植煙土壤肥力、減輕連作障礙提供理論支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院玉溪試驗(yàn)基地已連續(xù)耕作19年，試驗(yàn)區(qū)域分為連作和輪作田塊，種植的煙草品種為K326。試驗(yàn)地處低緯度高原區(qū)，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，海拔1500～1800m，年平均氣溫為16.4～24.6°C，常年降水量為787.8～1000.0mm，降水多集中在6—10月。

1.2供試土壤與樣品采集

供試土壤為云南植煙土壤，土壤類型為紅壤。種植制度分為輪作（N）和連作（L），在2個(gè)種植制度下各設(shè)置4個(gè)施肥處理：處理1（N1、L1）為對(duì)照，施用常規(guī)復(fù)合肥1（純氮用量5g/株）;處理2（N2、L2）為加肥處理，施用常規(guī)復(fù)合肥2（純氮用量7.5g/株）;處理3（N3、L3）為施用常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥處理，農(nóng)家肥為豬糞的堆肥，堆漚3個(gè)月，用量為1kg/株（按含氮量0.4%扣減常規(guī)復(fù)合肥），復(fù)合肥用量為純氮3g/株;處理4（N4、L4）為不施肥處理。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。施用的常規(guī)復(fù)合肥為煙草專用復(fù)合肥，其N∶P2O5∶K2O（質(zhì)量比）=10∶10∶25。

土壤樣品采集于2017年煙季末進(jìn)行，每個(gè)小區(qū)利用五點(diǎn)取樣法采集耕層（0～20cm土層）土壤，混勻后裝入自封袋。樣品經(jīng)室溫風(fēng)干后，去除雜物、細(xì)根，碾碎并研磨均勻后過(guò)0.15mm篩，然后裝袋備用。土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

1.3土壤胡敏酸提取

本試驗(yàn)主要提取腐殖質(zhì)中的胡敏酸（HA），提取步驟嚴(yán)格按照國(guó)際腐殖質(zhì)協(xié)會(huì)（IHSS）推薦的方法[11]。將得到的胡敏酸沉淀粗品依次用0.3mol/L的HF及超純水洗滌1次，然后用滲析法進(jìn)行純化，將HA置于滲析袋中，在去離子水中滲析2～3d直至無(wú)Cl-（以AgNO3溶液滴定法檢查）。離心后冷凍干燥至小體積，待自然干燥后，研細(xì)保存。

1.4土壤及胡敏酸的紅外光譜表征

采用傅里葉變換紅外光譜儀（美國(guó)尼高利儀器公司），以KBr壓片法測(cè)定土壤及胡敏酸樣品的紅外光譜，以KBr作空白扣除背景值。掃描范圍為4000～400cm-1，分辨率為4，掃描次數(shù)為32。

應(yīng)用Omnic8.2紅外分析軟件對(duì)所測(cè)得的樣品紅外光譜圖進(jìn)行平滑與基線校準(zhǔn)，然后分析其紅外特征吸收峰峰型變化趨勢(shì)以及峰強(qiáng)大小差異，土壤及胡敏酸的紅外特征吸收峰、官能團(tuán)的鑒定均參考相關(guān)文獻(xiàn)[1-5]。

2結(jié)果與分析

2.1不同耕作制度及施肥處理下土壤傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）分析

應(yīng)用傅里葉變換紅外光譜分析法分析植煙土壤樣品中官能團(tuán)的特征吸收峰，結(jié)果如圖1所示。相同耕作制度不同施肥處理下的土壤FT-IR整體峰型相似，官能團(tuán)的特征吸收峰位置相似且未發(fā)生明顯改變。輪作與連作的土壤中官能團(tuán)組成也相似：波數(shù)3620cm-1處有較強(qiáng)的特征吸收峰，表明主要黏土礦物為高嶺石，高嶺石為1∶1型硅酸鹽，有4個(gè)高頻吸收帶，羥基伸縮振動(dòng)基頻模（vOH）分別在3696、3667、3652、3621cm-1附近;波數(shù)1640cm-1處的氨基（—NH2）轉(zhuǎn)動(dòng)吸收峰，主要來(lái)自于氨基化合物;波數(shù)1032、536、470cm-1左右的吸收峰是由Si—O伸縮振動(dòng)以及C—O—C伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的，主要來(lái)自于黏土礦物及含氧化合物;694、796cm-1以及913cm-1處吸收峰由C—H轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，主要來(lái)源于脂肪族、芳香族化合物;中頻區(qū)（1300～1800cm-1）具有2個(gè)吸收峰，且左峰明顯高于右峰，表明土壤偏酸性[1，12]。

不同耕作制度相同施肥處理下的土壤FT-IR的官能團(tuán)吸收峰整體變化趨勢(shì)相似，且峰強(qiáng)的差異較小。其中輪作土壤各處理峰強(qiáng)均略高于連作土壤，且特征吸收峰強(qiáng)在低頻區(qū)（600～1250cm-1）有較為明顯差異，低頻區(qū)吸收峰主要來(lái)源于脂肪族、芳香族中C—H的轉(zhuǎn)動(dòng)和含氧化合物中C—O—C的伸縮振動(dòng)。

相同耕作制度不同施肥處理下的土壤FT-IR整體變化趨勢(shì)具有相似性，官能團(tuán)峰強(qiáng)大小差異不明顯，且官能團(tuán)吸收峰位置也未發(fā)生明顯改變。其中高頻區(qū)（3000～3800cm-1）以及中頻區(qū)（1300～1800cm-1）的官能團(tuán)吸收峰位置相似且峰強(qiáng)大小差異較小;但在低頻區(qū)（600～1250cm-1）的幾處官能團(tuán)吸收峰的峰強(qiáng)大小差異相對(duì)明顯。連作土壤各處理之間官能團(tuán)吸收峰峰強(qiáng)差異更為明顯，施肥處理的特征峰吸收強(qiáng)度均高于不施肥處理，吸收峰相對(duì)強(qiáng)度順序?yàn)長(zhǎng)3>L2>L1>L4。這表明，與不施肥處理相比，不同肥料的施用能夠在不同程度上增加土壤中脂肪族碳、芳香碳的相對(duì)含量。

2.2不同耕作制度及施肥處理下土壤胡敏酸的傅里葉變換紅外光譜分析

如圖2所示，不同耕作制度及施肥處理下土壤胡敏酸FT-IR的官能團(tuán)特征吸收峰位置均無(wú)明顯差異。主要吸收峰位置為：波數(shù)3406cm-1處（由碳水化合物中的O—H或蛋白質(zhì)、氨基酸中N—H伸縮振動(dòng)產(chǎn)生）;2925、2851cm-1處（由對(duì)稱及不對(duì)稱性脂肪族結(jié)構(gòu)中C—H的伸縮振動(dòng)產(chǎn)生，主要來(lái)自于細(xì)胞膜、細(xì)胞壁等組織成分）;1600cm-1處（由芳基C[FY=，1]C伸縮振動(dòng)吸收、羧酸鹽中COO—的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)產(chǎn)生）;1386cm-1處（由脂肪族結(jié)構(gòu)中甲基和亞甲基的變形振動(dòng)產(chǎn)生）;1125cm-1處（主要為羧基或酯中C—O伸展振動(dòng)峰）;1035cm-1處（多糖中C—O或C—C的特征吸收峰，主要來(lái)自于植物、微生物殘?bào)w中的碳水化合物）[13-14]。

2種耕作制度下相同的施肥處理土壤胡敏酸紅外光譜存在峰強(qiáng)大小的差異。整體比較后發(fā)現(xiàn)，與輪作耕種制度下各處理土壤胡敏酸各特征吸收峰相對(duì)強(qiáng)度相比，連作制度下各處理土壤胡敏酸各官能團(tuán)特征吸收峰峰強(qiáng)更高。

相同耕作制度不同施肥處理下土壤胡敏酸紅外光譜變化趨勢(shì)相似，但是多數(shù)特征吸收峰強(qiáng)度存在較大差異（圖2）。N3、L3處理土壤胡敏酸特征吸收峰強(qiáng)度大多高于其他處理，總體上各處理特征吸收峰強(qiáng)度順序?yàn)樘幚?>處理2>處理4>處理1（3400～1200cm-1）。這表明2種制度下與不施肥處理（處理4）相比，處理1土壤胡敏酸中氨基化合物、脂肪族碳及芳香族碳的含量有所減小，其他處理土壤胡敏酸中這些物質(zhì)的含量均有所增加，其中以處理3增幅最大。在輪作制度下施用常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥后，土壤胡敏酸中O—H、N—H、多糖類C—C和C—O、芳香族C—H及脂肪族—CH3的特征吸收峰強(qiáng)度高于其他3種施肥處理，可能是由于輪作下施用農(nóng)家肥增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，使羧酸類及芳香族、脂肪族等有機(jī)物含量有所提高;但在波數(shù)1125cm-1處，處理1吸收峰強(qiáng)度高于處理4，表明施用常規(guī)復(fù)合肥后增加了土壤胡敏酸羧基的相對(duì)含量;處理2與處理4在波數(shù)1600～1300cm-1之間的2處特征吸收峰峰強(qiáng)較為接近，表明輪作土壤胡敏酸在加肥處理下芳香族、脂肪族化合物含量可能沒(méi)有明顯的增加。連作制度下在波數(shù)1035～400cm-1之間處理2的幾處特征吸收峰強(qiáng)度最大，特征吸收峰強(qiáng)度排序總體上表現(xiàn)為處理2>處理3>處理4>處理1，表明連作制度下施用農(nóng)家肥后土壤HA中多糖類C—O和C—C含量降低，可能是由于連作土壤在施用農(nóng)家肥后，以多糖類等物質(zhì)為碳源的土壤微生物增加，從而消耗了土壤碳水化合物。

I2925/I1700、I2925/I1600可表征土壤胡敏酸的縮合度、脂肪族性和芳香性強(qiáng)弱的變化。如表2所示，不同耕作制度同種施肥處理下I2925/I1700、I2925/I1600不同，說(shuō)明土壤耕作制度不同時(shí)在相同施肥條件下肥料作用存在差異。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，除處理4外，連作土壤在不同施肥處理下的比值均高于輪作，表明長(zhǎng)期連作可使土壤中胡敏酸的更新加快。輪作制度下除處理3外，施用常規(guī)復(fù)合肥的2種處理（處理1、處理2）的比值均低于處理4;而連作制度下除處理1外，其他2種施肥處理（處理2、處理3）的比值均高于處理4，表明連作制度下處理2、處理3均能使土壤胡敏酸結(jié)構(gòu)縮合度及氧化程度下降，脂肪族性增強(qiáng)，芳香性減弱，分子結(jié)構(gòu)趨于脂肪族化、簡(jiǎn)單化。

由表3可知，不同耕作制度下，土壤不同理化性質(zhì)與胡敏酸I2925/I1700、I2925/I1600間的相關(guān)性存在較大差異。輪作制度下，2種比值均只與全氮含量呈顯著相關(guān)性。但在連作制度下，I2925/I1700與有機(jī)碳、全氮、速效磷含量呈顯著相關(guān)性，與全磷含量呈極顯著相關(guān)性;而I2925/I1600則與有機(jī)碳、全磷含量呈極顯著相關(guān)性，與速效磷含量呈顯著相關(guān)性。說(shuō)明連作制度下胡敏酸I2925/I1700、I2925/I1600變化與多個(gè)土壤理化性質(zhì)相關(guān)，表明土壤胡敏酸碳轉(zhuǎn)化與土壤全氮、全磷及速效磷等理化因子含量具有相關(guān)性，從而影響胡敏酸縮合度、脂肪族性及芳香性的變化。

3討論

對(duì)比不同耕作制度及施肥處理下的土壤紅外光譜圖后發(fā)現(xiàn)，相同耕作制度各施肥處理下土壤的紅外光譜譜形基本相似，說(shuō)明不同施肥條件下土壤具有基本一致的結(jié)構(gòu);另外，不同處理下土壤在某些特征峰吸收強(qiáng)度上有不同程度的差異，反映了不同施肥處理對(duì)土壤的結(jié)構(gòu)單元及特征官能團(tuán)數(shù)量有明顯的影響，其中連作制度下低頻區(qū)（600～1250cm-1）幾處吸收峰強(qiáng)度差異最為明顯，各施肥處理特征吸收峰均高于不施肥處理（處理4），且處理3的峰強(qiáng)最高，說(shuō)明不同施肥處理能夠影響土壤中脂肪族、芳香族及含氧化合物的含量，其中常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥的施用最有利于土壤脂肪類、芳香族及含氧化合物含量的增長(zhǎng)。輪作土壤各施肥處理下官能團(tuán)峰強(qiáng)差異不明顯，說(shuō)明輪作制度下土壤的基本結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定;而連作土壤在施用農(nóng)家肥后低頻區(qū)官能團(tuán)峰強(qiáng)明顯高于其他處理，表明連作條件下農(nóng)家肥的施用能夠?yàn)樽魑锓N植土壤提供更多所需碳源物質(zhì)。楊宇虹等研究云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院玉溪試驗(yàn)基地?zé)熖镌谶B作機(jī)制下不同施肥處理對(duì)植煙土壤微生物多樣性的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，施用農(nóng)家肥最有利于連作土壤中微生物的生長(zhǎng)，減輕連作對(duì)煙草生長(zhǎng)的影響，其主要原因是農(nóng)家肥的施用提供了大量土壤微生物生長(zhǎng)所需脂肪族、糖類等碳水化合物，促進(jìn)微生物新陳代謝，從而有效克服連作障礙。

2種耕作制度下各處理土壤胡敏酸的紅外光譜峰形整體相似，但不同施肥條件下土壤胡敏酸紅外光譜的某些特征官能團(tuán)吸收峰峰強(qiáng)存在明顯差異，說(shuō)明施肥條件的不同影響胡敏酸分子結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)的數(shù)量;另外，在相同施肥條件下，連作土壤胡敏酸中各官能團(tuán)吸收峰峰強(qiáng)大多高于輪作土壤，主要原因可能為不同耕作制度下，作物產(chǎn)生和殘留在土壤中的根系分泌物不同;長(zhǎng)期連作導(dǎo)致土壤中酚酸類、多糖類等碳源物質(zhì)累積，并且輪作制度下土壤微生物豐度及多樣性高于連作土壤，因而土壤中碳水化合物被大量消耗[15-17]。

胡敏酸作為土壤腐殖質(zhì)的重要組成部分，不僅與土壤的供肥、保肥能力及理化性質(zhì)結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)，同時(shí)也能夠表征腐殖質(zhì)的新老程度[18]。王旭東等研究不同施肥條件下西北地區(qū)土壤胡敏酸特征時(shí)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期施用廄肥可有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量及胡敏酸活化度，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期施用化肥增加了土壤胡敏酸的羧基碳含量[19]。陳曉東等的研究表明，有機(jī)物料的施用能夠使吉林地區(qū)土壤胡敏酸的分子結(jié)構(gòu)趨于年輕化[20]。曲成闖等研究生物有機(jī)肥的施用對(duì)江蘇省如皋市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所溫室蔬菜大棚中黃瓜連作土壤有機(jī)碳庫(kù)的持續(xù)影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，連作條件下施用生物有機(jī)肥可明顯增加土壤總有機(jī)碳含量以及活性碳庫(kù)、緩效碳庫(kù)、惰性碳庫(kù)的有機(jī)碳含量[21]。Xu等的研究也表明，有機(jī)肥的施用能夠降低河南封丘地區(qū)潮土胡敏酸的羧基碳比例，使其脂肪性增強(qiáng)[22]。本研究發(fā)現(xiàn)，南方紅壤地區(qū)的煙田土壤胡敏酸變化情況也呈現(xiàn)相似規(guī)律。在連作制度下常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥及常規(guī)復(fù)合肥2（純氮用量7.5g/株）的施用使連作土壤胡敏酸中氨基類及芳香族、脂肪族等有機(jī)化合物含量有所提高，而輪作制度下僅施用常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥能夠增加胡敏酸中這些有機(jī)化合物含量，常規(guī)復(fù)合肥2（純氮用量7.5g/株）的施用可以基本維持土壤胡敏酸水平?？赡苁怯捎陂L(zhǎng)期施用農(nóng)家肥能夠?yàn)橥寥捞峁┐罅刻荚次镔|(zhì)和養(yǎng)分，施用常規(guī)復(fù)合肥2（純氮用量7.5g/株）能夠提供足夠碳源物質(zhì)及養(yǎng)分，但由于連作制度下受連作機(jī)制的影響，碳源物質(zhì)及養(yǎng)分未得到充分利用和吸收。施用常規(guī)復(fù)合肥2（純氮用量7.5g/株）時(shí)，2種耕作制度下土壤胡敏酸中羧基類化合物含量均高于不施肥處理（1100～1700cm-1），且連作下土壤胡敏酸中羧基類化合物含量總體高于施用常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥處理，說(shuō)明連作制度下農(nóng)家肥的施用使更多的多糖類物質(zhì)逐漸減少形成了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的芳香族物質(zhì)[23];但常規(guī)復(fù)合肥1（純氮用量5g/株）施用時(shí)僅在輪作制度下使胡敏酸的羧基類化合物含量高于不施肥處理，可能是由于常規(guī)復(fù)合肥處理純氮用量不足，導(dǎo)致沒(méi)有有效改善連作機(jī)制對(duì)土壤微生物活性及碳源物質(zhì)利用的影響[15，24]。

此外，本研究通過(guò)對(duì)胡敏酸幾處特征吸收峰峰強(qiáng)進(jìn)行半定量分析和比較發(fā)現(xiàn)，與不施肥處理（處理4）相比施用常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥后土壤胡敏酸的脂肪性增強(qiáng)，芳香性降低，分子結(jié)構(gòu)趨于脂肪族化、簡(jiǎn)單化。其他研究者也有類似結(jié)論，Mao等研究表明，不論是游離態(tài)還是鈣結(jié)合的HA，長(zhǎng)期施用糞肥后其中的芳香族物質(zhì)含量均降低，其原因可能是微生物活性的增加加劇了類木質(zhì)素物質(zhì)的降解[25]。張玉蘭等研究肥料配施對(duì)安徽天柱山土壤腐殖質(zhì)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同肥料配施下土壤腐殖質(zhì)紅外特征吸收峰峰強(qiáng)均高于無(wú)肥處理，腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)中脂肪類化合物增多，芳構(gòu)化程度增加，也說(shuō)明土壤中胡敏酸結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單化[23，25]。脂肪碳吸收強(qiáng)度/芳香碳吸收強(qiáng)度的增加，表示肥料的施用促使土壤胡敏酸結(jié)構(gòu)趨向于脂肪族化和年輕化。本研究與其他不同類型土壤的研究結(jié)果[23，25]相類似，推測(cè)可能是因?yàn)椴煌愋屯寥赖暮羲峋哂邢嗨平Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)，同時(shí)施用有機(jī)肥后，有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楹羲岬倪^(guò)程也具有相似性：農(nóng)家肥的施用增加了土壤微生物的豐度及活性，土壤微生物豐度的增加加快了有機(jī)物質(zhì)的分解，提高了胡敏酸分子活性，降低了其氧化程度[26];另外農(nóng)家肥的施用直接向土壤提供了豐富的碳源物質(zhì)，這些碳源物質(zhì)經(jīng)腐解后能夠形成更多新的胡敏酸分子[22，24，27]。輪作制度下2種長(zhǎng)期單施常規(guī)復(fù)合肥處理的土壤胡敏酸脂肪碳吸收強(qiáng)度/羧基碳吸收強(qiáng)度、脂肪碳吸收強(qiáng)度/芳香碳吸收強(qiáng)度低于不施肥處理，表明單施常規(guī)復(fù)合肥后輪作土壤胡敏酸分子沒(méi)能得到很好的更新，氧化度較高，這與前人研究結(jié)果[19，28]一致。雖然連作土壤在施用常規(guī)復(fù)合肥1后胡敏酸脂肪碳吸收強(qiáng)度/羧基碳吸收強(qiáng)度、脂肪碳吸收強(qiáng)度/芳香碳吸收強(qiáng)度同樣低于不施肥處理，但在常規(guī)復(fù)合肥2的施用下胡敏酸中脂肪碳與羧基碳、脂肪碳與芳香碳吸收強(qiáng)度比值卻高于無(wú)肥處理，表明施用常規(guī)復(fù)合肥時(shí)增加純氮用量能夠促進(jìn)連作土壤胡敏酸分子更新，減輕連作機(jī)制的影響[15]。

對(duì)土壤基本理化性質(zhì)與胡敏酸I2925/I1700、I2925/I1600進(jìn)行相關(guān)性分析，所得結(jié)果表明，土壤中全氮、全磷、速效磷等的含量與胡敏酸碳轉(zhuǎn)化存在一定的相關(guān)性，從而對(duì)胡敏酸縮合度、脂肪族性和芳香性具有一定的作用及影響。其他研究者也有類似結(jié)論，邱鳳瓊等研究東北黑土有機(jī)質(zhì)和土壤肥力的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，黑土的腐殖物質(zhì)及其組分與土壤的物理、化學(xué)及生物化學(xué)性質(zhì)有顯著的相關(guān)性，這表明它們對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、供應(yīng)及貯存起著重要的作用[29]。劉紅梅研究氮添加水平對(duì)貝加爾針茅草原土壤理化因子及碳氮轉(zhuǎn)化的影響，結(jié)果表明，土壤碳氮轉(zhuǎn)化過(guò)程相互影響，且土壤微生物生物量碳（MBC）、土壤微生物生物量氮（MBN）含量對(duì)草地土壤有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化有顯著影響[30]。隋躍宇等在分析黑龍江省雙城市農(nóng)田黑土機(jī)械組成與土壤理化因子及養(yǎng)分相關(guān)性時(shí)發(fā)現(xiàn)，土壤全碳含量與全磷含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系[31]。

4結(jié)論

不同耕作制度及施肥處理下土壤及胡敏酸紅外光譜特征的研究結(jié)果表明，不同施肥處理對(duì)土壤中特征官能團(tuán)結(jié)構(gòu)組成的影響極小，但可改變土壤官能團(tuán)的數(shù)量，并且不同的施肥處理也改變了土壤胡敏酸官能團(tuán)組成，其中常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥的施用效果最為明顯，明顯增加了土壤中脂肪類、芳香族及含氧化合物的含量，同時(shí)使土壤胡敏酸中脂肪類、多糖類等物質(zhì)含量也有明顯提高。通過(guò)胡敏酸紅外半定量分析進(jìn)一步確定，常規(guī)復(fù)合肥+農(nóng)家肥的施用能使胡敏酸分子結(jié)構(gòu)趨于脂肪族化、年輕化、簡(jiǎn)單化，促進(jìn)新的胡敏酸分子的形成;輪作制度下，長(zhǎng)期單施常規(guī)復(fù)合肥1、常規(guī)復(fù)合肥2均不利于土壤胡敏酸分子的更新，氧化程度較高;但在連作制度下，施用常規(guī)復(fù)合肥2，即增加純氮用量可以使胡敏酸分子結(jié)構(gòu)趨于脂肪族化、年輕化、簡(jiǎn)單化。土壤中全氮、全磷及速效磷等的含量與胡敏酸碳轉(zhuǎn)化存在一定相關(guān)性，可影響胡敏酸縮合度、脂肪族性和芳香性。綜上，對(duì)于云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院玉溪試驗(yàn)基地的紅壤煙田，農(nóng)家肥的施用作用最大，能夠促進(jìn)土壤胡敏酸分子更新，提升土壤肥力，有利于改善土壤連作障礙，從而減輕長(zhǎng)期連作對(duì)煙草生長(zhǎng)的不利影響。

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