冷浸田是福建省主要的一種中低產田類型,以水冷土溫低、土體潛育、結構不良、有毒物質多、產量低等為主要特征。而對冷浸田改良措施的選擇和改良效果的評價應基于充分了解冷浸田土壤與同一單元景觀內非冷浸田土壤的本質屬性基礎上。

廖敏等分析了我國冷浸田主要分布的7個省份冷浸田土壤樣品的養分特征,通過與當地高產田土壤比較,發現我國冷浸田土壤中有機質含量總體高于高產田。冷浸田土壤有機質含量高,但生產力水平低,除了長期淹漬造成的還原性條件,是否還與土壤有機質的組分特征有關?土壤活性有機質是土壤中有效性較高、易被土壤微生物分解礦化、對植物養分供應有最直接作用的有機質;有研究表明,長期不施肥或單施化肥的土壤有機質含量稍有增加,但活性有機質下降,而施有機肥不僅增加有機質含量,也同時增加了活性有機質含量,說明活性有機質一定程度上可表征土壤有機質的 “品質”。微生物生物量C與水溶性C又是活性有機質的重要組分。為此,本研究通過采集福建典型冷浸田的土壤樣品,并與鄰近景觀單元內的非冷浸田土壤樣品進行配對比較,以厘清2種土壤在有機碳及其密切相關的有機N組分方面的差異,為今后土壤改良,乃至篩選冷浸田適宜的改良評價指標的選擇提供依據。

1 材料與方法

2011年水稻冬閑期,在福建閩侯、浦城、建甌、尤溪、上杭、建寧6縣 \\(市\\)調查地點選擇鄰近景觀單元內的冷浸田與非冷浸田土壤樣點7對\\(表1\\),二者土壤發生背景\\(地形、母質等\\)基本一致,分別采取0~20cm耕層土壤進行有機C、全N、微生物生物量C、微生物生物量N、水溶性C、水溶性N分析,并通過配對法比較二者差異性?！颈?】

微生物生物量C參照魯如坤等方法,即用氯仿熏 蒸-K2SO4浸 提 法,浸 提 液 都 用 日 本 島 津Shimadzu 500有機碳分析儀測定。熏蒸殺死的微生物中C,被K2SO4所提取的比例取0.38。

水溶性C測定方法:稱取20g新鮮土樣放入100mL塑料離心管中,加入50mL蒸餾水,在振蕩器中振蕩1h;并以5 000r·min-1離心15min,對浮在表層的物質進行抽吸,并用孔徑0.45μm濾膜對上清液進行過濾。澄清中C含量即為水溶性碳,用日本島津Shimadzu≥500有機碳分析儀測定。

土壤微生物生物量N樣品前處理同土壤微生物生物 量C方法,浸提后的水溶液用Shimadzu500測定,熏蒸殺死的微生物中的氮被K2SO4所提取的比例取0.45。水溶性N樣品前處理同水溶性C方法,浸提后的水溶液用日本島津Shimadzu 500測定。有機C、全N均用常規分析方法。用Excel和DPS進行數據統計分析,配對t檢驗法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 冷浸田與非冷浸田土壤有機C與全N含量比較
從表2可以看出,具有相似發生背景形成的冷浸田 土 壤 有 機C含 量 變 幅 為18.97~29.87g·kg-1,均值較非冷浸田提高22.1%,差 異顯著;冷浸田土壤全N含量變幅為2.01~2.90g·kg-1,均值比非冷浸田提高15.5%,但差異不顯著;從C/N來看,冷浸田土壤C/N變幅為8.78~10.90,均值較非冷浸田提高0.56個單位,差異極顯著。從中可以看出,冷浸田有機質含量高,說明增產潛力大,有別于一般中低產田土壤特征?！颈?】

2.2 冷浸田與非冷浸田土壤活性有機C組分比較
微生物生物量C與水溶性C是有機質的主要組分,其中微生物生物量是土壤物質循環的發動機,是土 壤 肥 力、健 康 狀 況 早 期 變 化 的 “指 示器”。由表3可知,冷浸田土壤微生物生物量C與水溶性C含量均顯著或極顯著低于非冷浸田,其中,冷 浸 田 微 生 物 生 物 量C變 幅 為27.10~173.96mg·kg-1,均值比相應的非冷浸田降低74.7%,水 溶 性C變 幅 為104.28 ~ 359.81mg·kg-1,均值比相應的非冷浸田降低23.7%?！颈?】

從土壤微生物生物量C與水溶性C占總有機C的比重來看 \\(表4\\),微生物生物量C/有機C比重變幅 為0.92‰ ~7.67‰,均 值 比 非 冷 浸 田 低17.14個 千分點;水溶性C/有機C比 重 變 幅 為3.60‰~12.04‰,均值比非冷浸田低5.95個千分點,二者均達到顯著差異水平?！颈?】


2.3 冷浸田與非冷浸田土壤活性有機N組分比較
微生物生物量N與水溶性N是重要的有機N的重要組分。由表5可知,冷浸田土壤微生物生物量N變幅為6.01~28.85mg·kg-1,均值比相應的非冷浸田降低78.4%,差異極顯著;水溶性N變幅為5.67~13.28mg·kg-1,較相應的非冷浸田降低20.0%,但差異不顯著?！颈?】

從土壤微生物生物量N與水溶性N占全N的比重來看 \\(表6\\),微生物生物量N/有機N比重變幅為2.22‰~13.36‰,均值比非冷浸田低35.09個千分點,差異極顯著;水溶性N/總N比重變幅為2.07‰~6.00‰,均值比非冷浸田低1.75個千分點,但差異不顯著?！颈?】


3 討論與結論

3.1 冷浸田與非冷浸田有機
C組分差異原因本研究表明,冷浸田土壤有機C含量/N顯著高于非冷浸田,但冷浸田土壤微生物生物量C與水溶性C組分及二者占有機C比重均顯著低于非冷浸田。造成有機質組分差異明顯的原因可能與土壤水分差異并導致物質循環不同有關。冷浸田長期淹水浸滯,水土溫度低,通透性差,不利于微生物繁殖生長,有機質累積而礦化緩慢。以往研究也表明,同一類型濕地沉積物剖面有機碳與水分含量之間為極顯著相關關系。在一定水分范圍內 \\(水田:45% ~90%田 間 飽 和 持 水 量;旱 地:45%~75%田間飽和持水量\\),提高含水量可以促進水田和旱地土壤有機C的礦化,有利于養分的釋放,但對土壤活性有機C\\(可溶性有機C和微生物生物量C\\)無促進甚至有抑制作用。長期淹水條件下,土壤有機質中易于變化的結構逐漸趨于老化,成為穩定性的有機C,限制了土壤生產力水平的發揮。因而,在改良措施選擇上應以促進有機質礦化與活化為目標,適當降低有機質總含量,而提高活性有機質組分含量。采取開溝排水、水旱輪作、壟畦栽培等措施,一定程度上可促進土壤通透,提高產量,其是否促進了有機質結構的改善值得進一步研究。此外,利用光學性質測定腐殖質的結構和本性已得到應用,鑒于冷浸田土壤有機質的獨特性,開展利用紅外光譜等研究冷浸田土壤腐殖質的分子量、芳香化及主要官能團特性對進一步揭示冷浸田低產的本質屬性具有重要意義。

3.2 冷浸田改良質量評價適宜指標選擇

本研究表明,對冷浸田而言,土壤有機質不是主要的肥力限制因子,而活性有機質能夠較好地反映出冷浸田有機質的品質,其較低的含量一定程度上顯示出肥力障礙特征。另有研究表明,作為活性有機質的重要組分,微生物生物量碳/有機碳 \\(Cmic/Corg\\)比值可以作為反映因土壤管理措施變化而造成有機質變化的一個指標,能預測土壤機質長期變化或監測土地退化及恢復?？梢钥紤]用冷浸田土壤微生物生物量C或水溶性C作為冷浸田改良效果評價的參考指標之一。冷浸田改良后該指標的提升反映出冷浸田土壤障礙削減與向較高肥力的方向演化,但進行土壤質量評價前,必須先從大量土壤理化、生物學參數中嚴格選取對土壤質量敏感的評價參數最小數據集,因而活性有機質組分是否最終進入評價參數最小數據集還有待進一步研究。

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