土壤类型及其腐植酸的稳定性

1、不同土壤中的腐植酸稳定性
不少土壤化学家从土壤发生学角度研究了土壤类型与腐植酸类型的关系及其相互之间的变化规律。由于测定和分类方法不统一,所得结果缺乏可比性,但仍然可发现一定的趋势。研究结果说明,见表3-2.
表 3-2 土壤种类与腐植酸类型
腐植酸类型
土壤种类 A层 B层
高山草原土 P,Rp                   P
灰 壤                       P             P
棕色森林土(海拔400m以上)             P             P
棕色森林土(海拔400m以下)
    干燥型                     RP            B
    较干燥型                    B             B
    湿润型                    B>A            P
红黄壤                         RP            RP
火山灰土(黑色土)                   A            B,P
黑钙土(捷克)                    A>RP          A>RP
水田土(耕层)                   RP>B>A,P0            ——
各种土壤的A0层                    RP>>P0               ——
泥炭                           RP           ——
堆厩肥                          RP                   ——   
腐解植物残体                       RP                   ——
A层和B层分别表示土壤耕作层的上层和下层。
按分类原则,将土壤中的HA分为初生态或不稳定的RP型、P型或PO型,以及稳定(“成熟”)态的B型和A型,可简单地理解为腐植化程度的顺序为Rp<P<B<A,即腐植酸聚合度(分子量)和稳定性按此次序增加。表中资料显示,腐植化程度最高、HA最稳定的地方是黑钙土和黑色火山灰土,其次是潮湿和半干燥的棕色森林土;高山、草原、灰壤中的HA最不成熟,与厩肥、腐解初期的植物残体相近。泥炭HA环境特殊,实际也属于不成熟型的,只是因为埋藏较深,不易分解,储存时间较长。
此外,我公司还发现,沙土和粘土中新形成的HA分解速度分别为13%/年和9%/年左右,而较老的HA分解速度则分别为1.7%/年和2.1%/年,说明粘土比沙土中HA稳定,老的(腐植化程度高)比新HA稳定。未耕作土壤与耕作多年的同类土壤相比,前者HA的复制化程度较高;旱田中HA与水田HA相比,也是前者腐植化程度较高。我公司化验人员化验人员发现围垦的水田耕层HA,睡着开垦年限得增加,起初游离HA含量增加,但腐植化程度经过一段时间的提高后,想未成熟的方向退化,也就是说,HA变得越来越不稳定了,认为可能是由于开垦后的氧化、脱盐、堆厩肥等作用的结果。由此认为,耕作会降低HA的稳定性和含量。
2、不同土壤腐植酸级分的平均存留时间
不同HA的级分相互比较,平均存留时间(可理解为 “平均寿命”)顺序一般为:与钙、镁结合的腐植酸>游离腐植酸,腐黑物>腐植酸>换腐酸>水解初期植物残体。各种腐植酸类物质的平均寿命为:黑钙土中腐黑物1140年,腐植酸盐(主要为HA-Ca)1235年,而灰壤、黄壤中的游离HA只有780年,灰化土游离HA寿命不足黑钙土的1/3;一般FA的平均寿命约500年,HA的酸水解物和植物残体水解物寿命只有25年。
不少土壤中用HA/FA比值近似表示土壤腐植化程度,其潜在含义是,FA含量越高的腐植物质结构越简单,且越不稳定。表3-3是几种土壤中的HA/FA值。可以看出,该比值越是肥沃的土壤越高,其中盐碱化漠钙土最低,普通大田土居中,菜园土最高。有趣的是,耕作多年后撩荒地的土壤HS含量和HA/FA值有所提高。我国分析也表明,暗棕壤的HA/FA一般在1~2之间,黄棕壤为0.45~0.75,而砖红壤则<0.45;同样土质情况下,湿润地区比干燥地区的HA/FA高。

3-3不同土壤中的HA/FA
土壤类型 腐植酸类物质
总HS(以C计)% HA/FA 土壤类型 腐植酸类物质
总HS,% HA/FA
盐碱化漠钙土 0.08~0.12 0.136~0.255
撩荒漠钙土 0.19 0.565
耕作漠钙土 0.14~0.18 0.424~0.466
灰棕色漠钙土 0.07 0.217 普通大田土(上层) 1.26 0.92
新菜园土(上层) 1.49 2.10
中等熟化菜园土(上层) 2.13 2.33
老菜园土(上层) 2.43 2.53
(下层) 1.20 ——
应强调的是,土壤HA并非都按理想化的模式,从不成熟到成熟的方向发展,而是决定于所处环境和条件。正如前面所述,在适当的土质、气候、覆水及微生物区系环境中(如原始黑钙土那样),土壤有机质可不断按上述腐植化程序进行到底,寿命就长。但是,如果环境不利,如连续干旱、植被破坏、温度过高或过低,都不利于HS成熟、保存和积累。高山、荒原的自然环境一直恶劣,有机质腐植化只能停留在RP或P阶段就开始分解流失,所以HS的腐植化程度低,寿命期短。在特出情况下,假如环境本来优越的森林土和黑钙土遭到破坏,同样会是腐植化进程停止或逆转,不仅是小分子的中间产物分解,甚至大分子腐植酸也会逆转为小分子乃至全部分解。



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