不同组分腐植酸对土壤水分运动和理化性质的影响

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胡敏酸、富里酸作为土壤腐殖质的重要组成,由于在自身分子结构组成上存在着巨大差异,作为土壤有机质的主要成分,对土壤性质然而起到不尽相似的作用。本文将胡敏酸、富里酸应用于陕西省长武县黑垆土,通过开展一维垂直入渗、土壤水分常数、土壤培养等试验,结合数学模型分析其对土壤水分运动、持水特性、土壤基本性状、有效养分、表面电化学性质等造成的影响。探索了胡敏酸、富里酸对土-水间物理化学特性,定性地阐明,为进一步开展细化量化分析胡、富之间的差异奠定基础。主要研究成果如下:(1)胡敏酸比富里酸更加良好地促进降低容重,土壤容重与土壤腐植酸含量呈显著负相关(P<0.05)。富里酸处理组之间对土壤水稳性大团聚体的影响更为显著,随着土壤两种腐植酸水平的提高,均能够增大大团聚体减少微团聚体含量。5%含量水平富里酸对土壤水稳性大团聚体的改良效果更加良好,显著降低土壤的分形维数。不同组分腐植酸能够提高土壤水分常数而言,HA与FA处理之间的差异不显著(P>0.05)。适度的土壤胡敏酸含量能提高土壤水分下渗速率。而土壤富里酸含量水平的提高增加了土壤的持水性能,减缓了土壤水分运动过程。经E-Horton、E-Kostiakov、E-Philip三种熵入渗模型拟合所得拟合度R2均大于0.95,拟合置信度高,均能较好地描述土壤水分入渗过程的规律。土壤水分特征曲线随腐植酸含量水平提高发生右移。对同一种类质地分类的土壤而言,随土壤有机质含量升高,土壤含水量越大,产生的滞后现象就越明显。(2)两种腐植酸都能对土壤酸碱度pH值起到遇酸调酸、遇碱调碱和稳定缓冲的功能,土壤胡敏酸含量与土壤阳离子交换量具有正相关关系,对电导率的变化不显著,能够提高土壤OC的含量。富里酸含量对pH值呈现持续下降的趋势,达到显著水平。(P<0.05),与阳离子交换量、电导率均呈现显著正相关,对土壤有机碳作用不显著。在尿素、过磷酸钙施入土壤30天,胡敏酸在施加量2%时达到促进作用,铵态氮含量出现缓慢增大趋势,硝态氮变化幅度在3%-10%之间,出现明显增加趋势,富里酸在含量1%时就能显著提高有效磷含量,土壤铵态氮含量与土壤富里酸呈显著正相关。土壤有效磷对土壤腐植酸出现了正相关的关系。腐植酸自身有对应金属元素时,加入土壤后提高了土壤本体的水溶性盐含量。胡敏酸、富里酸都能够提高土壤表面电位、比表面积;减弱了土壤表面电荷密度和表面电场,且富里酸的作用更加显著。(3)随着试验时间推移,胡敏酸处理组间酸碱度pH出现先增大后减小趋于平稳,回归CK组pH值的变化趋势。在2%供试含量范围,土壤电导率呈现出波动上升的趋势,变化幅度不显著。富里酸处理组间,酸碱度pH值在初期快速下降,在培养后期缓慢回升且趋于平缓。电导率出现了“N”形变化趋势,阳离子交换量在培养过程中出现了相同的变化趋势,初期略微下降随后显著提高趋势且缓慢趋于平稳,在90d时高于CK组,土壤有机碳含量提高幅度在5%内,试验时间短未造成有机碳的积累。施加基肥后,铵态氮的含量在预培养的3d内快速升高,随后迅速下降至接近平缓,表明腐植酸的施入能够提高土壤铵态氮含量,且富里酸的增氮、保铵缓释效果更好。硝态氮的含量持续增加。富里酸较胡敏酸的作用效果更显著(P<0.05)。有效磷含量随着培养时间的延长不断升高,在培养的0-30d释放量增加迅速,在60-90d有所回落;添加胡敏酸的土壤速效磷含量呈现出“N”型走向。在培养结束后,高于初始CK水平。整体而言,土壤水溶性盐含量随时间的变化不具有规律性。不同组分腐植酸施加入土壤后,随时间的推移,土壤表面电化学性质均在一定范围内上下波动。培养时间对土壤表面电位、表面电荷密度和表面电位不具备明显的特征规律,土壤比表面积出现先增大后减小趋于平稳的变化,富里酸的作用效果更显著。
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