時間：2022-05-09 04:37:21
序論：在您撰寫有機質(zhì)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
摘 要：該文通過研究桂平市土壤有機質(zhì)現(xiàn)狀，客觀了解基本情況，分析土壤有機質(zhì)含量低的主要原因，提出提高桂平市土壤有機質(zhì)的主要措施。
關(guān)鍵詞：土壤；有機質(zhì)；現(xiàn)狀；改良；措施
2007年桂平市被列為農(nóng)業(yè)部測土配方施肥補貼項目縣，9年來，我們對全市范圍所履蓋土壤進行采樣并進行測試，通過測試發(fā)現(xiàn)，桂平市耕地土壤有機質(zhì)含量低，同時由于大量使用商品化肥，復(fù)種指數(shù)高，對耕地不注意合理輪作培肥土壤，造成土壤板結(jié)，質(zhì)量下降，有機質(zhì)含量低下，對糧食生產(chǎn)造成較大的影響，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量不高，生產(chǎn)成本增加，產(chǎn)品質(zhì)量差，因此必須引起足夠重視。本文主要圍繞土壤有機質(zhì)含量狀況進行討論，為桂平市測土配方施肥項目成果應(yīng)用和今后培肥土壤提供技術(shù)支撐。
1 桂平市土壤有機質(zhì)含量概況
1.1 耕地土壤有機質(zhì)含量概況 通過對全市普查的6.78萬hm2耕地耕層土壤分析化驗結(jié)果表明，桂平市26個鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地土壤有機質(zhì)含量范圍在4.9～57.02g/kg，平均為20.49g/kg。根據(jù)自治區(qū)土壤肥料工作總站有關(guān)文件的養(yǎng)分分級標準，把全市耕地土壤有機質(zhì)含量劃分為五級，其中3、4級為豐富，共計面積6 380hm2，占耕地總面積的93.67%；2級為較少，面積3 587hm2，占耕地總面積的5.27%；1、5級為缺乏，面積720hm2，占耕地總面積的0.97%。可見，桂平市耕地土壤有機質(zhì)含量中低水平居多。桂平市域26個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和4個林場耕地耕層土壤有機質(zhì)含量區(qū)域差異不大，都是以3、4級為主，白石山、厚祿鄉(xiāng)、羅秀鎮(zhèn)、白沙鎮(zhèn)、西山鎮(zhèn)耕地耕層土壤有機質(zhì)平均含量稍高，其它鄉(xiāng)鎮(zhèn)相差不大。
1.2 不同利用類型耕地土壤有機質(zhì)含量狀況
1.2.1 水田土壤有機質(zhì)含量 通過對全市4.99萬hm2水田耕層土壤有機質(zhì)測定結(jié)果統(tǒng)計，桂平市水田土壤有機質(zhì)含量范圍在4.96～56.59g/kg，平均含量為20.54g/kg。根據(jù)自治區(qū)土壤肥料工作總站有關(guān)文件的養(yǎng)分分級標準，把全市水田土壤有機質(zhì)含量劃分為5級，其中3、4級為豐富，共計面積4.66萬hm2，占水田面積的93.57%；2級為少量，面積2 653hm2，占水田面積的5.32%；1、5級為缺乏，面積553hm2，占水田面積的1.11%。由此可見，桂平市域水田有機質(zhì)含量總體上中低水平居多，耕地土壤總體水平低。桂平市域26個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和4個林場耕地耕層水田有機質(zhì)含量區(qū)域差異不大，都是以3、4級為主。
1.2.2 旱地土壤有機質(zhì)含量 通過對全市1.83萬hm2旱地耕層土壤有機質(zhì)測定結(jié)果統(tǒng)計，有機質(zhì)含量范圍在4.49～57.02g/kg，平均含量為20.39g/kg。根據(jù)自治區(qū)土壤肥料工作總站有關(guān)文件的養(yǎng)分分級標準，將全市旱地土壤有機質(zhì)含量劃分為五級，其中3、4級為豐富，共計面積1.72萬hm2，占旱地面積的93.95%；2級為少量，面積933hm2，占旱地面積的5.12%；1、5級為缺乏，面積173hm2，占旱地面積的0.93%。由此可見，桂平市域旱地土壤有機質(zhì)含量中低水平居多。26個鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地耕層旱田有機質(zhì)含量區(qū)域差異不大，都是以3、4級為主。
1.2.3 不同母質(zhì)發(fā)育的土壤耕層土壤有機質(zhì)含量 不同成土母質(zhì)，土壤有機質(zhì)含量不同?；◢弾r、石灰?guī)r、第四紀紅土等發(fā)育的土壤耕層有機質(zhì)含量較高，紫色巖、河流沖積物、沙頁巖等發(fā)育的土壤耕層有機質(zhì)含量相對稍低一點。
1.3 土壤有機質(zhì)含量變化情況 與第二次土壤普查結(jié)果比較，水田土壤有機質(zhì)相對下降，有機質(zhì)含量>30g/kg的比例由第二次土壤普查時的17.31%下降到5.97%，減少了11.34%；有機質(zhì)含量在20～30g/kg之間的比例由第二次土壤普查時的66.52%下降為42.04%，下降了24.48%，有機質(zhì)含量≤20g/kg的水田面積在第二次土壤普查時占16.17%上升為51.99%，上升了35.82個百分點。旱地土壤有機質(zhì)含量明顯上升，有機質(zhì)含量>30g/kg的比例由第二次土壤普查時的1.64%上升到5.48%，增加了3.84個百分點，有機質(zhì)含量在20～30g/kg的比例由第二次土壤普查時的25.16%上升為41.19%，上升了16.03個百分點，有機質(zhì)含量≤20g/kg的比例由第二次土壤普查的73.2%下降為53.33%，下降了19.87個百分點。
2 造成土壤有機質(zhì)含量低的主要原因
全市耕地土壤有機質(zhì)含量范圍在4.9～57.02g/kg，平均為20.48g/kg。根據(jù)自治區(qū)土壤肥料工作總站有關(guān)文件的養(yǎng)分分級標準，把全市耕地土壤有機質(zhì)含量劃分為五級，其中3、4級為主，占耕地總面積的93.67%；2級為較少，占耕地總面積的5.27%；1、5級為缺乏，占耕地總面積的0.97%。與第二次土壤普查結(jié)果比較，水田土壤有機質(zhì)相對下降，有機質(zhì)含量>30g/kg的比例由第二次土壤普查時的17.31%下降到5.97%，減少了11.34個百分點；有機質(zhì)含量在20～30g/kg的比例由第二次土壤普查時的66.52%下降為42.04%，下降了24.48%。有機質(zhì)含量≤20g/kg的水田面積在第二次土壤普查時占16.17%上升為51.99%，上升了35.82個百分點。旱地土壤有機質(zhì)含量明顯上升，有機質(zhì)含量>30g/kg的比例由第二次土壤普查時的1.64%上升到5.48%，增加了3.84個百分點，有機質(zhì)含量在20～30g/kg的比例由第二次土壤普查時的25.16%上升為41. 19%，上升了16.03個百分點，有機質(zhì)含量≤20g/kg的比例由第二次土壤普查的73.2%下降為53.33%，下降了19.87個百分點?？梢?，桂平市耕地土壤有機質(zhì)含量屬中低水平居多。綜合分析造成土壤有機質(zhì)含量低的主要原因有如下幾點：
2.1 土壤有機質(zhì)的投入量持續(xù)下降 這與長期以來有機物質(zhì)的投入量持續(xù)下降有關(guān)，20世紀80年代初桂平市耕地上農(nóng)家肥年使用量在167kg/hm2，進入90年代以后，有機肥使用量急劇減少。
3.2.4 根據(jù)土壤pH值選擇肥料種類 土壤的酸堿度與施用肥料的選擇關(guān)系很大。pH值小于5.5以下的酸性水稻土，不宜施硫酸銨、過磷酸鈣等酸性肥料，因為它會增強土壤的酸性，減弱有益微生物的活動，促使還原性鐵、錳、鋁等物質(zhì)的溶解，對水稻發(fā)生有害作用。對pH值大于7.5的堿性土壤應(yīng)停施石灰、碳酸氫銨等堿性肥料。若增施堿性肥料會增大土壤堿性，土壤粘結(jié)、變硬、團聚結(jié)構(gòu)遭到破壞，理化性狀受影響，作物植株矮小，不分蘗或少分蘗，有效穗少，結(jié)實率低，成熟不一致。
3.2.5 加厚培肥耕作層，提高蓄水保肥能力 水、肥、氣、熱、光能是農(nóng)作物生活的重要因素，滿足作物諸因素的要求首先要從改善農(nóng)作物賴以生存的土壤著手，創(chuàng)立良好的耕作層結(jié)構(gòu)，使其深厚、肥沃、疏松、上虛下實，有利于通氣、升溫、保肥、保水，達到調(diào)節(jié)土壤中水、肥、氣、熱狀況，保證作物的豐產(chǎn)環(huán)境條件，為水稻穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。耕作層的深淺，土壤熟化程度的高低，土層發(fā)育程度的好壞，對作物根系生長發(fā)育縱橫伸展影響很大。高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的水稻土要求有20cm以上的耕作層。在肥料的配合下，適當(dāng)加深耕作層，有利于高產(chǎn)。深耕要根據(jù)實際況情，因地制宜，土壤熟化程度高的，深耕一些，熟化程度低的淺耕一些，逐造逐年加深，不要一次耕得過深，更不要攪亂土壤層次。深耕后要施足肥料，精耕細作，使土、肥相融，加速土壤熟化，使生土變熟土，熟土變肥土，達到提高作物產(chǎn)量的目的。
深耕、培肥與改良土壤質(zhì)地要結(jié)合起來，調(diào)整耕作層的沙、泥比例，使質(zhì)地適中，達到三沙七泥或四沙六泥。如沙土田、潮沙田、潴育沙土田、紫沙田和雜沙田等可以摻入塘泥、粘土等；如果是黃泥田、臘泥田、粉結(jié)田和紫粘田等可以摻入河沙泥、潮沙泥等改粘。
3.2.6 因土種植，充分、合理利用土地資源 不同的土壤類型有不同的土壤性狀，不同性狀的土壤有不同的改良和利用。只有根據(jù)土壤性狀的不同特點進行合理利用，才能充分發(fā)揮各種土壤的增產(chǎn)潛力。在土壤的利用方面還要考慮到土壤質(zhì)地，把那些蓄水保肥能力強，理化性狀較好的輕壤土、中壤土、重壤土或輕粘土、中粘土的水田用來種遲熟、高產(chǎn)糧食作物。那些沙土、沙壤土質(zhì)地水田，可因地因時制宜，推廣水旱輪作，種水稻、種花生、大豆、甘蔗等。利用鐵子土、石礫土等可發(fā)展有固氮作用的大豆、蠶豆、豌豆、綠豆等耐早、耐瘦豆科作物。這樣一方面能地盡其力，另一方面又增加作物產(chǎn)量。河灘、山嶺腳較平緩的沖積、洪積，赤紅壤土，可種植甘蔗、麻類及蠶桑，發(fā)展多種經(jīng)營。低丘、中丘地帶應(yīng)發(fā)展荔枝、龍眼、柑桔、三華里、八角、玉桂、藥材等經(jīng)濟林木，高丘、山地、高山應(yīng)種上闊葉林、用材林、新炭林，迅速提高復(fù)蓋率。合理利用土地將有利于保持水土，防止水土流失，確保生態(tài)平衡，種茶、種果、種竹、種木，養(yǎng)牛、養(yǎng)馬、養(yǎng)羊，農(nóng)、林、牧、副、漁全面發(fā)展，增加農(nóng)民收入。 （責(zé)編：吳祚云）
摘要 以江蘇省張家港市為研究對象，對比分析1980年和2008年2次土壤普查時土壤有機質(zhì)的變化趨勢。結(jié)果表明：2008年的土壤有機質(zhì)含量較1980年明顯增加，有機質(zhì)的平均含量增加2.2 g/kg。水稻土有機質(zhì)含量增加的幅度較潮土快，水稻土平均增加了3.8 g/kg，潮土平均增加了1.1 g/kg。同時，對如何提高張家港市土壤有機質(zhì)的含量提出了相應(yīng)對策。
關(guān)鍵詞 土壤有機質(zhì)；變化趨勢；秸稈綜合利用；有機肥；綠肥；江蘇張家港
土壤有機質(zhì)是評價耕地質(zhì)量的重要指標之一[1]，是指存在于土壤中的所有有機物質(zhì)。它包括土壤中的各種動植物殘體、微生物體及其分解和合成的各種有機物質(zhì)[1]。土壤有機質(zhì)的含量水平對作物的供肥能力、土壤耕性、通氣性以及透水性等都有著直接的影響。國內(nèi)外研究表明，自然環(huán)境的改變，肥料施用和輪作方式的不同，都會影響土壤有機質(zhì)的含量。如果土壤缺乏有機質(zhì)，則需要較長一段時間才可恢復(fù)[2]。因此，研究土壤有機質(zhì)含量的變化趨勢，對掌握當(dāng)?shù)馗氐亓η闆r有著重要的現(xiàn)實意義。
本項目以江蘇省張家港市為研究對象，收集并整理張家港市的相關(guān)資料，對比分析1980年和2008年2次土壤普查時土壤有機質(zhì)的變化趨勢，為張家港市測土配方施肥工作提供有效支撐。
1 區(qū)域概況與研究方法
1.1 區(qū)域概況
張家港市位于長江三角洲平原，江蘇省東南部，地理位置為北緯31°43′～32°02′、東經(jīng)120°22′～120°52′。張家港市總面積998.48 km2，其中陸地面積785.55 km2，占78.67%，長江水域面積212.93 km2，占21.33%。張家港市的土壤發(fā)育于全新統(tǒng)海積沖積物和全新統(tǒng)瀉湖相沉積物。地貌類型屬三角洲平原，地形南高北低。農(nóng)用土地總面積4.220 3萬hm2，其中，耕地3.458 8萬hm2，園地0.121 1萬hm2，林地0.071 7萬 hm2，其他0.568 7萬hm2。耕地中灌溉水田2.981 8萬hm2，水澆地0.053 5萬hm2，旱地0.423 5萬hm2。全年平均日照時數(shù)為2 133.1 h，無霜期251 d，年平均氣溫15.2 ℃，年降雨量1 039.3 mm。境內(nèi)地質(zhì)屬第四系沉積覆蓋，覆蓋層厚度為90～240 m，是全新統(tǒng)現(xiàn)代沉積。第四系覆蓋層的可耕層為2～3 m，耕層下面是砂質(zhì)黏土、黏土層，厚度為50～70 m；在地面以下70～150 m之間，有細砂層、黏質(zhì)砂層、中砂層、礫石層；在地面140～240 m以下便是砂巖、灰?guī)r、礫巖層[3]。張家港市共分為八鎮(zhèn)兩區(qū)：楊舍鎮(zhèn)、金港鎮(zhèn)、錦豐鎮(zhèn)、樂余鎮(zhèn)、鳳凰鎮(zhèn)、南豐鎮(zhèn)、大新鎮(zhèn)、塘橋鎮(zhèn)、常陰沙現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)、雙山島旅游度假區(qū)。
1.2 研究方法
張家港市耕地面積4.092 2萬hm2，按照《農(nóng)業(yè)部測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》的要求共設(shè)調(diào)查采樣點2 193個，樣點平均代表面積18.66 hm2。共設(shè)耕地環(huán)境調(diào)查采樣點557個，樣點平均代表面積73.46 hm2。土樣于2007年、2008年秋收前后10月中、下旬采集。采樣深度為水稻土0～15 cm、潮土0～20 cm。本項目采用重鉻酸鉀-硫酸溶液-油浴法對樣品進行分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 土壤有機質(zhì)的現(xiàn)狀和空間分布
據(jù)2 193個耕層土樣的化驗分析，土壤有機質(zhì)平均含量22.2 g/kg，按第2次土壤普查時的分級標準，處于較高水平的下限。其中，>25 g/kg的樣品占27.2%，20.1～25.0 g/kg的樣品占33.3%，15.1～20.0 g/kg的樣品占31.9%，12～15 g/kg的樣品占5.7%，
在不同土壤類型地區(qū)，土壤有機質(zhì)的含量具有明顯差異，表現(xiàn)為水稻土區(qū)土壤有機質(zhì)的含量高于潮土地區(qū)（表1），水稻土區(qū)有機質(zhì)平均含量25.9 g/kg，高于潮土區(qū)的20.4 g/kg。
土壤有機質(zhì)含量在不同行政區(qū)域間也有較大差異，有機質(zhì)含量最高的是塘橋鎮(zhèn)，平均為26.75 g/kg；含量最低的是樂余鎮(zhèn)，平均18.29 g/kg。土壤有機質(zhì)由高到低在鎮(zhèn)間的排列次序是：塘橋、鳳凰、金港、楊舍、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)、大新、錦豐、南豐、樂余（表2、圖1）。
2.2 土壤有機質(zhì)的變化趨勢
與1980年土壤有機質(zhì)的含量相比較，土壤有機質(zhì)含量呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢，2008年土壤有機質(zhì)的平均含量較1980增加2.2 g/kg。對1980年和2008年土壤有機質(zhì)采用插值法處理的結(jié)果表明，絕大部分面積土壤有機質(zhì)含量上升了0～5 g/kg，約有8 000 hm2的土壤面積上升了5～10 g/kg，占土壤總面積的10%，僅較小面積的土壤有機質(zhì)有輕微的降低。水稻土有機質(zhì)含量增加的幅度較潮土快，水稻土平均增加了3.8 g/kg，潮土平均增加了1.1 g/kg。潮土中有機質(zhì)含量在20～25 g/kg的土壤面積上升了5.78%，水稻土中有機質(zhì)含量大于25 g/kg的土壤面積上升了27.15%（表3、圖2、圖3）。
耕作制度和土壤有機質(zhì)變化對土壤有機質(zhì)含量的有著重要的影響。據(jù)對153個相同采樣田塊1980年、1996年、2008年3個不同年份有機質(zhì)含量的分析統(tǒng)計，平均含量分別為19.2、19.5、1.2 g/kg，表現(xiàn)為穩(wěn)定上升的趨勢。
但在不同土壤類型的年份之間具有顯著差異，潮土區(qū)101個田塊，3個年份土壤有機質(zhì)平均含量分別為17.3、17.0、18.7 g/kg，1996年比1980年下降0.3 g/kg，其中有機質(zhì)下降的57個田塊，占56.4%；1996―2008年，扭轉(zhuǎn)了土壤有機質(zhì)下降的趨勢，平均含量反比1996年增加了1.7 g/kg，有機質(zhì)下降的田塊數(shù)也減少到35個，占34.7%（圖4）。
其原因主要是從1982年開始，該區(qū)有3個鎮(zhèn)的耕作制度長期實行麥棉輪作，不利于土壤有機質(zhì)的積累。1996年以后，種植模式發(fā)生變化，增加了水稻種植，實行水旱輪作，對提高土壤有機質(zhì)的含量發(fā)揮了重要作用。
水稻土區(qū)由于長期實行稻麥輪作，加上該區(qū)農(nóng)業(yè)機械較配套，多年進行麥秸稈全量機械化還田，對土壤有機質(zhì)的積累更為有利，因此，土壤有機質(zhì)含量的上升幅度和平均值都明顯高于潮土區(qū)。52個田塊平均，1980年有機質(zhì)含量23.0 g/kg，1996年上升到24.2 g/kg，2008年又上升到26.2 g/kg。從土壤有機質(zhì)上升的幅度比較，1996―2008年的12年間，有機質(zhì)含量的平均值增加了2 g/kg，多于1980―1996的16年增加值1.2 g/kg（圖4）。
其原因是前16年秸稈還田的方法以傳統(tǒng)的人工方法為主，秸稈的還田數(shù)量和面積受到限制；后12年農(nóng)業(yè)機械化水平的提高為增加秸稈還田的數(shù)量和范圍提供了條件，所以土壤有機質(zhì)含量上升的幅度也增大。
3 結(jié)論與對策
土壤有機質(zhì)對培育土壤地力具有極其重要的作用，是土壤養(yǎng)分庫的重要部分，提供作物生長所需的多種養(yǎng)分；可促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤物理性狀；能提高土壤的保肥能力和緩沖性能，防止土壤養(yǎng)分流失和調(diào)節(jié)土壤酸堿性；具有吸附和絡(luò)合作用，防止某些金屬離子對作物的毒害和DDT等殘留農(nóng)藥對農(nóng)產(chǎn)品的污染等。在當(dāng)前的新形勢下，增加土壤有機質(zhì)的技術(shù)措施主要有抓好秸稈還田和推廣使用商品有機肥、綠肥。
3.1 結(jié)論
根據(jù)2193個耕層土樣的化驗分析結(jié)果表明，20世紀80年代以來，土壤有機質(zhì)含量呈顯著上升趨勢。與1980年土壤有機質(zhì)的含量相比較，2008年的土壤有機質(zhì)含量明顯增加，有機質(zhì)的平均含量增加2.2 g/kg。水稻土有機質(zhì)含量增加的幅度較潮土快，水稻土平均增加了3.8 g/kg，潮土平均增加了1.1 g/kg。
3.2 對策
3.2.1 稻麥秸稈全量連茬機械還田。麥秸稈全量機械化還田，對土壤有機質(zhì)的積累是一個非常有利的過程。張家港市作為江蘇省秸稈綜合利用示范縣，常年推廣“1+X”秸稈綜合利用模式，以秸稈機械化全量還田為主，同時積極探索秸稈肥料化、能源化、飼料化、基料化、工業(yè)原料化等多種利用形式。①旱耕（犁旋）水整秸稈還田作業(yè)。技術(shù)路線：聯(lián)合收割機適當(dāng)留茬收獲小麥、麥秸稈切碎勻拋施基肥（增施氮肥）旋耕機旱作滅茬還田（犁旋一體復(fù)式機還田作業(yè)）放水泡田平田整地水稻機插秧。作業(yè)要求：要求聯(lián)合收割機收割留茬≤15 cm，秸稈切碎≤10 cm，并均勻拋撒于田間，旋耕機作業(yè)深度≥15 cm（犁耕深度≥22 cm）。機具配備：聯(lián)合收割機加裝相應(yīng)的秸稈切碎拋撒裝置；一般采用51.45 kW 以上拖拉機，匹配相應(yīng)幅寬的旋耕機（犁旋一體復(fù)式機）、秸稈還田機械（水田埋茬耕整機）。②水耕水整秸稈還田作業(yè)。技術(shù)路線：聯(lián)合收割機適當(dāng)留茬收獲小麥、麥秸稈切碎勻拋施基肥（增施氮肥）放水泡田水田秸稈還田機耕整地（2遍作業(yè)）水稻機插秧。作業(yè)要求：要求聯(lián)合收割機收割留茬≤15 cm，秸稈切碎≤10 cm，均勻拋撒于田里，秸稈還田機作業(yè)深度≥15 cm。機具配備：聯(lián)合收割機加裝相應(yīng)的秸稈切碎拋撒裝置；一般采用51.45 kW 以上拖拉機，匹配相應(yīng)幅寬的秸稈還田機械[4-10]。
秸稈還田用機械化全程作業(yè)，有效地解決了農(nóng)村季節(jié)與勞力緊缺的矛盾，確保了農(nóng)村其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的勞力，促進農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。同時，秸稈采用機械化還田突破了傳統(tǒng)人工還田還草量只能達到22.50～33.75 t/hm2的范圍，實現(xiàn)了稻麥秸稈全量就地還田，提高了還田質(zhì)量，并且有效地解決了農(nóng)村多余秸稈對環(huán)境帶來的污染。
3.2.2 麥子（油菜）套播水稻秸稈自然還田技術(shù)。從2000年開始，在借鑒揚州地區(qū)超高茬麥套稻技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行了連續(xù)的應(yīng)用研究，取得了較理想的效果。水稻免耕套播技術(shù)的社會效益表現(xiàn)在有利提高耕地的復(fù)種指數(shù)，節(jié)約水稻生產(chǎn)的秧田用地，使復(fù)種指數(shù)提高7%～10%；簡化了水稻生產(chǎn)農(nóng)藝，減輕了勞動強度又大大地節(jié)約了生產(chǎn)用工；減去了土壤機械耕作，有利于節(jié)約能源。
生態(tài)效益表現(xiàn)在有利于水稻前茬小麥、油菜秸稈的全量自然還田，使秸稈中的養(yǎng)分重新進入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，參與再循環(huán)，提高土壤有機質(zhì)，改良土壤理化性狀；并有利于防止土壤水土流失，保護農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)；另外，由于免耕套播的施肥量比常規(guī)移栽節(jié)約了31.2%，也同時減輕了化肥使用帶來的面污染。因此，水稻免耕套播技術(shù)也是一項有利于自然生態(tài)保護的技術(shù)。
3.2.3 大力推廣商品有機肥。商品有機肥是有機肥的一種，是將畜禽糞便經(jīng)堆制發(fā)酵加工而成。商品有機肥含有植物所需的各種大量營養(yǎng)元素、微量元素和有機質(zhì)，有機質(zhì)中的氨基酸、酰胺和核酸可以直接被植物吸收，有機質(zhì)中的糖類和脂肪是土壤微生物生命活動的能源[4]。
以青菜施用情況為例。青菜施用商品有機肥3 t/hm2，其產(chǎn)量較單獨施用化肥有所增加，增幅在9.94%～29.2%。施用商品有機肥能夠有效地降低作物中硝酸鹽的含量，提高作物安全品質(zhì)。
在張家港市，每年至少推廣商品有機肥8 500 t，主要施用于經(jīng)濟作物，少量施用于水稻和小麥。其主要原因是張家港市稻麥種植面積較經(jīng)濟作物甚廣，而施用商品有機肥的人工成本相對較高。綜合比較，施用在水稻小麥方面的商品有機肥則較少，這一定程度上影響了稻麥體系的土壤有機質(zhì)含量。對此，更應(yīng)該大力推廣商品有機肥在稻麥田塊的施用，并且大力發(fā)展機械化施肥技術(shù)。
3.2.4 大力推廣綠肥施用技術(shù)。綠肥是一種很好的生物肥料，翻壓后可以豐富土壤有機質(zhì)，改善土壤物理性狀，富集土壤中養(yǎng)分，提高碳素營養(yǎng)，防止土壤侵蝕和養(yǎng)分流失，防止植物病害和有害的生物和化學(xué)的影響[5]。長期施用綠肥等有機肥能提高土壤松結(jié)態(tài)腐殖質(zhì)、穩(wěn)結(jié)態(tài)腐殖質(zhì)以及緊結(jié)態(tài)腐殖質(zhì)含量。而單施化肥不但不利于土壤有機質(zhì)的保持，而且容易造成土壤原有有機質(zhì)品質(zhì)的惡化，使土壤有機質(zhì)逐漸老化，不利于調(diào)節(jié)土壤中的養(yǎng)分供應(yīng)。
自2009年，張家港市已連續(xù)7年推廣綠肥項目。經(jīng)過大力開展科普宣傳工作以及鼓勵農(nóng)戶種植，綠肥提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、節(jié)肥增效等重要性性已深入人心，不少農(nóng)戶主動種植。為了進一步做好推廣工作，助力生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)，張家港市每年保持種植蠶豆、黃花苜蓿666.67 hm2以上。同時，免費發(fā)放種子至各鎮(zhèn)，并且跟蹤綠肥種植情況，確保黃花苜蓿等綠肥生長正常，為綠肥種植面積的不斷擴大提供保障。
摘要 采用重鉻酸鉀容量法，加熱方法用傳統(tǒng)油浴法和改進沸水浴法測定土壤有機質(zhì)，5個國標土樣用2種方法的測定值都在國標認定值范圍內(nèi)，15個隨機土樣油浴加2種方法的SD均小于1.48，CV小于4%，無顯著差異，2種加熱方法精密度良好。與傳統(tǒng)的油浴法相比，沸水浴加熱法無油污，好清洗，操作方便，同時克服了稀釋熱法（水合熱法）受室溫變化影響和加熱不均勻的缺點，此方法適合批量檢測有機質(zhì)。
關(guān)鍵詞 容量法；土壤有機質(zhì)；加熱方法；標準樣品；隨機樣品；精密度
土壤有機質(zhì)是土壤中各種營養(yǎng)元素特別是氮磷的重要來源，能改善土壤的物理性狀，使土壤具有保肥力和緩沖性，是土壤肥力高低的一個重要指標。土壤有機質(zhì)的測定方法有干燒法、濕燒法、比色法和容量法等。目前，各國在土壤有機質(zhì)研究中普遍使用的是重鉻酸鉀容量分析法[1-2]，在采用容量分析法測定時，又分為外加熱法和稀釋熱法（水合熱法）。外加熱法是國標法，油浴溫度為180 ℃，沸騰5 min，此法氧化完全，不受室溫變化的影響，但空氣污染較為嚴重，沸騰的時間不好掌握，操作麻煩，成本高。稀釋熱法（水合熱法）是利用濃硫酸和重鉻酸鉀（2∶1）混合時產(chǎn)生的熱（溫度為120 ℃左右）來氧化有機碳，此法操作方便、成本低，但受室溫變化影響較大，有機質(zhì)氧化程度較低[3-5]。
本試驗在水合熱法的基礎(chǔ)上，嘗試用沸水浴加熱法加速有機質(zhì)氧化，保持溫度的穩(wěn)定，為土壤有機質(zhì)的測定提供了科學(xué)的依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
1.1.1 試劑。0.8 mol/L的重鉻酸鉀標準溶液；0.2 mol/L硫酸亞鐵溶液；鄰菲啉指示劑；濃硫酸（1.84 g/L）。
1.1.2 儀器。油浴鍋；鐵絲籠；電熱恒溫水浴鍋；250 mL三角瓶；彎頸小漏斗；硬質(zhì)試管（25 mm×200 mm）。
1.2 試驗方法
1.2.1 試驗原理。在過量的硫酸存在下，用重鉻酸鉀氧化有機碳，剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵來滴定，從所消耗的重鉻酸鉀量，計算出有機碳含量。
1.2.2 試驗方法。稱取過0.25 mm孔徑風(fēng)干土樣0.05～0.50 g，分別放入到硬質(zhì)試管和三角瓶中，各做4次重復(fù)。加入5 mL重鉻酸鉀標準溶液和5 mL濃硫酸，迅速搖勻。把加樣后的三角瓶迅速封口放入水浴鍋的沸水浴中，水剛過三角瓶液面即可，在沸水浴中加熱30 min后取出，待測液中加入40 mL蒸餾水；加樣后硬質(zhì)試管插入鐵絲籠，放到180 ℃油浴鍋加熱，沸騰5 min后取出，將試管中的待測液用蒸餾水全部洗入到三角瓶中，保持體積在50～60 mL。加熱后的待測液為橙黃或黃綠色，如為綠色說明有機質(zhì)沒有被充分氧化，需棄去重做，減少土樣稱樣量。
以上各待測液分別加入3～5滴鄰菲啉指示劑，用硫酸亞鐵滴定剩余的重鉻酸鉀，由橙黃―藍綠―棕紅為終點。同時做空白試驗。沸水浴加熱法氧化校正系數(shù)為1.16，油浴加熱法氧化校正系數(shù)為1.1。
2 結(jié)果與分析
試驗選取5個國標土樣，分別為GBW07458、GBW07459、GBW07142a、GBW07414a和GBW07417a，并從中隨機抽取15個土壤樣品，分別采用2種加熱方法來測定土壤有機質(zhì)的含量。
由表1可以看出，用國標土樣，2種方法的測定值都在國標范圍內(nèi)，同一國標土樣，沸水浴法測定值比油浴法測定值都稍高些，可能因為沸水浴法加熱時間長，反應(yīng)更為充分些。
由表2可以看出，樣品有機質(zhì)含量在6.33～133.99 g/kg，包涵了不同等級含量。油浴加熱法的標準偏差（SD）在0.24～1.44，變異系數(shù)（CV）在1.02%～3.79%；沸水浴加熱法SD在0.21～1.48，CV在1.20%～3.25%；2種方法的SD均小于1.48，CV小于4%，無顯著差異。沸水浴加熱法除11號測定數(shù)值略低于油浴加熱法，其余都比油浴加熱法稍高一些。由表1（上接第206頁）
和表2看出，2種加熱方法精密度良好。
3 結(jié)論
對5個國標土樣和隨機抽取15個土壤樣品進行有機質(zhì)含量測定，國標土樣2種方法的測定值都在國標范圍內(nèi)，隨機樣品油浴加熱法的標準偏差（SD）在0.24～1.44，變異系數(shù)（CV）在1.02%～3.79%；沸水浴加熱法SD在0.21～1.48，CV在1.20%～3.25%；2種方法的SD均小于1.48，CV小于4%，無顯著差異，2種加熱方法精密度良好。與傳統(tǒng)的油浴法相比，沸水浴加熱法無油污，好清洗，操作方便，同時克服了稀釋熱法（水合熱法）受室溫變化影響和加熱不均勻的缺點。此方法適合批量檢測有機質(zhì)，并有待推廣。
摘 要：該文通過對靈璧縣黃灣、韋集2鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤普查和農(nóng)業(yè)部測土配方施肥項目化驗，表明土壤酸堿度呈下降趨勢，其pH值已由偏堿性的8.5下降到偏酸性的6.5，個別田塊已接近5.0；2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的酸堿度相差0.5個單位，說明相鄰鄉(xiāng)鎮(zhèn)的pH值差異是由于施肥習(xí)慣、種植模式等人為農(nóng)事操作造成的，次數(shù)分布呈正態(tài)分布。土壤有機質(zhì)從20世紀70～80年代持續(xù)增加，以后的近20a則表現(xiàn)出增長緩慢或略有降低趨勢。相關(guān)分析表明：pH值在6.5～7.0之間，相關(guān)系數(shù)最高，r=0.279233*，說明土壤有機質(zhì)積累需要合適的酸堿度。
關(guān)鍵詞：砂姜黑土；pH值；土壤有機質(zhì)；變化趨勢；探討
全國沙姜黑土面積371.1萬hm2，淮北地區(qū)占總面積1/2以上[1]。砂姜黑土粘粒含量較高、質(zhì)地粘重、土壤結(jié)構(gòu)和孔隙性差、土壤有效水含量和有機質(zhì)含量低。受不良的土壤理化性質(zhì)影響， 砂姜黑土在生產(chǎn)性能上表現(xiàn)為適耕期短，易受旱、澇（漬）災(zāi)害，作物產(chǎn)量年際間波動較大[2-3]。
在砂姜黑土的供肥能力、肥水配合的作物效應(yīng)、對產(chǎn)量的影響及土壤改良等方面研究較多[5-7]，針對淮北地區(qū)沙姜黑土酸堿度和有機質(zhì)隨時間的變化規(guī)律及它們之間的關(guān)系研究報到尚少，本文從典型砂姜黑土區(qū)――靈璧縣黃灣、韋集2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)35a時間跨度的測土結(jié)果來分析研究，以期發(fā)現(xiàn)淮北地區(qū)砂姜黑土酸堿度和有機質(zhì)變化之間的規(guī)律，為培肥土壤、增加肥力和提高農(nóng)作物產(chǎn)量提供依據(jù)。
1 材料與方法
靈璧縣的沙姜黑土主要分布在該縣縣南、沿北沱河到淮河之間，研究黃灣、韋集2鄉(xiāng)鎮(zhèn)土樣理化性狀和肥力水平有較強的代表性。
根據(jù)黃灣、韋集2次土壤普查結(jié)果和2007―2009年農(nóng)業(yè)部測土配方施肥項目中832個土樣的化驗結(jié)果進行對比分析，采用次數(shù)分布、T測驗和相關(guān)分析的方法。
2 結(jié)果與分析
2.1 1973年和1985年2次土壤普查結(jié)果 從表1中可以看出：1973年當(dāng)時的土壤堿性較強，盡管取樣深度不同，但pH值沒有變化，是典型的堿性土壤。耕層土壤有機質(zhì)含量在11.2g/kg，隨深度增加，有機質(zhì)含量有下降趨勢。
1985年隨著家庭承包責(zé)任制的實行，農(nóng)民種田的積極性空前高漲，加之化肥的普遍使用，土壤有機質(zhì)含量增加很快，已由原來的11g/kg左右提高到18g/kg；pH值已由原來的8.5下降到8.0左右，并越往下堿性越強。
2.2 2007―2009年農(nóng)業(yè)部測土配方施肥項目化驗結(jié)果 從表2中可以看出：土壤有機質(zhì)的變幅很大，黃灣鎮(zhèn)高低相差近5倍，有機質(zhì)含量和80年代相比沒有增加，基本持平；韋集雖有增加，但和前2次增加速度相比，相對較小。pH值下降速度之快，出乎意料。
2.3 酸堿度、有機質(zhì)變化趨勢
2.3.1 砂漿黑土的酸堿度變化趨勢 結(jié)合表1、2可得出：1973年，土壤pH值為8.5，而1985年降到8.0，70cm以下仍為8.2；從2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)化驗結(jié)果來看耕層已經(jīng)降到總體平均的6.44～6.91。在相近的時間段內(nèi)，降幅越來越大，特別是后10多年，pH值下降1.0～1.5個單位。表3中不難看出，盡管2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的酸堿度有差異，但總體都在不同程度的下降，極端最低值接近5.0。相鄰2鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)的差異可能與化肥的選用、種植習(xí)慣、栽培技術(shù)等方面關(guān)系密切。為了更真切的反應(yīng)變化趨勢，采用次數(shù)分布進行進一步分析，以0.5個pH值作為區(qū)段，進行劃分，可以看出黃灣土壤的酸堿度眾值，主要集中在5.7～7.2，而韋集則相對集中在6.2～7.7中間，雖然都呈正態(tài)分布，但黃灣土壤的pH值要低于韋集0.5個單位。另外還體現(xiàn)出黃灣鎮(zhèn)的偏堿性土壤有一定比例。
表4的T測驗結(jié)果：黃灣高出95%置信區(qū)間的ph值在7.5～8.7，平均值8.16，沒有低出的數(shù)值，這可能與黃灣鎮(zhèn)本身的pH值較低有關(guān)，都涵蓋在區(qū)間值范圍內(nèi)。韋集鎮(zhèn)的酸堿度從統(tǒng)計數(shù)來看，分布相對較為集中，即使是最高值間僅相差0.6，最低值只相差0.3。
2.3.2 土壤有機質(zhì)積累與變化 從表1可知：20世紀70～80年代土壤有機質(zhì)含量呈增加趨勢；以后的近20a則表現(xiàn)出增加緩慢或略有降低趨勢。將土壤的有機質(zhì)按遞增3‰為梯度進行歸類，并統(tǒng)計次數(shù)（見表5）?？梢钥闯觯煌牡胤酵寥烙袡C質(zhì)含量分布不同，黃灣鎮(zhèn)有機質(zhì)大都集中在13～19g/kg，明顯低于第二次土壤普查結(jié)果，而韋集鎮(zhèn)的有機質(zhì)分布在16～22g/kg；這就是韋集有機質(zhì)高于黃灣的原因。另一方面，黃灣鎮(zhèn)還有個別土壤有機質(zhì)含量低于10.0以下；韋集則出現(xiàn)大于31.0g/kg以上的土樣。
表6的T測驗結(jié)果：黃灣有機質(zhì)高出95%置信區(qū)間的，分布在18.5～30.8g/kg，平均為23.6g/kg；韋集較高，分布在23.5～33.4g/kg，平均為26.51g/kg；黃灣有機質(zhì)低出95%區(qū)間的，主要分布在6.2～11.9g/kg；韋集14.0～14.9g/kg。平均為14.4g/kg。
2.4 土壤有機質(zhì)含量與土壤酸堿度之間的關(guān)系
2.4.1 2個土壤理化性狀的次數(shù)分布 雖然有機質(zhì)和酸堿度是土壤的2個獨立的理化指標，但從次數(shù)分布來看，盡管度量單位不同，劃分區(qū)段有異，但表3、表5向我們揭示出：都呈正態(tài)分布，黃灣鎮(zhèn)pH值眾值在5.7～6.7，而其有機質(zhì)含量13～21g/kg；韋集的pH值眾值6.2～7.2時，其有機質(zhì)含量則在16～26.5g/kg。在5.7～7.2區(qū)間內(nèi)，pH值每升高0.5個單位，有機質(zhì)含量上升5g/kg左右。
2.4.2 土壤酸堿度、有機質(zhì)極值之間的關(guān)系 表4中，黃灣鎮(zhèn)17個土樣，其pH值7.5～8.7，有機質(zhì)含量范圍8.8～23.8g/kg；韋集14個樣本，其pH值7.2～7.8，有機質(zhì)含量波動17.3～26.7g/kg。pH值低出的樣本較少，只有韋集的3個土樣，有機質(zhì)區(qū)間在13.9～23.4g/kg，pH值在6.3～6.5。說明在酸性較強的土壤中，其有機質(zhì)含量波動很大，且沒有極端值出現(xiàn)，不利培肥土壤。
表6數(shù)據(jù)則反應(yīng)出黃灣的15個樣本中，有機質(zhì)高出的pH值是7.9以上的有3個，但平均值較低；而pH值低于6.2的，出現(xiàn)4個樣本，都在20.5以下，其中有機質(zhì)30.80g/kg的土樣，其pH值為6.5；韋集數(shù)據(jù)也反應(yīng)出相同的變化趨勢，它的有機質(zhì)最大值33.4g/kg的pH值是6.8。
有機質(zhì)低出范圍的可以看出：黃灣的pH值大都集中在8.0以上或6.0以下，而韋集出現(xiàn)的土樣較少，應(yīng)該沒有代表性。
2.4.3 劃分不同的pH值取值范圍 6.0以下、6.0～7.0、7.0～8.0，進行pH值與有機質(zhì)含量之間的相關(guān)分析，相關(guān)系數(shù)依次為r=0.055869、0.260603、-0.01294。再細分pH值范圍，按pH值8.0再進行相關(guān)分析，其相關(guān)系數(shù)以pH值取6.5～7.0，相關(guān)系數(shù)最高，r=0.279233，其余都為負值。由此看來，土壤有機質(zhì)積累需要合適的酸堿度，結(jié)合以上分析，其底線應(yīng)該在6.0以上，最佳范圍是6.5～7.0。這就能解釋黃灣偏酸性土壤較多，其有機質(zhì)含量明顯低于韋集的原因。
3 小結(jié)與討論
（1）沙姜黑土的酸堿度有逐漸降低的趨勢，正在由偏堿性向偏酸性逐漸過渡。因種植習(xí)慣、施肥種類、栽培技術(shù)等人為因素而差異較大，個別田塊酸堿度已接近5.0。土壤有一定的修復(fù)緩沖作用，但超過一定的數(shù)值以后作物就不能正常生長或嚴重減產(chǎn)。隨著土壤酸化進程加快，有必要開展這方面研究工作。
（2）20世紀80年代中后期以前土壤有機質(zhì)積累逐年增加，隨后增長緩慢，后發(fā)展到與第二次土壤普查持平（1985年），有的還有所降低。分析表明：土壤有機質(zhì)快速積累要求一定的酸堿度范圍，當(dāng)土壤pH值較低時，可能加劇有機質(zhì)礦化，土壤pH值在6.5～7.0范圍內(nèi)有利于有機質(zhì)增加。
摘 要：如果將整個農(nóng)田生態(tài)循環(huán)當(dāng)做一個整體，那么，農(nóng)作物的秸稈將是構(gòu)成這個整體系統(tǒng)中最關(guān)鍵的因素，也是農(nóng)田生態(tài)循環(huán)過程中的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它在很大程度上維持了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
關(guān)鍵詞：秸稈還田；農(nóng)田土壤；有機質(zhì)
1 分析秸稈還田對農(nóng)業(yè)土壤有機質(zhì)提升的意義
1.1 蓄積了土壤的水分
在實施秸稈還田以及秸稈翻壓的過程中，通過同步開展還田以及機械深耕的方式，不僅使大氣的降水得到有效蓄積，而且能夠使地下水在此過程中充分發(fā)揮其功效與價值。在秋季深耕30cm時可以促進大氣降水提升下滲深度，有效的避免了由于地表徑流較多而對部分水資源的損耗問題；秸稈還田的廣泛展開，對大氣降水也起到了一定的攔蓄作用。因此，整個農(nóng)田的土壤可以接納到更均衡更有效的自然降水，并且也有效的抑制了農(nóng)田土壤水分的蒸發(fā)。也就是說，秸稈還田技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為所在的土壤形成了有利的蓄水庫，在農(nóng)田休整時期，積極的發(fā)揮著集水的功效，在農(nóng)作物的生長時期，則有效的發(fā)揮著耗水的功效，從而使農(nóng)田的土壤含水量得到了很大程度的提升。
1.2 改善了土壤的物理性狀
秸稈還田的技術(shù)主要有機械翻壓還田以及覆蓋還田，都能顯著提升土壤有機質(zhì)的含量，并且使土壤內(nèi)部出現(xiàn)許多五碳糖和六碳糖的成分，這些都會在很大程度上促進農(nóng)作物更好的生長與發(fā)育，其功效甚至比直接使用化肥更顯著。值得特別說明的是，通過機械翻壓，可以使許多秸稈深埋在土壤內(nèi)部，當(dāng)土壤內(nèi)部的有機質(zhì)以及養(yǎng)分相當(dāng)活躍時，會大大增加這塊土壤的礦化效率，從而為農(nóng)作物的生長提供了充足的養(yǎng)分支持。
1.3 提高了土壤有機質(zhì)的含量
在實施秸稈還田的過程中，周邊區(qū)域的微生物翻轉(zhuǎn)規(guī)模與速度都有了顯著提升，微生物加快繁殖速度會帶動土壤內(nèi)部的微生物的活動也加劇，使得運轉(zhuǎn)速度有所提升，此時，秸稈中所含的養(yǎng)分便可以充分且及時的向土壤中釋放，通過這種方式，土壤的結(jié)構(gòu)不斷被優(yōu)化與改善，肥料、養(yǎng)分、水分與大氣之間的聯(lián)系相對來說更平衡，有利于形成良好的生態(tài)體系。
2 生態(tài)效益與經(jīng)濟效益――以明水縣玉米秸稈還田為例
明水縣位于黑龍江省西南部，松嫩平原東北部，耕地面積0.14萬m2。明水縣地處高緯度地帶，屬中溫帶亞濕潤氣候，平均氣溫3.4℃，年日照達到2560h，年平均降水量476.9mm左右。明水縣的農(nóng)作物種類很多，以玉米、水稻、大豆為主，近些年來玉米的播種面積不斷擴大，玉米秸稈的產(chǎn)量也在相應(yīng)增加，對秸稈的利用上也發(fā)生了明顯變化，由此取得了顯著的生態(tài)效益與經(jīng)濟效益。
2.1 玉米秸稈還田的生態(tài)效益
在多點進行試驗觀察后的結(jié)果表明，玉米秸稈還田幾年之后，土壤的有機質(zhì)以及含水量都比之前有了明顯的提高。在還田3a后土壤的有機質(zhì)提升了0.04%～0.08%，還田6a后提升了0.10%～0.11%，還田9a后提升了0.25%～0.29%。秸稈還田之后，微生物在分解初期，必須在土壤中吸取氮素來組成自身的細胞，從而使得土壤中的氮素生物被固定，也就暫時保存了土壤中的氮素，而當(dāng)微生物死亡之后，這部分的氮素又被分解釋放，再回歸到土壤中來，從而達到了保墑?wù){(diào)肥的效果。同期測定的土壤含水量在秸稈還田3a后增加了1.33%～1.86%，還田6a后增加了1.69%～1.92%，還田9a后增加了1.75%～2.16%。蚯蚓以及微生物的數(shù)量也有明顯的增加，秸稈還田還使得玉米的秸稈被充分有效的利用，并且避免了在田間大肆焚燒秸稈造成環(huán)境污染。有機質(zhì)以及微生物的增加對土壤的結(jié)構(gòu)也起到了很好的改善作用，水穩(wěn)性的團粒結(jié)構(gòu)增加了，土壤容重也有顯著的降低。由于土壤自身的肥力不斷提升，也對化肥的使用率有了明顯降低，從而對農(nóng)作物的環(huán)境有了明顯改善，不僅提高了作物的質(zhì)量，更大力發(fā)展了綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)。
2.2 玉米秸稈還田的經(jīng)濟效益
除了生態(tài)效益，玉米秸稈還田還產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益。根據(jù)多點的實驗觀測以及分析統(tǒng)計，把秸稈還田3a后的玉米地與未還田的玉米地相對照，產(chǎn)量平均增加了516kg/hm2玉米，增加率達到7.25%，增加了625元的收入；還田6a后產(chǎn)量平均增加了715kg/hm2，增加率達到9.34%，增加了853元的收入；還田9a后的產(chǎn)量平均增加了1225kg/hm2，增加率高達16.83%，增加了1486元的收入。秸稈還田之后土壤的肥力得到了提升，因而對化肥的使用量明顯減少，使用的肥料費用減少了100～1925元/hm2，還田的機械投入增加了140元/hm2，而在收割秸稈的費用上省了320元/hm2，因此節(jié)約了180元/hm2，總的來說，玉米秸稈還田后增值了815～1709元，玉米的生產(chǎn)成本降低了0.04～0.08元/kg。
3 結(jié) 語
秸稈還田的措施不但充分利用了自然資源，而且還優(yōu)化與改善了土壤的結(jié)構(gòu)，對農(nóng)作物的生長創(chuàng)造了良好的環(huán)境，創(chuàng)造了相當(dāng)大的生態(tài)效益與社會效益，因此，要把秸稈還田技術(shù)廣泛的運用到農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)中。
摘 要：該文根據(jù)測土配方施肥項目中獲取的測土成果，8214個耕地農(nóng)化樣有機質(zhì)含量的進行統(tǒng)計分析，明確了太湖縣耕地耕層有機質(zhì)含量分布特點和變化趨勢，并提出提升其含量的對策。
關(guān)鍵詞：耕地；有機質(zhì)；提升對策
太湖縣位于安徽省西南部，大別山南麓。全縣總面積2 040km2，轄15個鄉(xiāng)鎮(zhèn)174個行政村10個居委會，人口57萬。常用耕地面積25 786hm2，其中：水田20 395hm2，占79.09%；旱地5 391hm2，占20.91%。是一個以種植水稻為主的山區(qū)農(nóng)業(yè)縣，也是首批測土配方施肥補貼項目縣之一。隨著測土配方施肥項目的持續(xù)推進，我縣獲取了大量的測土成果，為研究耕地養(yǎng)分狀況提供了依據(jù)。有機質(zhì)含量是評價耕地肥力狀況的重要指標，為此，作者選擇有代表性的耕地耕層農(nóng)化樣有機質(zhì)含量進行統(tǒng)計分析，全面了解全縣耕地有機質(zhì)含量分布特點與變化趨勢，從而為精準施肥實現(xiàn)化肥零增長行動提供參考。
1 全縣耕地耕層有機質(zhì)含量統(tǒng)計結(jié)果
1.1 全縣耕地耕層有機質(zhì)狀況 通過對8 214個土樣的化驗結(jié)果統(tǒng)計：全縣耕地耕層有機質(zhì)平均含量為22.75g/kg，最大值45.2g/kg，最小值3.96g/kg，標準差6.22，變異系數(shù)27%（表1）。
對照耕地有機質(zhì)分級標準，水田耕層有機質(zhì)含量：極缺的（低于10g/kg）占0.67%；缺的（10～20g/kg）占24.45%；中等的（20～30g/kg）占44.81%；較豐的（30～40g/kg）占11.29%；豐富的（高于40g/kg）占0.34%；旱地耕層有機質(zhì)含量：極缺的（低于10g/kg）占0.83%；缺的（10～20g/kg）占8.5%；中等的（20～30g/kg）占7.16%；較豐的（30～40g/kg）占1.94%；豐富的（高于40g/kg）占0.02%。（表2）。
1.2 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕層土壤有機質(zhì)狀況 將8 124個農(nóng)化樣按采樣鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行統(tǒng)計分析，從境內(nèi)西北山區(qū)向東南圩坂排序，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕層有機質(zhì)含量分別是：北中鎮(zhèn)20.93g/kg，百里鎮(zhèn)23.98g/kg，彌陀鎮(zhèn)21.86g/kg，牛鎮(zhèn)鎮(zhèn)20.83g/kg，劉坂鄉(xiāng)21.01g/kg，湯泉鄉(xiāng)19.74g/kg，寺前鎮(zhèn)18.95g/kg，天華鎮(zhèn)22.16g/kg，小池鎮(zhèn)21.1g/kg，晉熙鎮(zhèn)23.17g/kg，城西鄉(xiāng)25.38g/kg，新倉鎮(zhèn)24.18g/kg，江塘鄉(xiāng)28.14g/kg，徐橋鎮(zhèn)25.34g/kg，大石鄉(xiāng)22.77g/kg（表3）。
2 分析與結(jié)論
2.1 全縣耕地耕層土壤有機質(zhì)含量穩(wěn)中略升 從全縣耕地耕層有機質(zhì)含量統(tǒng)計結(jié)果看：全縣有機質(zhì)平均含量為22.75g/kg，與第二次土壤普查含量22.72g/kg（表4）相比增加了0.03g/kg，增長0.13%，耕層有機質(zhì)呈穩(wěn)中略升趨勢。這說明全縣耕地肥力水平穩(wěn)中向好，沒有出現(xiàn)地力減退跡象。
2.2 不同區(qū)域耕層土壤有機質(zhì)含量差異明顯 從分鄉(xiāng)鎮(zhèn)統(tǒng)計結(jié)果看：耕地耕層有機質(zhì)含量總趨勢是：山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)低于坂區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。山區(qū)北中、百里、彌陀、牛鎮(zhèn)、劉坂、湯泉、寺前、天華等8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，有機質(zhì)含量最高的是百里鎮(zhèn)23.98g/kg，有機質(zhì)含量最低的是寺前鎮(zhèn)18.95g/kg，平均為21.28g/kg；坂區(qū)小池、晉熙、城西、新倉、江塘、徐橋、大石等7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，有機質(zhì)最高的是江塘鄉(xiāng)28.14g/kg，有機質(zhì)含量最低的是小池鎮(zhèn)21.1g/kg，平均為24.16g/kg。這是因為一是山區(qū)地理條件差，受水土流失的影響，耕層質(zhì)地偏粗，耕層有機質(zhì)礦化作用強烈，有機質(zhì)積累減少；二是山區(qū)受光熱資源的影響，復(fù)種指數(shù)低，以種植一季作物為主，施肥水平和作物產(chǎn)量相對較低，耕層留存的作物殘茬遠低于圩坂區(qū)所致；三是受交通條件的限制，近年組織實施的土壤有機質(zhì)提升行動補貼項目基本沒有覆蓋到山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
3 耕層有機質(zhì)提升的對策
根據(jù)我縣耕地耕層有機質(zhì)含量不高，處于中等水平，且山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)低于圩坂區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，旱地低于水田的特點，提出以下提升對策。
3.1 加大投入，建設(shè)高標準農(nóng)田 據(jù)不完全統(tǒng)計，2009年以來，全縣總投資近3億元，在圩坂區(qū)實施了土地整治項目6個，通過對項目區(qū)田、水、路、林、村統(tǒng)一規(guī)劃，綜合整治，建成“田成方、樹成行、路相通、渠相連”高標準農(nóng)田示范區(qū)5 333hm2。受投資規(guī)模的影響，山區(qū)未得到整治，要抓住中央一號文件“藏糧于地”的精神，爭取更多的項目資金，安排山區(qū)耕地綜合治理，建設(shè)高標準農(nóng)田，減少水土流失，提升有機質(zhì)含量。
3.2 推廣商品有機肥料 在設(shè)施栽培或旱作高效栽培綠色增長模式上，要大力推廣商品有機肥料，減少化肥用量，實現(xiàn)化肥零增長目標。
3.3 扎實實施耕地有機質(zhì)提升項目 我縣從2010年起，組織實施了土壤有機質(zhì)提升行動補貼項目，2010―2012年，實施種植綠肥子項目，2a累計共發(fā)放110萬元補貼款采購的花草種，項目區(qū)擴種綠肥3 667hm2；2012―2014年，實施農(nóng)作物秸稈還田子項目，2a累計發(fā)放300萬元補貼款采購的速腐劑，秸稈速腐還田面積達到2萬hm2。2015年100萬元補貼款采購速腐劑項目正在招標之中，建議向山區(qū)傾斜，增加山區(qū)農(nóng)作物秸稈還田量，改善山區(qū)耕地有機質(zhì)狀況。 （責(zé)編：吳祚云）
摘 要：耕作層不僅影響耕地的質(zhì)量水平還是農(nóng)作物生長的重要基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)建設(shè)占用耕地時耕作層沒有得到有效的保護，一部分原因是耕作層保護的技術(shù)不完善，而表土剝離是保護耕作層的一個有效措施。因此，該文針對耕作層在剝離后儲存期間的土壤進行培肥技術(shù)研究，通過設(shè)置3個試驗小區(qū)，進行表土培肥試驗，研究培肥后剝離土壤的有機質(zhì)變化情況。研究結(jié)果顯示：3個試驗小區(qū)的4個處理中，土壤的有機質(zhì)含量總體呈下降趨勢，添加培肥均是有利于土壤有機質(zhì)的積累；對于長時間的堆放，豬糞培肥效果最好；其次是秸稈培肥，秸稈加菌肥效果最差。對于丘陵和山地試驗小區(qū)，豬糞培肥效果最好；在平原試驗小區(qū)，秸稈和豬糞均有利于有機質(zhì)的積累。
關(guān)鍵詞：表土剝離；培肥；有機質(zhì)
1 引言
有機質(zhì)主要儲存在土壤表層中，是評價土壤肥力的一個重要指標，也是表征土壤質(zhì)量的一個重要因子。建設(shè)占用地的耕作層土壤剝離后，有著十分重要的用途，如可用來毀損地的整理復(fù)耕用土、土地整治和高標準基本農(nóng)田項目的土壤改良、土壤補充、開墾項目的土層增厚和土壤改良等用途。然而，目前在建設(shè)用地時，用地單位對于挖出來的耕作層土壤處理方式，要么將其浪費，隨意處理，要么將其用作棄土填方工程，對資源的浪費極大。表土剝離是近年來土地整理項目中亟待開發(fā)并推廣至全國的一個保護耕地資源的項目，其原理是將耕地表層土壤剝離出來，再原地和異地用于土地整治。為了減少對環(huán)境的破壞，以及減少對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的威脅，在耕地資源日見匱乏、人地矛盾日漸突出、農(nóng)田污染加劇的背景下，開展耕地表層土壤剝離再利用工作具有非常重要的現(xiàn)實意義[1]。如今，表土剝離工作得到許多國家的重視。國外的表土剝離工作開展較早，且已形成了較為成熟的方法和制度[2]，國內(nèi)除少數(shù)省份開展表土剝離工作較早而得到比較完備的成果外，其他省份都或多或少的正在開啟這項工作，但并未形成一套完整的技術(shù)方案及制度。其中，培肥是表土剝離長期工作中一個非常重要的環(huán)節(jié)。土壤有機質(zhì)是表征土壤質(zhì)量的重要因子，也是陸地生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的重要“源”與“匯”[3-4]。在培肥方面，經(jīng)過先輩們的長期研究，實踐結(jié)果表明合理培肥可以改善土壤的基本理化性狀[5-7]。劉允芬等研究[8]認為氣溫、地溫與土壤碳排放有明顯的正相關(guān)性。溫度和水分在短期內(nèi)對土壤有機碳和易氧化有機碳的影響差異不顯著，但土壤溫度和水分變化能影響土壤有機碳的含量，低溫度低水分條件有利于土壤有機碳的存在[9]。但迄今為止，在開展的表土剝離工作中，剝離的表土大多都是直接覆土后進行培肥，在儲存期間也只是簡單的播種無污染草籽而對具體的培肥未做過多描述。本文通過在安徽省巢湖和宿州設(shè)置試驗小區(qū)，對試驗小區(qū)的耕地表土進行剝離，對剝離后儲存的表土進行自然培肥、秸稈培肥、秸稈加菌肥培肥以及豬糞培肥，在分析了土壤有機質(zhì)與地形、土壤容重、成土母質(zhì)、質(zhì)地等之間的相關(guān)關(guān)系，得到剝離土壤的有機質(zhì)養(yǎng)分變化情況，并為農(nóng)業(yè)土壤提供剝離后的土壤是否需要培肥提供依據(jù)。
2 材料與方法
2.1 研究區(qū)概況 安徽省地形有平原、丘陵和山地，平原與丘陵、低山相間排列，地形呈現(xiàn)多樣性。長江和淮河自西向東橫貫全境，巢湖位于安徽中部，全省大致可分為5個自然區(qū)域：淮北平原、江淮丘陵、皖西大別山區(qū)、沿江平原和皖南山區(qū)。安徽地處暖溫帶與亞熱帶過渡地區(qū)，氣候溫暖濕潤，四季分明，光熱水資源豐富且雨熱同季。
2.2 試驗設(shè)計 2014年9月，騰空試驗區(qū)，讓其自然變干；2014年10月18～19日，在巢湖市欄桿鎮(zhèn)石門村的2個試驗小區(qū)（一個代表丘陵區(qū)；一個模擬山地區(qū)：山地是在在巢湖欄桿鎮(zhèn)石門村尋找的一個與山地環(huán)境相似的低山丘陵區(qū)的耕地，用于模擬山地培肥特性。）進行堆土培肥實驗；2014年10月27日，在宿州市橋區(qū)朱仙莊鎮(zhèn)鎮(zhèn)西村的試驗小區(qū)（代表平原區(qū)）進行堆土培肥實驗。
2.2.1 試驗小區(qū)設(shè)置 試驗小區(qū)設(shè)置為100m2的剝土區(qū)，儲存之土壤堆成底寬3.0m、高1.5m、頂寬1.5m的長條梯形型土堆，土堆長共計9.5m（其中試驗小區(qū)總共8m，分為4個部分每個部分長2.0m長，包含兩頭各0.75m、共1.5m的斜坡長度），土堆按順序安排關(guān)培肥措施，小區(qū)之間用防滲漏塑料薄膜隔離，四周修建排水溝。
2.2.2 培肥設(shè)計 每個試驗小區(qū)分對照試驗和培肥試驗。整個培肥實驗周期為6個月，每隔2個月進行取樣一次（表1）。
2.2.3 樣品采集 每隔2個月用取土工具從上到下均勻采集土樣，四分法后約取1 000g土壤樣品，以及初期未培肥的土樣1 000g，將土樣帶回實驗室風(fēng)干、研磨、待化驗；未剝離前，原土采集方法――采用多點混合取農(nóng)化樣，多余的用四分法舍棄；培養(yǎng)期采樣――分別在每個試驗小區(qū)，采集全斷面樣品，混合、四分法獲得化驗樣約1 000g。備注：第一次采樣時已對為開始培肥的土壤容重進行了測定，丘陵、山地、平原3個試驗小區(qū)平均值分別為：1.376g/cm3、1.334 g/cm3、1.258 g/cm3。
2.2.4 樣品測定 豬糞和土壤有機質(zhì)測定方法：重鉻酸鉀容量法-外加熱法[10]。
3 結(jié)果與分析
3.1 丘陵試驗小區(qū)不同培肥方式，有機質(zhì)含量隨著時間的變化規(guī)律 從圖1中可以看出：隨著時間的增加，丘陵試驗區(qū)的有機質(zhì)的含量總體是下降的。有機質(zhì)含量的變化趨勢是：除豬糞培肥外其他3種培肥方式的土堆有機質(zhì)含量變化情況為大致為減少―增加―減少，10月到12月土堆有機質(zhì)含量大量減少，12月到2月有機質(zhì)含量略微增加，2月到4月有機質(zhì)含量略微減少；而豬糞培肥的土堆有機質(zhì)含量在10月到12月略有增加，12月到4月一直在逐漸降低。從培肥開始到培肥結(jié)束4種培肥方式的土堆有機質(zhì)含量全部降低，分別減少了4.091、2.750、5.751、4.319，所占百分比為15.76%、10.59%、22.15%、16.63%，秸稈+菌肥這種處理方式的有機質(zhì)減少最多，減少比例為22.15%，添加秸稈的處理方式有機質(zhì)減少最少，減少比例為10.59%。
對于丘陵試驗小區(qū)，在有機質(zhì)變化曲線上看出，有機質(zhì)含量是添加秸稈>自然培肥>秸稈加菌肥，添加秸稈增加了土壤碳庫的輸入，而自然培肥因沒有額外的有機質(zhì)輸入所以總量上較加秸稈少。在有機質(zhì)消耗方面，自然培肥和添加秸稈中，添加秸稈會增加微生物的活動量，進而將秸稈轉(zhuǎn)化為土壤有機質(zhì)，同時也會消耗一部分有機質(zhì)作為自身能源，因總量較自然狀況下高，所以在變化過程中，有機質(zhì)含量一直高于自然培肥。在添加秸稈和菌肥的情況下，菌肥會大大增加土壤微生物的總量，雖然添加了秸稈，提高了土壤有機質(zhì)庫的總量，但是因微生物量的增加，土壤有機質(zhì)的消耗量也大大增加，致使有機質(zhì)含量比自然狀況下低。添加豬糞的處理中，因豬糞是經(jīng)過動物消化分解的殘渣，加入到土壤中很容易就轉(zhuǎn)化為土壤有機質(zhì)，所以在加入豬糞的短期內(nèi)有機質(zhì)含量迅速上升。在后期菌肥的作用下微生物量增加，消耗大量的有機質(zhì)，使總量降低。
3.2 山地試驗小區(qū)不同培肥方式，有機質(zhì)含量隨著時間的變化規(guī)律 從圖2中可以看出：在變化趨勢中，隨著時間的增加，山地地區(qū)4種培肥方式的土堆有機質(zhì)含量變化情況各不相同。10月到12月，除豬糞培肥外，其他3種培肥方式土堆有機質(zhì)含量大量減少，豬糞培肥土堆有機質(zhì)含量上升；12月到次年2月，自然培肥、秸稈+菌肥土堆有機質(zhì)含量略微增加，豬糞培肥與秸稈培肥有機質(zhì)含量降低；2月到4月，豬糞培肥有機質(zhì)含量趨于穩(wěn)定，其他3種培肥方式土堆有機質(zhì)的含量略微減少。從培肥開始到培肥結(jié)束四種培肥方式的土堆有機質(zhì)含量全部降低，分別減少了3.593、3.533、4.304、1.434，所占百分比為18.76%、18.44%、22.47%、7.49%，秸稈+菌肥這種處理方式的有機質(zhì)減少最多，減少比例為22.47%，添加豬糞的處理方式有機質(zhì)減少最少，減少比例為7.49%。
對于山地試驗小區(qū)，從有機質(zhì)變化曲線上看出，有機質(zhì)含量是添加豬糞>添加秸稈>秸稈加菌肥>自然培肥。添加豬糞的處理中，因豬糞是經(jīng)過動物消化分解的殘渣，加入到土壤中很容易就轉(zhuǎn)化為土壤有機質(zhì)，所以在加入豬糞的短期內(nèi)有機質(zhì)含量迅速上升。在后期菌肥的作用下微生物量增加，消耗大量的有機質(zhì)，使總量降低，但山地地區(qū)的豬糞中有機質(zhì)含量較高，隨著時間的增長，有機質(zhì)的含量也在緩慢上升。在初期添加秸稈的處理下降速率小于添加秸稈和菌肥的處理。因為添加秸稈加菌肥會大大增加土壤微生物的總量，會使有機碳分解速率加快，但是隨著時間的增長，微生物的量是一定的，有機質(zhì)含量在緩慢上升，但是到達一定的時間，秸稈和菌肥分解的有機碳小于微生物分解的量，土堆中的有機質(zhì)含量快速下降。而添加秸稈的處理，初期秸稈分解有機碳的速率較慢，土堆有機質(zhì)含量在下降；隨著時間的增長，秸稈在分解，但小于微生物分解的量，所以土堆中的有機質(zhì)含量一直緩慢下降。自然培肥因沒有額外的有機質(zhì)輸入所以總量上較其他培肥少。
3.3 平原試驗小區(qū)不同培肥方式，有機質(zhì)含量隨著時間的變化規(guī)律 從圖3中可看出，在變化趨勢中，隨著時間的增加，平原地區(qū)4種培肥方式的土堆有機質(zhì)含量變化情況為緩慢減少，自然培肥土堆中2月到4月有機質(zhì)含量大量減少，添加豬糞培肥土堆中有機質(zhì)在2月后增加，但仍低于背景值。從培肥開始到培肥結(jié)束4種培肥方式的土堆有機質(zhì)含量全部降低，分別減少了5.891、4.484、5.320、3.655，所占百分比為31.57%、24.03%、28.51%、19.58%，自然培肥這種處理方式的有機質(zhì)減少最多，減少比例為31.57%，添加豬糞的處理方式有機質(zhì)減少最少，減少比例為19.58%。
對于平原試驗小區(qū)，在有機質(zhì)變化曲線上看出，有機質(zhì)含量是自然培肥>添加秸稈>秸稈加菌肥，添加秸稈增加了土壤碳庫的輸入，而自然培肥因沒有額外的有機質(zhì)輸入所以總量上較加秸稈少。平原地區(qū)土壤較山地和丘陵肥沃，土壤微生物總量高，添加秸稈提高了土壤的碳氮比，促進微生物的繁殖。在有機質(zhì)消耗方面上，自然培肥和添加秸稈中，添加秸稈會增加微生物的活動量，進而將秸稈轉(zhuǎn)化為土壤有機質(zhì)，同時微生物量增加也會增加有機質(zhì)的消耗，因總量較自然狀況下略低。添加秸稈和菌肥的情況下，菌肥會大大增加土壤微生物的總量，雖然添加了秸稈，提高的土壤有機質(zhì)庫的總量，但是因微生物量的增加，土壤有機質(zhì)的消耗量也大大增加，致使有機質(zhì)含量比自然狀況下低。在添加豬糞的處理中，因豬糞經(jīng)過動物消化分解的殘渣，加入到土壤中很容易就轉(zhuǎn)化為土壤有機質(zhì)，所以隨加入豬糞的時間的增長有機質(zhì)含量逐漸上升。在后期菌肥的作用下微生物量增加，消耗大量的有機質(zhì)，使總量降低。
3.4 不同的培肥方式，3個試驗小區(qū)有機質(zhì)含量隨著時間的變化規(guī)律 從圖4、圖5、圖6、圖7中可以看出：對于不同的培肥方式，3個試驗小區(qū)的有機質(zhì)含量均是呈下降趨勢。從培肥開始到培肥結(jié)束：自然培肥的有機質(zhì)含量丘陵、山地、平原3個試驗小區(qū)分別減少了4.091、3.593、5.891，所占百分比為15.76%、18.76%、31.57%，平原地區(qū)土壤有機質(zhì)減少比例最多，為31.57%，丘陵土壤有機質(zhì)減少比例最少，為15.76%；秸稈培肥分別減少了2.750、3.533、4.484，所占百分比為10.59%、18.44%、24.03%，平原地區(qū)土壤有機質(zhì)減少比例最多，為24.03%，丘陵土壤有機質(zhì)減少比例最少，為10.59%；秸稈加菌肥培肥分別減少了5.751、4.304、5.320，所占百分比為22.15%、22.47%、28.51%，平原地區(qū)土壤有機質(zhì)減少比例最多，為28.51%；豬糞培肥分別減少了4.319、1.434、3.655，所占百分比為16.63%、7.49%、19.58%。
有機質(zhì)含量總體上是丘陵試驗小區(qū)>山地試驗小區(qū)>平原試驗小區(qū)。對于同一種培肥，不同試驗小區(qū)的土堆有機質(zhì)含量整體是呈下降趨勢的，但下降的速率不同，由于表土層的剝離，會使得原有土壤變松，類似于旱地耕作，會使得原有有機質(zhì)因為激發(fā)效應(yīng)而降低。丘陵試驗小區(qū)是由下面黃土母質(zhì)發(fā)育而來的黃褐土，山地試驗小區(qū)是由巖石風(fēng)化物發(fā)育而來的粗骨土，平原試驗小區(qū)是由第四紀河湖相沉積物發(fā)育而來的砂姜黑土。丘陵、山地試驗小區(qū)都是在長期耕種后形成的水稻土，而平原試驗小區(qū)是在長期種植小麥形成的旱作土。據(jù)沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)觀測，旱作土壤施新新鮮豬糞，其腐殖系數(shù)為27.5%，而水稻土為38.4%。武婕[11]也研究得到灌溉水田土壤有機質(zhì)平均含量最高，旱地最低。這說明水稻土有機質(zhì)含量總體上是高于旱作土的。丘陵試驗小區(qū)處于地勢較為平緩的地區(qū)，排灌條件好；而山地試驗小區(qū)處于地勢較高地段，不受地下水影響，水源不足，且容易造成水土流失。因此盡管添加不同培肥，有機質(zhì)含量總體上依然是丘陵試驗小區(qū)>山地試驗小區(qū)>平原試驗小區(qū)。
4 結(jié)論與討論
（1）綜上所述：土壤類型、土壤成土母質(zhì)、質(zhì)地以及溫度都對土壤中有機質(zhì)的含量有很大影響。對于3個試驗小區(qū)，4個處理土堆的有機質(zhì)含量是總體是呈下降趨勢，添加培肥均是有利于土壤有機質(zhì)的積累；對于長時間的堆土，豬糞培肥效果最好，其次是秸稈培肥，秸稈加菌肥效果最差。對于丘陵和山地試驗小區(qū)，豬糞培肥效果最好；在平原試驗小區(qū)，秸稈和豬糞均有利于有機質(zhì)的積累。通過以上研究可以為耕作層堆放保護與培肥措施提供參考建議，為表土剝離工作的進展提供技術(shù)參考。
（2）討論3個試驗小區(qū)土壤的有機質(zhì)含量整體呈下降趨勢，這與土壤碳庫的輸出大于輸入有關(guān)?？缀昝鬧12]研究得出土壤有機質(zhì)增加或減少歸結(jié)于農(nóng)田的碳素的平衡。而土壤有機碳的變化可能是因為表土層的剝離，會使得原有土壤變松，類似于旱地耕作，會使得原有有機質(zhì)因為“激發(fā)效應(yīng)”而降低。黃文昭等學(xué)者[13-14]研究，土壤中新添加的有機碳能影響土壤有機碳的礦化，引發(fā)正的或負的激發(fā)效應(yīng)。王志明[15]等通過研究，發(fā)現(xiàn)秸稈加入量的增多會使土壤原有碳的分解速率提高。這就可能導(dǎo)致添加培肥處理后基本都是下降的其中一個原因。
由于地形影響土壤水熱條件和成土物質(zhì)的再分配，不同的地形位置土壤特性有很大的差異，并且影響土壤中養(yǎng)分的含量。寧茂岐[16]研究得到不同地形條件下土壤肥力性質(zhì)有很大的差異，在丘陵山地區(qū)對土壤養(yǎng)分管理是可行的。丘陵、山地、平原這3種地形的在同一種培肥方式下有機質(zhì)含量各不相同，這與其自身的有機質(zhì)含量有關(guān)；而在添加了不同的培肥方式的情況下，這3種地形的有機質(zhì)含量也變化頗大，這可能與其本身存在的微生物量有關(guān)，微生物量不同，對有機質(zhì)的分解有很大影響。這與臧逸飛[17]的研究相符。武婕[11]研究得到土壤類型、耕層質(zhì)地等都對土壤有機質(zhì)有明顯的影響。丘陵、山地的試驗小區(qū)都是在長期耕種后形成的水稻土，水稻土有利于有機質(zhì)的積累，并且腐殖系數(shù)要高于旱作土壤。而平原試驗小區(qū)是由第四紀河湖相沉積物發(fā)育而來的砂姜黑土，在長期種植小麥等作物而形成了旱作土。這就可能導(dǎo)致丘陵、山地試驗小區(qū)的有機質(zhì)含量從總體上高于平原試驗小區(qū)。
在處理中也發(fā)現(xiàn)有機質(zhì)的含量受溫度的影響較大。除豬糞處理外，3種地形的曲線基本上都是在10～12月份，有機質(zhì)下降速率最高，在12月至次年2月或略微上升或下降速率降慢，2～4月緩慢下降。因10～12月份氣溫較12月至次年2月高，微生物活動頻繁，消耗的有機質(zhì)大于自身降解產(chǎn)生的有機質(zhì)量，使總量降低，微生物在低溫下降低了代謝速度，消耗量下降，有機質(zhì)呈積累狀態(tài)，2～4月亦是積累小于消耗狀態(tài)，有機質(zhì)總量降低。所以可能在相對低溫狀態(tài)下降低微生物的代謝速率，有利于土壤有機質(zhì)的總量積累，這與國秀麗[9]的研究也相符。
摘要 應(yīng)用石墨消化爐加熱法測定土壤有機質(zhì)含量，結(jié)果表明：該方法精密度高、溫度均勻、工作效率高，適合大批量土壤樣品的測定，值得大力推廣。
關(guān)鍵詞 石墨消化爐加熱法；有機質(zhì)含量；土壤
土壤有機物質(zhì)包括各種動植物殘體及其生命活動的各種有機產(chǎn)物。其中相對穩(wěn)定的是經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，主要是微生物的生命活動形成的土壤腐殖質(zhì)[1]。測定土壤中有機質(zhì)含量的方法有很多，其中多采用農(nóng)業(yè)標準NY/T 85-1988中的砂浴加熱法。除此之外，還有微波加熱法、砂浴加熱法、燒失量法、水合熱重鉻酸鉀氧化-比色法、TOC分析儀法、甘油浴法、磷酸浴法等。但是各種方法都各有缺點，如微波加熱法步驟繁瑣，不簡便快捷，不能進行大批量樣品的測定[2]；砂浴加熱法表面溫度不均勻，溫度難以控制；燒失量法精密度較低，往往與真值有較大的偏差；水合熱重鉻酸鉀氧化-比色法測得結(jié)果比真值偏低；TOC分析儀法方法不成熟，土壤基質(zhì)較為復(fù)雜，較多用于植株或有機肥料有機質(zhì)含量的測定[3]；甘油浴法溫度難以控制；磷酸浴法氣味難聞且容量瓶外壁難以清洗[4-5]。本文主要研究石墨消化爐加熱消解法在土壤有機質(zhì)含量測定上的應(yīng)用效果，以提供更加科學(xué)與易于操作的方法。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
供試土壤：取自國家系列標準物質(zhì)土樣，土樣1：GWB07413a，土樣2：GWB07417，土樣3：GWB07412，土樣4：GWB07413，土樣5：GWB07415，土樣6：GWB07416。
供試儀器設(shè)備：ZEROM-ProD40型智能石墨消化爐、北京光明醫(yī)療廠DK-3電砂浴。
供試試劑：0.200 0 mol/L重鉻酸鉀標準溶液、0.2xxx mol/L硫酸亞鐵滴定溶液、0.4 mol/L重鉻酸鉀-硫酸溶液、鄰菲羅啉指示劑[6-7]。
1.2 試驗方法
準確稱取國家標準系列物質(zhì)土樣0.300 0 g，倒入150 mL三角瓶中，加入10 mL 0.4 mol/L重鉻酸鉀-硫酸溶液，小心搖勻，蓋上彎頭漏斗于石墨爐上加熱，至瓶內(nèi)開始有大量氣泡翻滾開始計時，沸騰4 min[8-9]。
2 結(jié)果與分析
2.1 消解時間的選擇
以砂浴加熱法消解時間為對照，加熱溫度為220 ℃，改變石墨消化爐加熱的時間，分別選擇加熱沸騰時間為2、3、4、5 min，測得有機質(zhì)含量，選擇最佳的消解時間。
如圖1所示，消解時間小于4 min時，消解不完全，測定結(jié)果較低，在4～5 min之間測定值沒有多大的變化。如圖2所示，消解時間小于4 min時，氧化率小于100%，氧化不完全，而大于4 min時氧化率超過了100%，測定結(jié)果偏高。消解時間過長，結(jié)果不穩(wěn)定，因此，最佳的消解時間是4 min。
2.2 消解溫度的選擇
以砂浴加熱法消解溫度為對照，加熱時間為4 min，改變石墨消化爐加熱的溫度，分別選擇加熱沸騰溫度為210、220、230 ℃，測得有機質(zhì)含量，選擇最佳的消解溫度。
如圖3所示，消解溫度小于210 ℃時，消解不完全，測定結(jié)果較低，在220～230 ℃之間測定值沒有多大的變化。如圖4可知，消解溫度小于210 ℃時，氧化率小于100%，氧化不完全，而大于220 ℃時氧化率超過了100%，測定結(jié)果偏高。消解溫度過高，結(jié)果不穩(wěn)定，因此，最佳的消解溫度是220 ℃。
2.3 方法的精密度考查
按照石墨消化爐加熱法測定土壤中有機質(zhì)含量的最佳條件為消解時間4 min，消解溫度220 ℃。取土壤樣品6份，按照取得的測定條件，與砂浴加熱法同時測定，得到方法的精密度，結(jié)果如表1所示。另取4個不同性質(zhì)的土壤樣品進行測定，2種方法同時測定，按照各自的測定條件進行加熱，結(jié)果測定值與標準值相比較，結(jié)果如表2所示?？梢钥闯?，石墨加熱法方法的精密度為3.49%～3.55%，而砂浴法的精密度為3.44%～3.69%，2種方法的精密度相差不大，符合精密度小于5%的標準要求。且2種方法的測定值都在不確定度范圍內(nèi)，沒有偏離標準值。
2.4 方法的可行性分析
一是精密度高。石墨消化爐加熱法方法精密度符合標準要求。二是溫度均勻。石墨消化爐溫度穩(wěn)定，均勻且易于控制，爐內(nèi)石墨板具有傳熱快、溫度均勻的特點，用溫度計探測爐面板各個方位的溫度，幾乎能達到一致，無死角。而砂浴加熱法面板溫度難于控制且極不均勻，用溫度計探測表面溫度，中心溫度能達到設(shè)定值，而周邊溫度遠沒有達到設(shè)定值，相差溫度可達20 ℃左右。三是工作效率高。石墨消化爐由于溫度均勻，一次性可放入32個單樣，樣品放入爐內(nèi)開始計時，共計耗時7 min可完成一批樣品加熱，而砂浴法一次性只可放入9個單樣，由樣品放入砂浴上開始計時，共計耗時13 min，耗時較長?？梢娪檬癄t實驗，過程簡便快捷，穩(wěn)定性好，能有效提高工作效率，適合大批量土壤樣品的測定[10-12]。
3 結(jié)論與討論
石墨消化爐加熱法與各種加熱法相比，具有快速、簡便和穩(wěn)定等優(yōu)點。應(yīng)用石墨消化爐加熱測定的結(jié)果與砂浴法加熱測定結(jié)果相一致。因此，利用石墨消化爐測定土壤中的有機質(zhì)是最佳選擇，值得大力推廣。
摘要：我國頁巖氣資源豐富，主要分布在我國南方的志留系馬溪組、寒武系筇竹寺組以及奧陶系五峰組的富有機質(zhì)頁巖中。富有機質(zhì)頁巖是頁巖氣的主要富集儲層，因此明確富有機質(zhì)頁巖的組分對于頁巖氣的形成機理以及勘探頁巖氣都具有一定的指導(dǎo)意義。文章對此進行了研究。
關(guān)鍵詞：頁巖氣；有機質(zhì)；礦物組分；壓裂技術(shù)；形成機理；地質(zhì)勘探
到目前為止美國開采的非常天然氣產(chǎn)量約占天然氣總量的一半左右，據(jù)專家估測，這一數(shù)目預(yù)計到2020年將達到54%～55%，而到2030年更將達到65%，可見隨著人們對能源需求的不斷攀升，非常規(guī)天然氣在美國天然氣總量中占據(jù)的位置已經(jīng)不再是冰山一角，這其中非常規(guī)天然氣主要依賴于頁巖氣，致密砂巖氣以及煤層氣，從全球范圍來看，目前全球非常規(guī)天然氣產(chǎn)量大約為3242億m3/年，大概為常規(guī)天然氣資源量的4.56倍。這其中，頁巖氣資源量大約占據(jù)456萬億m3，致密砂巖氣資源量大約為209.72萬億m3，煤層氣資源量大約為256.3萬億m3。從這一數(shù)據(jù)我們也可以看出，不久的將來，頁巖氣或許會替代石油以及其他常規(guī)能源而登上舞臺，進而也許影響著全球經(jīng)濟，政治甚至軍事格局。
根據(jù)頁巖氣聚集機理和中美頁巖氣地質(zhì)條件相似性對比，中國頁巖氣富集地質(zhì)條件優(yōu)越，具有與美國大致相同的頁巖氣資源前景及開發(fā)潛力。據(jù)相關(guān)學(xué)者估計我國頁巖氣資源總量約為26×1012m3，其中南方、北方、西北及青藏地區(qū)各自占頁巖氣可采資源總量的46.8%、8.9%、43%和1.3%，其中南方地區(qū)以志留系龍馬溪組、寒武系筇竹寺組以及奧陶系五峰組最為發(fā)育。然而泥頁巖作為頁巖氣的有利儲存區(qū)，對其進行巖石礦物組分分析是我們進行頁巖氣地球物理勘探和評價之前的首要任務(wù)。
1 X射線衍射定量分析原理
X射線衍射分析（X-Ray Diffraction，簡稱XRD），是利用晶體形成的X射線衍射，對物質(zhì)進行內(nèi)部原子在空間分布狀況的結(jié)構(gòu)分析方法。X射線衍射方法具有不損傷樣品、無污染、快捷、測量精度高、能得到有關(guān)晶體完整性的大量信息等優(yōu)點。X射線衍射定量分析技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于材料科學(xué)與工程的研究中。X射線衍射物相定量分析有外標法、內(nèi)標法、絕熱法、K值法等常規(guī)分析方法。其目的是在物相鑒定基礎(chǔ)上，測定物質(zhì)中各相含量。根據(jù)衍射強度與該物質(zhì)參與衍射的體積或重量的增加而增加關(guān)系（非線性），表示為n相混合物中，j相某衍射線的強度與參與衍射的該相的體積Vj或重量分數(shù)Wj的關(guān)系式：
為定量分析普適公式（Alexander定量分析公式），其中：
常數(shù)
強度因子
結(jié)構(gòu)因子（i為晶胞中原子）
注意：公式中，因各相μm不同，每相Vj或Wj的變化引起μm總體變化，導(dǎo)致Ij-Vj或Wj的非線性。由處理Kj與總體μm的不同引伸出多種定量分析方法，以滿足實際需求。
其中外標法要純標樣，它不加到待測樣中，該法實用于大批量試樣中某相定量測量。要在相同的實驗條件，測選定的同一衍射線強度；內(nèi)標法待測試樣為n相，μmj不同，加恒量Ws的標樣到混合樣中的定量方法。標樣可選α-Al2O3、ZnO、KCl、LiF、CaF2、MgO、SiO2、CaCO3、NaCl或NiO之一，優(yōu)選吸收系數(shù)與顆粒大小相近，衍射線不重疊的作標樣；K值法是1974年由F.H.Chang創(chuàng)立，它是內(nèi)標法的發(fā)展，K值與加入標樣含量無關(guān)，無需作定標曲線，且K值易求，稱K值法也稱基本沖洗法。其中K值法的優(yōu)點是：（1）與內(nèi)標法相比無需求它標曲線，K值易求；（2）只要內(nèi)標物質(zhì)，待測相與實驗條件相同K值恒定，故有普適性；（3）只作一次掃測即可得所有強度數(shù)據(jù)；（4）可以對感興趣的j相進行測量，試樣中可有非晶。K值法的缺點是要加入S相稀釋樣品，只適用粉末試樣；絕熱法的原理是：在n相待測樣中，均為結(jié)晶相（不可有非晶相），各相的K值已知，可不加標樣（由待測樣中j相充當(dāng)標樣，只要實測各相的Ii，hkl，I=1.2…j…n，且對應(yīng)K值為已知）即可求所有結(jié)晶相含量。其中絕熱法的優(yōu)點是：（1）不加內(nèi)標，不作定標曲線，不稀釋基體，不增加額外譜線；（2）可用塊狀和粉末狀試樣；（3）用一個試樣可測全部物相含量。絕熱法的缺點是不能有非晶相和含未鑒定的相，各相K值均需已知。
2 頁巖礦物組分分析及其應(yīng)用
本次試驗的富有機質(zhì)頁巖來源于我國南方地區(qū)志留系龍馬溪組，對20塊頁巖巖芯樣品進行全巖X-射線衍射定量分析，結(jié)果顯示該類頁巖礦物組分中除常見的粘土礦物外，還含有方解石、石英、黃鐵礦、長石及少量硬石膏等礦物成分。
從分析中我們可以知道富有機質(zhì)頁巖的石英含量較高，這對于后期進行壓裂具有促進作用，因為壓裂方法的選擇以及如何壓裂對于頁巖氣的采集起到至關(guān)重要的作用，這是因為從現(xiàn)實看來壓裂增產(chǎn)技術(shù)的進步也顯著提高了頁巖氣的產(chǎn)量，含氣頁巖一般屬于低孔，特低滲，因此一般頁巖均需要人工壓裂改造之后才具有商業(yè)價值，美國在壓裂技術(shù)方面主要采用：（1）水力壓裂技術(shù)；（2）水平井分段壓裂技術(shù)；（3）重復(fù)壓裂；（4）同步分裂。其中水平鉆井與分段壓裂技術(shù)的綜合運用，使頁巖氣開發(fā)在縱向和橫向領(lǐng)域得到延伸，這使單井產(chǎn)量上了一個新臺階，重復(fù)壓裂與同步壓裂可延長頁巖氣井的高產(chǎn)時期。
3 結(jié)語
從以上實驗可以得知：富有機質(zhì)頁巖礦物組分復(fù)雜多樣，其中包括方解石、石英、黃鐵礦等多類礦物，其中石英含量是頁巖脆性的標志性礦物，可以大概知道該區(qū)域頁巖的脆性程度，這對于后期頁巖氣壓裂開采具有很大幫助；黃鐵礦含量是頁巖復(fù)電阻率實驗引起激發(fā)極化效應(yīng)的主導(dǎo)者，且黃鐵礦含量高，激發(fā)極化（IP）效應(yīng)越明顯，因此對頁巖進行礦物組分分析對于頁巖氣的形成機理以及勘探頁巖氣都具有一定的指導(dǎo)意義。
本研究采用培養(yǎng)法，通過DOC、pH、280nm吸光度指標研究水稻秸稈腐解不同階段產(chǎn)生DOM的生物降解特性與結(jié)構(gòu)變化，闡明秸稈還田對土壤CO2排放與碳固定的影響，為選擇秸稈還田的正確方法提供科學(xué)依據(jù)，為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供科學(xué)資料。
通過培養(yǎng)不同天數(shù)的水稻腐解液來控制變量，以研究不同腐解天數(shù)的DOM溶液中DOC降解特性及pH、280nm吸光度變化。DOC采用比色法；pH值采用電極法；280nm吸光度值采用分光光度法。
基于DOM是不同降解速率和不同降解程度的成分的混合物的假定，我們使用雙倍指數(shù)模型（Double Exponential Model）來描述DOC的礦化動力學(xué)，模型公式表達式為：
殘留C%=（100-b）+be （1）
式中：t為時間/天， b為穩(wěn)定DOC所占最初DOC的百分含量（%），100-b為易礦化DOC所占最初DOC的百分含量（%），k1為易礦化DOC礦化速率常數(shù)（天），k2為穩(wěn)定DOC礦化速率常數(shù)（天）。
同時計算半衰期：
1.不同腐解階段產(chǎn)生DOM的生物降解性
水稻秸稈不同腐解階段DOM液的DOC隨時間變化如圖1所示。
圖1 不同腐解階段DOM殘留DOC隨時間的變化
不同腐解階段DOM整個降解過程都可分為殘留DOC的迅速減少和緩慢減少兩個階段。在14天前DOC的濃度迅速降低，14天后降解速率明顯減慢，DOC濃度趨于穩(wěn)定。但不同腐解階段DOM降解特性表現(xiàn)出較大差異。雙指數(shù)模型方程擬合結(jié)果（見表1）表明，礦化率表現(xiàn)為7天DOM礦化率達46.79%，而180dDOM礦化率僅為11.23%，礦化率總體表現(xiàn)為隨腐解時間延長而減小。DOM可以分為易礦化性C庫和穩(wěn)定性C庫兩個組分，易礦化性C庫的半衰期為1～3天，而穩(wěn)定性C庫的半衰期為173～693天。穩(wěn)定性C庫的比例則表現(xiàn)為隨腐解時間延長而增加。由此可見，隨腐解時間延長，DOM生物有效性降低，DOM越穩(wěn)定。
表1不同腐解階段DOM降解過程使用雙指數(shù)模型擬合參數(shù)比較
注：擬合方程為：殘留C%=（100-b）e-k1t+be-k2t；
①易礦化C半衰期=ln2/k1。
②穩(wěn)定性C半衰期=ln2/k2。
③r2為擬合方程的相關(guān)系數(shù)之平方。
2.不同腐解階段產(chǎn)生DOM的pH的變化
DOM 是一類組分非常復(fù)雜的混合物，它既含低分子量物質(zhì)（如游離的氨基酸、糖類），又含各類大分子成分（如酶、氨基糖、多酚和腐殖酸等）。pH值不同，反映DOM化學(xué)組成上的差異，與酸性基團、堿性基團的相對含量有關(guān)。本試驗分別選取了腐解初期7d與腐解末期180d兩個階段DOM，研究其降解過程中pH值的變化，結(jié)果見圖2。從圖中我們可以看出，7dDOM溶液與180dDOM溶液初始pH值有較大差異，7dDOMpH值為7.9，而180dDOM pH僅為7.1，雖均為弱堿性，但兩者化學(xué)組成不同。在整個降解過程中，7dDOM表現(xiàn)為先下降后上升，并逐漸趨于穩(wěn)定，180dDOM則表現(xiàn)為先上升后趨于穩(wěn)定。兩者都表現(xiàn)為在降解0-7天之內(nèi)pH值迅速發(fā)生變化，原因是這段時間內(nèi)DOC的迅速降解，化學(xué)組成發(fā)生較大變化。與DOC含量變化相一致。圖2還表明，最后兩者pH值相近，表明兩者在化學(xué)組成上趨于相似。
圖2 DOM降解過程中pH的變化
3.不同腐解階段產(chǎn)生DOM的280nm下吸光度的變化
E280值主要反映有機質(zhì)組成中芳香化合物的含量，兩者成正相關(guān)關(guān)系。7d與180dDOM溶液降解過程中280nm吸光度隨時間變化如圖3所示。兩者變化趨勢明顯不同，7dDOM在降解初期E280值較小，隨著降解進行，7天后E280值迅速升高，14天后趨于穩(wěn)定，并與180dDOME280值接近。而180dDOM在整個降解過程中變化不大。KalbitzK等指出，DOM由碳水化合物、脂肪、羧基化合物、芳環(huán)物質(zhì)等組成[12]。不同組分物質(zhì)被微生物利用的難易程度有顯著不同，碳水化合物最先被微生物利用，芳環(huán)物質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜表現(xiàn)為相對穩(wěn)定[13]。由此可見，180dDOM生物有效性低且較穩(wěn)定，與其化學(xué)組成中芳香化合物含量較高有密切關(guān)系。7dDOM芳香化合物含量相對較少，生物有效性較高，在降解初期碳水化合物、脂肪等易利用組分迅速減少，芳香化合物不易礦化而相對富集，從而導(dǎo)致E280值迅速增加；14天后DOC含量變化不大，E280值也趨于穩(wěn)定。
3.討論
微生物對DOM的利用包括兩個交替或連續(xù)的過程：①微生物對DOM 的同化吸收；②為獲取能量和無機養(yǎng)分而完全分解DOM 成CO2或CH4。微生物對DOM的降解改變DOM的性質(zhì)，而微生物能否利用DOM也決定于DOM本身的性質(zhì)：即化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特征。因此，不同來源DOM生物可降性不同。本試驗研究了水稻秸稈腐解不同階段DOM的生物降解性，結(jié)果表明不同階段DOM的生物降解性表現(xiàn)出較大差異，礦化率在11.23%～46.79%，隨腐解時間延長，礦化率依次降低，DOM越穩(wěn)定。7dDOM與180dDOM pH值和E280值隨降解過程的變化表明，化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特征的差異是導(dǎo)致其可降解性不同的主要因素。
本研究秸稈腐解初期DOM主要來源于秸稈中水溶性物質(zhì)，其主要成分為單糖、氨基酸、氨基糖等，這些物質(zhì)極具生物有效性，是微生物最易利用的碳源，將誘導(dǎo)秸稈腐解所需微生物大量繁殖。隨著微生物活性增強，微生物代謝產(chǎn)物、微生物死亡殘骸、秸稈中纖維素和木質(zhì)素等的降解都成為DOM的組成來源，從而使DOM的組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。秸稈旺盛分解期DOM主要來源于纖維素和木質(zhì)素等的降解產(chǎn)物以及微生物代謝產(chǎn)物，此時DOM含豐富的羧酸類物質(zhì)、強氧化木質(zhì)多酚類物質(zhì)以及芳香族和脂肪族物質(zhì)，碳水化合物和氨基糖減少，糖醛酸和半乳糖增多，疏水性較強。在秸稈腐解后期階段，DOM中木質(zhì)素多酚類物質(zhì)降解產(chǎn)物大大增加。因此，隨腐解時間延長，表現(xiàn)為DOM的生物可降解性逐漸降低，DOM趨于穩(wěn)定。
4.結(jié)論
（1）DOM生物降解過程殘留DOC隨時間變化符合雙指數(shù)模型方程。生物降解大致可分為快速礦化期和緩慢礦化期兩個階段。不同腐解階段DOM的生物降解特性有較大差異。隨著水稻秸稈腐解進行，DOM生物降解越弱，DOC越穩(wěn)定，41天DOC礦化率表現(xiàn)為180天DOM7天DOM。
（2）DOM生物降解過程中pH的變化隨著DOM成分的改變而改變。7dDOM溶液與180dDOM溶液初始pH值雖都呈偏弱堿性，但仍有較大差異，表明兩者化學(xué)組成不同。另外，在整個降解過程中，7dDOM表現(xiàn)為先下降后上升并逐漸趨于穩(wěn)定，180dDOM則表現(xiàn)為先上升后趨于穩(wěn)定。
（3）DOM生物降解過程中E280值的變化表明，7dDOM在降解初期E280值較小，隨著降解迅速升高，14天后趨于穩(wěn)定，并與180dDOM E280值接近。而180dDOM在整個降解過程中變化不大。芳香性化合物含量的不同是導(dǎo)致DOM生物可降解性不同的重要原因。
摘要 利用自動控溫的恒溫油浴鍋，采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定土壤有機質(zhì)，對最適油浴溫度和時間進行研究，結(jié)果表明，油浴前油浴鍋溫度選定180 ℃，油浴時間選定4.5 min或5.0 min，得出的結(jié)果相對最為精確、誤差最小。其他的溫度與時間處理，其有機質(zhì)測定結(jié)果均偏大或者諞小，而且超出允許誤差范圍，結(jié)果不準確。
關(guān)鍵詞 土壤有機質(zhì)；測定；油??；溫度；時間；條件優(yōu)化
土壤有機質(zhì)測定是采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法，將裝有待測土樣鍋的試管插入鐵絲籠中，再將鐵絲籠沉入已在電爐上加熱至185～190 ℃的油浴內(nèi)，要求放入試管后溫度下降至170～180 ℃，待試管中的溶液沸騰開始計時，并控制電爐溫度，不使溶液劇烈沸騰，同時維持在170～180 ℃，5 min±0.5 min后將鐵絲籠油浴鍋中提出。2007―2009年間，霍山縣農(nóng)技推廣中心土肥站實施測土配方項目，筆者參與了其中的化驗工作，對所有樣品的有機質(zhì)的含量進行化驗。此次化驗與以往相比，設(shè)備上有較大的變化，以自動控制溫度的恒溫油浴鍋代替電爐加熱、用溫度計觀測溫度變化的油浴鍋，因此溫度變化通過油浴鍋上面的溫度表自動顯示[1-2]。由于設(shè)備發(fā)生變化，需要對上述方法中鐵絲籠沉入油浴鍋前油浴鍋內(nèi)的溫度是否合適、能否在試管中溶液沸騰之前降至170～180 ℃，以及油浴過程維持的最合適時間等問題進行研究。因此，找出最佳溫度和時間是有機質(zhì)測定過程中最重要的環(huán)節(jié)，直接影響到最后結(jié)果的精確性和準確性[3-4]。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
供試土樣：標準控制土樣，有機質(zhì)測試值為（12.3±0.6） g/kg。主要試驗設(shè)備：恒溫油浴鍋，（18～25） mm×200 mm的硬質(zhì)試管、鐵絲籠、滴定管、三角瓶、燒杯。試驗試劑：0.4 mol/L重鉻酸鉀-硫酸溶液，0.2 mol/L重鉻酸鉀標準溶液，0.2 mol/L硫酸亞鐵溶液，鄰菲啉指示劑。
1.2 試驗設(shè)計
采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定土樣的有機質(zhì)含量。油浴前油鍋最高溫度分別選定3個起始溫度處理，分別為185、180、175 ℃；維持油浴時間分別選定4個處理，分別為4.5、5.0、5.5 min，每個溫度點對應(yīng)1個時間點作為1個試驗設(shè)計，每個處理設(shè)5個平行，3次重復(fù)。
2 結(jié)果與分析
不同油浴前油鍋溫度和油浴維持時間處理下，土壤樣本的有機質(zhì)含量測試結(jié)果如表1所示。通過測試結(jié)果可以看出，當(dāng)油浴前油浴鍋溫度選定為185 ℃時，油浴時間4.5～5.5 min的各處理其土壤有機質(zhì)測定結(jié)果普遍偏高，而且超出允許誤差范圍，結(jié)果不準確。當(dāng)油浴前油浴鍋溫度選定為180°，油浴時間選定為4.5、5.0 min時，測試結(jié)果最接近標準值，在允許誤差范圍內(nèi)，結(jié)果最可信；油浴時間選定為5.5 min時，其結(jié)果也偏高，而且超出允許誤差范圍。當(dāng)油浴前油浴鍋溫度選定175 ℃，其結(jié)果則普遍偏低，接近允許誤差臨界值，結(jié)果不可靠。
3 結(jié)論與討論
試驗結(jié)果表明，用自動控溫的恒溫油浴鍋進行有機質(zhì)的測定時，當(dāng)油浴前油浴鍋溫度選定180 ℃，油浴時間選定4.5 min或5.0 min，得出的結(jié)果相對最為精確、誤差最小。其他的溫度與時間處理，其有機質(zhì)測定結(jié)果均偏大或者偏小，而且超出允許誤差范圍，結(jié)果不準確。因此，控制好油浴的時間和溫度十分重要[5-6]。此外，在175～185 ℃、4.5～5.5 min范圍內(nèi)是否有更加合適的溫度和時間點，有待進一步試驗論證。
摘 要：生活垃圾主要成分決定了污染性質(zhì)，垃圾中有機質(zhì)的分解將產(chǎn)生硫化氫及氨等臭氣，分解形成的高濃度有機廢水對水環(huán)境影響巨大，因此垃圾中有機質(zhì)含量決定了生活垃圾污染程度。文章通過對重慶市簡易生活垃圾場的監(jiān)測報告分析，研究重慶市簡易填埋場有機質(zhì)含量與填埋年限的大致對應(yīng)關(guān)系。
關(guān)鍵詞：簡易填埋場；有機質(zhì)；填埋年限
1 總述
本次研究主要選取重慶地區(qū)3座大型生活垃圾簡易堆放場（沙坪壩區(qū)涼風(fēng)埡垃圾場（170萬m3，現(xiàn)目前已封場）、九龍坡區(qū)興隆垃圾場（80萬m3，已采取封場措施）、巴南區(qū)祺龍垃圾場（220萬m3，已采取封場措施）垃圾有機質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)對重慶市生活垃圾堆放場降解規(guī)律進行分析，最終得到各堆放場填埋時間與有機質(zhì)含量等相關(guān)特征值。
1.1 影響垃圾有機質(zhì)降解速率因素
影響垃圾有機質(zhì)降解速率因素包括：（1）氣候條件；（2）垃圾含水；（3）溫度。
1.2 研究地區(qū)選擇
由于全國各地區(qū)降水、溫度、垃圾組分存在一定的差異，生活垃圾有機質(zhì)降解的外部條件不一，使得各地生活垃圾降解速率存在差異，本研究利用監(jiān)測數(shù)據(jù)來自重慶地區(qū)，因此，研究結(jié)論可從一定程度上反映重慶地區(qū)以及與重慶地區(qū)氣候條件類似地區(qū)的生活垃圾降解規(guī)律。
2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析
2.1 涼風(fēng)埡垃圾堆放場
2.1.1 堆放場概況
涼風(fēng)埡垃圾堆放場占地面積約45000m2，總堆放量約170萬m3。垃圾場于1988年4月投入使用，2002年停用。
2.1.2 監(jiān)測結(jié)果
監(jiān)測時間：2010年9月。
有機質(zhì)監(jiān)測：共設(shè)兩個采樣點，取樣點均位于垃圾表層，屬于距現(xiàn)在時間較近的垃圾，垃圾中有機質(zhì)含量分別為24.7%與20.3%，按平均有機質(zhì)表示垃圾體有機質(zhì)含量為22.5%。
2.1.3 有機質(zhì)含量衰減分析
涼風(fēng)埡垃圾場從1988年開始使用，到采樣監(jiān)測時最短填埋時間為8年（即2002年停用后到2010年監(jiān)測），由于監(jiān)測采樣為表層較新垃圾，降解時間在8年左右，重慶市新鮮垃圾有機質(zhì)含量通常在40%左右，通過8年降解后，有機質(zhì)降至約22.5%左右；按照有機物隨時間降解公式①，可推算出從2002年封場后到2024年垃圾中有機質(zhì)隨著時間變化與垃圾降解關(guān)系。見表1所示。
2.3 祺龍垃圾堆放場
2.3.1 堆放場概況
重慶市祺龍村垃圾堆放場地處巴南區(qū)七公里半。該場于1986年開始使用，2000年停用，由開始300噸/日的入場量增至2000年的1200噸/日，占地面積約33000m2，總填埋量220萬t。
2.3.2 監(jiān)測結(jié)果
監(jiān)測時間：2010年2月。
監(jiān)測點：共設(shè)置21個監(jiān)測井。
采樣深度：表層8m以下。
2.4 垃圾填埋時間與有機質(zhì)降解分析
涼風(fēng)埡垃圾堆放場采樣深度在3m以內(nèi)，為表層垃圾樣品，降解速率可大致反應(yīng)表層垃圾的降解規(guī)律。典型規(guī)律見表4。
興隆垃圾場采樣深度主要為3m、6m、9m、12m、15m、20m幾個層位，反應(yīng)了興隆垃圾場垃圾填埋不同深度上的一個有機質(zhì)衰減規(guī)律，ZK1、ZK2、ZK3、ZK5幾個鉆孔3m處有機質(zhì)（分別為13.0%、18.1%、15.4%、17.5%）屬于一個數(shù)值區(qū)間，填埋年限差異也不大（分別為12年、10年、8年、16年），有機質(zhì)的變化規(guī)律基本跟涼風(fēng)埡垃圾場表層垃圾有機質(zhì)變化規(guī)律（表4）一致。
祺龍垃圾堆放場監(jiān)測點位于1990年前填埋區(qū)域，樣品填埋年限推測20年，監(jiān)測結(jié)果顯示有機質(zhì)含量為3.08～11.1%，平均有機質(zhì)約7.11%，僅14.2%的樣品有機質(zhì)低于5%，可以推測出祺龍垃圾堆放場垃圾有機質(zhì)要降解至5%以下還需經(jīng)過3～5年時間，填埋深度超過8m時垃圾有機質(zhì)變化規(guī)律也適合表4所示規(guī)律，即填埋年限大于25年時，垃圾有機質(zhì)可能降至5%以下，垃圾填埋年限在20～25年時，垃圾有機質(zhì)可能在5～10%之間。
興隆垃圾堆放場采有深層垃圾有機樣（8m深以上），推測填埋年限在10～20年的鉆孔分別為ZK1（填埋12年，9m處有機質(zhì)監(jiān)測值為2.9%）、ZK2（填埋10年，9m處有機質(zhì)監(jiān)測值為11.5%）、ZK6（填埋11年，9m處有機質(zhì)監(jiān)測值為40.7%）、ZK8（填埋20年，9m處有機質(zhì)監(jiān)測值為4.43%），典型生活垃圾經(jīng)過25～30年降解，通常有機質(zhì)含量約5%左右，再繼續(xù)降解難得很大，ZK1孔有機質(zhì)含量2.9%，局部有機質(zhì)偏低，該數(shù)據(jù)無法反應(yīng)有機質(zhì)變化規(guī)律。ZK6垃圾經(jīng)過11年降解，有機質(zhì)含量約40.7%，接近新鮮垃圾有機質(zhì)含量，偏差過大，不作為有機質(zhì)變化規(guī)律分析數(shù)據(jù)；ZK8監(jiān)測孔在3m、6m、9m深度有機質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)非常接近，與大部分監(jiān)測孔埋深不同降解程度不同的典型規(guī)律有一定的出入，因此不作為有機質(zhì)變化規(guī)律分析數(shù)據(jù)；因此，僅ZK2監(jiān)測數(shù)據(jù)較符合垃圾降解典型規(guī)律，在9m處有機質(zhì)監(jiān)測值為11.5%，降解時間為10年，與表4中“填埋年限10～19年，垃圾有機質(zhì)含量為10～20%基本吻合”。
綜上所述，重慶地區(qū)簡易生活垃圾堆放場垃圾降解時間與有機質(zhì)變化規(guī)律基本符合表4所示。
2.5 建議
根據(jù)上述對垃圾有機質(zhì)降解與填埋時間關(guān)系的分析，提出如下建議：（1）重慶地區(qū)簡易生活垃圾堆放場有機質(zhì)含量可參照本規(guī)律研究結(jié)論進行推算。（2）與重慶地區(qū)氣候條件及垃圾組分類似的地區(qū)可參照本研究結(jié)論選取參數(shù)。（3）由于尚未建立垃圾有機質(zhì)降解與氣候條件之間的模型關(guān)系，因此，研究結(jié)論不適用與重慶地區(qū)氣候條件差異較大的區(qū)域。
3 結(jié)束語
重慶市簡易生活垃圾堆放場的分布廣泛，影響范圍大，堆放場的治理迫切且必要；生活垃圾有機質(zhì)降解與填埋年限規(guī)律研究對簡易生活垃圾堆放場治理措施初步判斷提供了依據(jù)，提高了工作效率，為重慶市簡易生活垃圾堆放場的治理的實施提供了有力保障。
阜新市地處遼西風(fēng)沙帶，土層薄、有機質(zhì)含量低、結(jié)構(gòu)松散，孔隙度大、保水保肥能力差，作物單產(chǎn)較低，嚴重制約了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。調(diào)查表明，土壤有機質(zhì)的含量與土壤肥力水平成正相關(guān)的關(guān)系，土壤有機質(zhì)的含量越高，土壤肥力越高。土壤的固體物質(zhì)中，除土壤礦物質(zhì)以外，最重的組成部分就是有機質(zhì)，是土壤肥力主要的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，因地制宜采取多種措施提高土壤有機質(zhì)含量，是實現(xiàn)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的前提。
一、土壤有機質(zhì)對土壤肥力的作用
1.土壤有機質(zhì)是土壤養(yǎng)分的主要來源 有機質(zhì)中含有作物生長所需的各種養(yǎng)分，可以直接或間接地為作物生長提供氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫和各種微量元素。特別是土壤中的氮素95%以上是以有機狀態(tài)存在。土壤礦物質(zhì)一般不含氮素，除施入的氮肥外，土壤氮素的主要來源就是有機質(zhì)分解后提供的。土壤有機質(zhì)分解所產(chǎn)生的二氧化碳，可以供給綠色植物進行光合作用。此外，有機質(zhì)也是土壤中磷、硫、鈣、鎂以及微量元素的重要來源。
2.促進作物的生長發(fā)育 土壤有機質(zhì)中的胡敏酸，具有芳香族的多元酚官能團，可以加強植物呼吸過程，提高細胞膜的滲透性，促進養(yǎng)分迅速進入植物體。胡敏酸的鈉鹽對植物根系生長具有促進作用。土壤有機質(zhì)中還含有維生素B1、B2、吡醇酸和煙堿酸、激素、異生長素（β-吲哚乙酸）、抗生素（鏈霉素、青霉素）等對植物的生長起促進作用，并能增強植物抗性。
3.改善土壤物理性質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu) 有機質(zhì)中的腐殖質(zhì)是土壤團聚體的主要膠結(jié)劑，土壤有機膠體是形成水穩(wěn)性團粒結(jié)構(gòu)不可缺少的膠結(jié)物質(zhì)，所以有助于黏性土形成良好的結(jié)構(gòu)，從而改變了土壤孔隙狀況和水、氣比例，創(chuàng)造適宜的土壤松緊度。土壤有機質(zhì)的黏性遠遠小于黏粒的黏性，它既能降低黏性土壤的黏性，減少耕作阻力，提高耕作質(zhì)量，又可提高砂土的團聚性，改善其過分松散的狀態(tài)。
4.提高土壤的保肥能力和緩沖性能 土壤有機質(zhì)中的有機膠體，帶有大量負電荷，具有強大的吸附能力，能吸附大量的陽離子和水分，其陽離子交換量和吸水率比黏粒要大幾倍、甚至幾十倍，所以它能提高土壤保肥蓄水的能力，同時也能提高土壤對酸堿的緩沖性。
5.促進土壤微生物的活動 土壤有機質(zhì)供應(yīng)土壤微生物所需的能量和養(yǎng)分，有利于微生物活動。
6.提高土壤溫度 有機質(zhì)顏色較暗，一般是棕色到黑褐色，吸熱能力強，可以提高地溫，滿足作物根系生長發(fā)育的需要。
7.提高土壤養(yǎng)分性 有機質(zhì)中腐殖質(zhì)具有絡(luò)合作用，有助于消除土壤的污染。對低產(chǎn)田來說，通過增加有機質(zhì)含量可以培肥土壤，提高地力水平。對高產(chǎn)田來說，由于有機質(zhì)不斷分解，也需要不斷補充有機質(zhì)。腐殖質(zhì)能和磷、鐵、鋁離子形成絡(luò)合物或螯合物，避免難溶性磷酸鹽的沉淀，提高有效養(yǎng)分的數(shù)量。
二、增加土壤有機質(zhì)的五項措施
1.增施有機肥 有機肥是很好的土壤改良劑，它既能熟化土壤，保持土壤的良好結(jié)構(gòu)，又能增強土壤的保肥供肥能力，不斷供給作物生長需要的養(yǎng)分，為作物生長創(chuàng)造良好的土壤條件。有機肥料來源廣泛，種類包括堆肥、漚肥、餅肥、人畜糞肥、河泥等，其中常見的羊糞中有機質(zhì)含量為2.5%～4.0%。每年畝施羊糞5000公斤，連施3年土壤有機質(zhì)含量可由0.6%～0.7%增加至1.0%～1.1%，效果顯著。風(fēng)沙土連年施用有機肥并合理經(jīng)濟施用化肥，不僅可以改善土壤物理性質(zhì)，而且還能培肥土壤，提升土壤有機質(zhì)含量。
2.實施秸稈還田 推廣以小麥、玉米等秸稈還田以及噴施腐化劑技術(shù)，既能有效地利用資源，又能改善土壤結(jié)構(gòu)，增強土壤保肥供肥性能，節(jié)約化肥投入，降低生產(chǎn)成本。作物秸稈主要成分是纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)和糖等，這些物質(zhì)經(jīng)過發(fā)酵、分解，轉(zhuǎn)化為土壤有機質(zhì)。如將玉米秸稈的1/2還田后，土壤有機質(zhì)含量由0.6%增加至1.0%，效果顯著。作物從土壤中吸收大量營養(yǎng)元素、氮、磷、鉀等礦物質(zhì)元素，可通過施肥得到補充，而有機質(zhì)很難通過化學(xué)方法速補，因此秸稈還田是提升有機質(zhì)的重要舉措。
3.實行輪作養(yǎng)地 近年來，農(nóng)作物復(fù)種指數(shù)越來越高，致使許多土壤有機質(zhì)含量降低，肥力下降。實行輪、間作制度，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，做到用地與養(yǎng)地相結(jié)合，不僅保持和提高土壤有機質(zhì)含量，而且改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。如選用適宜阜新風(fēng)沙地區(qū)的草木犀綠肥進行糧――草――糧3年輪作，綠肥當(dāng)年秋天進行翻壓，可為土壤提供豐富的有機質(zhì)和氮素，土壤有機質(zhì)含量由0.6%增加至1.1%，作物產(chǎn)量增加15%。
4.鋪施草炭 遼西風(fēng)沙地區(qū)草炭資源極為豐富，草炭是半腐熟的植物殘體，含有大量的腐殖質(zhì)，蓄水保肥能力很強，是改良風(fēng)沙土的極好肥料。試驗證明，風(fēng)沙地每畝鋪施草炭10000公斤，1～2年后土壤理化性質(zhì)有明顯改善，土壤含砂量下降，有機質(zhì)含量由0.6%增加至1.1%，效果顯著。
5.開展測土配方施肥 測土配方施肥是以土壤養(yǎng)分測試和肥料田間試驗為基礎(chǔ)，根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能和肥料效應(yīng)，在合理施用有機肥的基礎(chǔ)上，提出氮、磷、鉀及中、微量元素的施用數(shù)量、施肥時期和施肥方法。它能滿足作物均衡吸收各種養(yǎng)分，達到有機與無機養(yǎng)分平衡，減少養(yǎng)分流失和環(huán)境污染，大幅度提高作物產(chǎn)量。
作者簡介 李艷武（1975.11-），女，農(nóng)藝師，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。
