田间测定植物残体分解速率的砂滤管法.pdf

第卷第期年月土壤学报,,田间测定植物残体分解速率的砂滤管法林心雄程励励徐宁文启孝中国科学院南京土壤研究所植物残体的分解速率,是评价植物残体在保持和改善土壤有机质状况方面的作用,以及估计土壤对农业废物的处理能力等方面所必需的资料它决定于植物物质的化学组成和分解的环境条件,因此欲获得这方面可靠的资料,试验条件必须尽可能逼近田间实际情况早期有关这方面用非标记物料的实验室研究,其水热状况与田间迥异用塑料纱袋法在田间条件下进行测 定,又受到植物根系和土壤动物等的严重干扰曾用铁管法研究首猪在不同气候条件下的分解速率’,该法既不同程度地存在同样的问题,而且铁管在土壤中易被腐蚀,管壁旁侧也不能透水透气年以来,等利用示踪技术,将定量的标记植物物料与土壤混匀后,装入聚乙烯管 直径厘米,高厘米 内,然后将管埋人田间表土,研究植物物质在不同轮作、气候条件下的分解率,,,这种方法具有很多突出的优点,首先,采用高放射性比强的植物物料时,植物物质的加入量可以更接近于田间实际用量 同时也可以直接采用有机质含量较高的表土进行试验其次,它可以追踪较长时期内植物物质的分解情况第三,它不受植物根和土壤动物的干扰但是,该法需要昂贵的仪器设备,同时物料的标记费时而困难,因而妨碍其普遍采用。

年蔡道基曾用砂滤管测定稻草等的分解速率近几年,我们对该法的测试条件进行了一些试验,并用该法研究非标记植物残体的分解速率,得到了较为满意的结果本法不需要特殊的仪器设备,所用的砂滤管能透水透气,又能阻止细根和土壤颗粒透过现将该法的测试条件及试验结果报告如下一、方法一砂滤管已‘几 ⑧内径 外径任 日」」 一一图砂滤管的规格今加本项工作的还有吴顺麟同志土坡学报卷试验用砂沁管由金刚砂烧制而成,其大小为内径高,图,管壁厚我多孔,孔隙大小以斗拜科为主,能透水透气,新管每分钟透水量为毫升,但不会透人植物细根二物料供试植物物料均经℃低温烘干,然后用粉碎机磨细过钧孔筛后备用土壤样品经风干磨细通过孔筛后备用三操作手续称取供试土壤克 相当于供干重,与一定量的植物物质混匀 折合成无水千重,装人砂滤管内,加盖,用塑料胶布封口另设不加植物物质的空白处理每个处理均三次重复将砂滤管垂直埋人田间试验地的表土层内,上面覆土厚约厘米布置试验时,如田间 土壤表层的水分含量在饱和含水量 以下,埋管后需用土壤悬液喷浇砂滤管以接 种此后,根据试验设计,定期取出砂滤管,将管内样品于℃下洪千、磨细并通过孔筛后供分析用有机碳用丘林法测定二、结果一管内的水热状况水热条件对植物残体的分解有重大的影响。

本法中的供试土壤和植物物料与田间土壤完全隔开,然而在水田条件下,由于管壁多孔,土壤又经常处于渍水状况,因而管内和管外土壤的水热条件可能没有什么差别但在旱地条件下,管壁对水分和热量传递所产生的影响,将导致管内外土壤的水热条件出现某些差异图为土壤由湿变干的过程中管欲训转如节脚‘七苟渗丽一—劝 时间天数 亡匕”·图管内外土坡的水分含最变化年呼月‘人由本所电镜室侧定林心雄等田间测定植物残体分解速率的砂滤管法内外土壤的水分含量变化从图可见,当土壤含水量在务以上,接近田间持水量时,管内外土壤的含水量非常接近低于此值时,管内土壤的水分含量常高于管外土壤,估计在相反的情况下,即当管外土壤由干到湿的过程时,管内的水分含量将低于管外土壤根据三次土壤 由湿变干过程中每次观测一夭,分别在初春、初夏和夏末进行的观测结果,虽然管内土壤含水量常较管外土壤为多,但管内土壤温度恒较管外土壤高一℃,平均约高℃已经知道,同一土壤在不同年份和不同耕作下,其水热状况也会有一定变异看来,采用砂滤管法腐解时,在旱地条件下,其水热条件与田间土壤虽不完全相同,但可认为仍比较接近二土城性质的影响土壤性质是影响植物残体分解的重要因素之一在腐解试验中,供试土壤自然应以当地的表土为宜,但表土的有机质含量一般常较高,由于本法采用的是非标记物料,其分解速率均用差异法求得,因而供试土壤有机质含量的高低,将直接影响测定结果的准确性。

当植物物料的加人量较低时务以下,如供试土壤有机质的含量较高,则用丘林法求得的结果准确性将较低,而必须用湿烧法,以提高结果的准确性如供试土壤有机质含量更高,甚至用湿烧法也不能得到准确的结果表土壤性质对扁殖化系数的影响‘腐殖化系数、物料表土底土 二二月 三生三三二⋯一一一一竺止一一一⋯一一一一竺兰一一一一竺竺三竺竺匕竺竺竺竺卜一一一二里一一一一一阵一一一二竺—一一 一进竺竺二竺匕—一一止二生一—一 —二竺一一一紫云英,·斗·有机质含 粘拉含盆咯·有机质含 粘拉含峪但用底土作为供试土壤时,不但其有机质含量很低,而且其粘粒含量往往较高一些研究者认为,粘粒含量愈多,腐殖化系数愈高 有机质含量多或很少,同样具有减缓植物残体的分解作用山表的结果表明,底土和表土相比,在有机质含量很低而粘粒含量较高的底土中,植物残体的腐殖化系数大多较高,相差的幅度因物料而异可能,为了提高结果的准确性,不 用表土而用底土作为供试土壤时,所测定的植物残体的腐殖化系数将略偏痛三植物物质的加人皿在农业实践中,绿肥、篙秆等的施用量,一般仅约为并 占土重的百分数左右在土坡学报卷分解速率的测定中,如用通常的化学方法,按这样的加量,除了某些长期试验外,显然不可能得到任何可靠的资料,即使将植物物料的加量提高到外,正如上述,也仍然存在着一些问题,或者结果的准确性不够在供试的土壤有机质含量高或试验的持续时间更长时或者结果偏高采用有机质含量很低的土壤作为供试土壤时。

解决的办法之一,是继续提高供试物料的加人量但是,加人量过大,可能对物料的分解特征产生影响如等根据实验室条件下的试验结果认为,当加人量在一多即克土中加入克植物碳以内、分解时间在一个月以上时,物料的分解与加人量无关超过此数值时,分解速度将随加人盘的增大而变慢’加人量过大时分解速度变慢的原因较多,包括有毒物质的积聚等,但一般认为主要的是 由于氮素不足所致例如,最近等根据实验室培育试验的结果指出,当用硫钱调节稻草比值在以下、稻草的加人量在并以内,分解时间在天以上时,分解速率与加入量无关印叫 祝 口 诵三 公 虽祝 谕一 暇 粗 攀一识 澎 孚 妞稻草紫云英八们心尸‘尸产 洲训口户植物碳加人盆匕—六 克克土 冬司稻草紫云英 —天夕二一二—天一二 一一天一一一天夕一二 一·一一天二·一一天夕一呼二一·一天萝夕,·斗一·一天,二二图达显著性帕植物物质加人与分解量的关系,,月口在田间条件下,管外的土壤溶液中,含有一定量的矿质态氮,如管内外土坡溶液中的物质能互相随水分的移动而移动,则管外土壤不仅可提供管内的物料以相当的氮素,且可降低管内有毒物质的积聚这样将可保证在较大加人量时,物料的分解特征仍不受影响水田条件即接近于这种情况。

图为水田条件下不同植物物料加的试验结果由图可见,在加量一关 范围内,不但紫云英的分解与其加人最呈极显著的线性相关即使是比值为 帕的稻草,其分解量与加入量的相关性也达到很显著的水准且随着分解期的加长,相关性越好这表明在水田条件下,管外土壤中的矿质态氮量,能满足管内加量为并的稻草分解时的需要另一组试验的结果也支持上述的结论在该试验中,将不同加人量的稻草,分别用硫铁调节其比值为,然后置于田间水田条件下腐解,同时以不加硫按的稻草作为对林心雄等田间测定植物残体分解速率的砂滤管法照,为了比较,也用紫云英进行了补加和不补加硫铁的对比结果表明,在试验条件下,当加量为拓时,补加硫钱并不对稻草和紫云英的分解速率产生影响表表氮对植物物质分解的影响物物料植物物料加量量硫按加盆盆植物碳分解克 克、碳克天天夭 〔稻稻草草夕紫紫云英英‘斗斗呼呼根据上述试验结果,看来,在一些较长期 半年以上的试验中,为了提高结果的准确性,可以将物料的加量提高到多加量为务时,在田间水田条件下,无论比值较小或较大的物料,均不需补加氮素而在田间旱地条件下,对于比值较大的物料,根据文献资料,补加氮素可能仍是必需的四方法的准确度根据以土壤有机质含量很低的底土作为供试土样,物料的加入量为多所 做的次不同时期的测定结果统计,各处理间残留碳百分含量的最小显 著差 为。

务三、结语以非标记植物残体作为供试物料,采用砂滤管法测定其分解速率,能避免由于植物根系等的干扰所引起的误差,且其分解条件仍较逼近田间实际用本法测定植物残体分解速率时,如用有机质含量很低的底土为供试土壤,则植物残体的加人量为关即可所得结果虽略偏高,但可作比较研究用如 用有机质含量一般的土壤为供试土壤,则植物残体的加入量须增大为务,才能保证结果的准确性如供土壤学报卷试土壤的有机质含较高,为了提高结果的准确性,甚至更需改用湿烧法定碳在田间水田条件下,即使是比值较大的植物残体,当其加入量在书以内时,也不需补加氮素本法所需设备简单,操作容易快速,供试物料来源方便,适宜于大量测定各种植物残体在不同土壤条件下的分解速率等用参考文献,恤,压,认】郎,一,,舰扭甲加·,一,压,,’氏扣,一,,,,哆,一,,还让纽一,,,恤让吧氏二一遴月‘‘,‘·,,一、忿云￡二习沉不滋哪,通‘烈又她诫,叼‘拼拼,刀,一一’,,一肠,。