东北黑土长期定位试验联网研究腐殖质组成对施肥和水热条件的响应

土壤腐殖质的化学组成强烈影响其作用和功能，一直是土壤学研究的重点和难点科学问题。土壤腐殖质组成受到不同水热条件和施肥模式的影响，而这种影响的程度尚不十分清楚。本课题以我国东北地区不同水热梯度的4个黑土长期定位施肥联网试验基地为平台，通过对不同施肥年限土壤腐殖质光谱学（紫外、红外、荧光光谱等）特性进行解析，阐明其组成结构的时空分异特征，并分析施肥模式对腐殖质组成结构分异的影响机制。结合区域内长期相关数据积累，采用数学统计学方法，揭示土壤腐殖质组成结构的时空变化与区域水热条件响应关系；通过腐殖质活性比较分析，筛选腐殖质活性表征的光谱学特征参数，最终建立土壤腐殖质光谱学特征参数与区域水热条件、施肥模式的数学响应模型，提出不同水热梯度区域黑土科学施肥模式，课题研究成果可以为我国黑土资源的可持续利用提供科学的依据，具有十分重要的理论与实际意义。

与CK相比，三个施肥处理均在不同程度上提高了土壤腐殖酸含量，对于同一深度、不同处理来说，OM、MNPK施肥处理均能提高土壤有机质和腐殖酸含量。OM、MNPK处理浅层土壤的FA结构简单，深层的结构复杂，各地OM、MNPK处理40-60cm土壤的HA分子结构趋于老化。随着施肥时间的增加，MNPK处理的FA结构较为稳定，变化较小；CK、OM处理均表现出随施肥年限增加而简单化；NPK处理则随施肥年限增加复杂化。随施肥年限的增加，CK、NPK、OM处理的HA分子结构老化；MNPK处理HA结构无明显变化，不同年际间有年轻化的趋势。哈尔滨与黑河OM、MNPK处理均使FA分子结构缩合度增加，而NPK使FA分子结构简单化；海伦地区的NPK、OM、MNPK处理使FA分子结构简单化；公主岭OM处理使FA复杂化，NPK、MNPK使其FA分子芳香度降低。海伦、公主岭地区的土壤HA在经过NPK、OM、MNPK施肥处理后结构变简单化；在黑河地区，NPK处理使土壤中HA分子趋于老化；OM、MNPK处理使HA分子腐殖化程度降低；在哈尔滨地区，经过NPK、OM、MNPK施肥处理均使土壤胡敏酸分子缩合度增强。腐殖质结构与降水、气温等气象因素间有不同程度的相关关系，其中NPK处理与MNPK处理的HA结构与气象指标间相关关系一致，CK处理与OM处理的FA结构与气象指标间相关关系均一致。黑河CK处理土壤的轻组有机碳含量最高，公主岭地区最低。四个地区NPK处理均使土壤中轻组有机碳含量减少，海伦地区各组有机碳含量均显著高于其它地区，哈尔滨地区最低。MNPK、OM处理条件下，各组有机碳均是海伦地区各组有机碳含量最高，哈尔滨地区最低。