土壤多糖对不同利用方式下棕壤中各级微团聚体稳定性的影响

杨坤　王作敏

摘要：采用高碘酸盐氧化法和分组胶散法对比的方法研究了土壤多糖对耕地、园地、林地3种利用方式下棕壤中各级微团聚体稳定性的影响，经分析认为土壤多糖在不同利用方式下棕壤的各级微团聚体的形成和稳定中均起到了较重要的作用，去除土壤多糖后，各级微团聚体的破坏程度均较大。与胶散分组相比较，多糖对耕地和园地棕壤50—250 μm和<10 μm微团聚体稳定性的作用较林地的大，说明在林地棕壤中其他的胶结物质可能起着更重要的作用；而在10—50 μm微团聚体中多糖对林地的稳定性作用较强。

关键词：利用方式；微团聚体；多糖；稳定性

中图分类号：S158.5

文献标志码：A

论文编号：2014-0436

0 引言

团聚体的稳定性是指团聚体抵抗外力作用或外部环境变化而保持其原有形态的能力。前人研究认为土壤有机质、土地利用方式、土壤微牛物、气候条件、植被覆盖、管理措施等众多因素影响着团聚体的稳定性。其中，土壤多糖是一种重要的胶结物质。多糖蕴藏着结构的多样性，具有极其复杂的的“连接方式或异构体”和“分支形成”。由于分离提取方法上的局限，对土壤多糖的结构和其对土壤微团聚体稳定性的影响的相关研究较少。关连珠等研究提出，大粒级微团聚体的形成丰要与松结合态有机质以及多糖类物质有关。本研究旨在进一步探讨土壤多糖对各级微团聚体的形成和稳定机制的影响，为土壤有机碳库和土壤肥力的调控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

供试土壤为同一母质类型不同利用方式（耕地为旱田，园地为柞树林，林地为针叶林）的棕壤，采白于辽宁沈阳天柱山，采样深度为0—20 cm。土壤的基本性质见表1。

供试微团聚体为各利用方式棕壤经过超声波分散、虹吸法提取获得，基本性质见表2。

1.2 测定方法

试验采用室内分析的方法，土壤多糖对微团聚体稳定性的影响采用高碘酸盐氧化法测定，各级微团聚体的有机矿质复合体组成采用丘林的分组胶散法测定。

高碘酸盐氧化法具体操作如下：取适量的土壤微团聚体样品于1000 mL量筒中，加入0.06 mol/L的高碘酸钠溶液300 mL，其间不断地搅拌，以求作用完全，然后吸去上清液，加蒸馏水至刻度，吸管法定量，以0.06 mol/L的NaCl溶液作为对照。

分组胶散法具体操作如下：Gl组的分离，采用l mol/L NaCl淋洗，完全脱钙后，转入1000 mL量筒，在规定的时间吸取，多次重复，直至悬液接近澄清。G2组的分离，剩余土壤转入瓷勺，澄清后吸除水分，糊状物用带橡皮头的玻璃棒研磨5 min，加水混均，放置5 min，将悬浊液倒入量简。如此反复，至瓷勺中残余土壤加水研磨不显浑浊为止。之后按Gl组方法提取G2组。

2 结果与分析

2.1 土壤多糖对各利用方式棕壤中50—250μm微团聚体稳定性的影响

由表3可知，各利用方式下棕壤中的50—250 μm微团聚体经高碘酸钠氧化后，均受到了一定程度的破坏，<10μm粒级的增量在25%以上，其中对园地和耕地的破坏程度大于林地，分别比林地<10 μm颗粒增量多2.1%和1.5%。从除去多糖后，50—250 μm微团聚体的破坏程度来看，在林地该粒级的形成中可能有其他胶结物质起着更为重要的作用。

对该粒级进行胶散分组后，得到钠质分散复合体（Gl）和钠质研磨分散复合体（G2），各利用方式下均为G1>G2，其中园地与林地的复合体含量相近，耕地的Gl最大，G2最小。通常认为复合体G2含量较多的土壤中，水稳性团粒的总含量较高。可以看到，林地与园地的G2含量明显高于耕地，这说明林地与园地中的水稳性团粒含量高于耕地，土壤结构较稳定。

将2种处理方法对比可以看出，50—250μm微团聚体经过氯化钠处理，又经过反复的研磨后得到的有机无机复合体含量（G1+G2）仍然小于高碘酸钠氧化后得到的<10 μm颗粒的含量，之问的差异达到了5.1%～9.2%，说明多糖对于此粒级微团聚体的形成和稳定具有较强的作用。还可以看出，经2种处理方法得到的<10 μm粒级增量的差异为耕地最大，林地最小，所以推断多糖对耕地这一粒级微团聚体形成及稳定具有更重要的作用。

2.2 土壤多糖对各利用方式棕壤中10—50 μm微团聚体稳定性的影响

由表4可以看到，各利用方式棕壤中10—50 μm微团聚体经过高碘酸钠氧化后，<10μm粒级的增量仍然在25%以上，且其破坏程度为林地>园地>耕地，林地小粒级的增量比园地多1.4%，比耕地多了3.7%，多糖对林地10—50μm微团聚体的稳定性作用相对较强。

胶散分组的结果为G1>G2，其中林地的G2含量最大。3种利用方式下（G1+G2）的趋势为林地>园地>耕地。2种处理方法相比，高碘酸钠氧化对土壤10—50 μm粒级的破坏程度较大，但是2种方法之间<10um颗粒的增量差值仅在1.8%～3.8%。

2.3 土壤多糖对各利用方式棕壤中<10 μm微团聚体的稳定性的影响

在<10 μm微团聚体中以处理后黏粒的增量来衡量团聚体的破坏状况可以看出（表5），经高碘酸钠氧化后，黏粒的增量在20%—25%，而胶散分组得到的黏粒含量在8%～l2%，可见多糖在这一粒级的形成和稳定中同样起到了十分重要的作用。耕地和园地中该粒级微团聚体在2种处理方法下得到的黏粒增量差值相近，分别为14.1%和14.3%，并且大于林地的12.8%。

3 结论

从上述分析可知，不同利用方式棕壤的各级微团聚体经高碘酸盐处理后均发生了较大程度的破坏，说明多糖不仅对大粒级微团聚体的形成起作用，而且对各级微团聚体的团聚作用的贡献都很大。不同的土地利用方式对各级微团聚体中有机无机复合体的含量均产生了影响，随着人为开垦程度的增加，有机无机复合体的含量减少，水稳性团粒含量减少，揭示了土壤肥力退化的机制。与胶散分组相比较，多糖对耕地和园地棕壤50—250和<10μm微团聚体稳定性的作用较林地的大，说明在林地中可能有其他的胶结物质起着更重要的作用；而在10—50μm微团聚体中多糖对林地的稳定性作用较强。

土壤多糖在各利用方式棕壤的各级微团聚体的形成和稳定中起关键作用。土壤有机无机复合体的含量变化能直观地反映土壤肥力的退化机制。与胶散分组相比较，多糖对耕地和园地棕壤50—250和<10μm微团聚体稳定性的作用较林地的大。