长期施肥对土壤矿物粒级中碳水化合物分布特征的影响

土壤碳水化合物作为活性碳库的一部分，与土壤有机质转化所包含的复杂的微生物学、化学和物理学过程密切相关。本文采集公主岭市长期定位监测基地和沈阳农业大学田间试验地不同施肥处理的黑土和棕壤，通过超声分散方法得到细黏粒 (<0.2µm)，粗黏粒 (0.2-2µm)，粉粒 (2-50µm)，细砂粒 (50-250µm) 和粗砂粒 (250-2000µm)五个颗粒级别，研究化肥、有机肥的长期施用对两种土壤不同粒级中有机碳、氮和土壤碳水化合物 (中性糖和氨基糖) 的积累、分布特性的影响，并根据六碳糖与五碳糖的比值区分碳水化合物的植物或微生物的贡献，利用氨基葡萄糖/氨基半乳糖的比值进一步明确真菌和细菌对碳水化合物转化和富集的贡献。结果表明： 对于有机质水平较高的黑土来说，化肥和有机肥合理配施不仅显著增加了黑土有机碳、氮和碳水化合物含量，而且有利于它们在各粒级中的重新分布，如小粒级中土壤有机质明显损失，而大粒级中土壤有机质显著富集。在土壤原始有机质水平较低的土壤 (棕壤) 中，只有较高的有机肥用量才可以引起小粒级有机碳、氮向大粒级中的转移。暗示出长期施肥对土壤碳、氮以及碳水化合物的影响程度取决于土壤原有有机质水平，土壤有机碳在各粒级中的积累符合层级理论。粗砂粒级中土壤有机碳含量高和富集程度大是土壤质量较高的表征。 有机肥的施用引起了两种土壤各粒级，特别是大粒级中 (Gal+Man):(Ara+Xyl)比值的显著降低，表明植物源碳水化合物在有机质积累过程中的贡献要大于微生物源糖，说明有机肥中的植物源有机碳组分并不被土壤微生物全部矿化利用，而其中的一部分作为可利用的碳源或能源储藏在大粒级中，特别是粗砂粒级中。无论何种施肥处理，在有机质水平较高的黑土中，各粒级有机质中中性糖相对含量不变；但在有机质水平相对低的棕壤中，黏粒级有机质中中性糖相对含量都减小，粉粒和砂粒级有机质中中性糖相对含量增大。 在黑土处理中，施用有机肥有利于真菌源氨基糖相对积累，化肥则引起细菌源氨基糖所占比重的略微增加。有机肥和化肥配施在短期内会引起细菌活性的增强，可是从长期角度考虑，仍然是真菌源氨基糖的积累得到了加强。在有机质水平较低的棕壤中，几乎在所有的处理中，砂粒级均表现出细菌源氨基糖所占比重增加，而黏粒和粉粒级中真菌源氨基糖所占比重表现出一定程度的增加。