UV--B辐射和水分对秸秆降解及土壤有机碳转化的影响.pdf

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1、华中农业大学2 0 1 2 届硕士学位论文 3 1 2 土壤水溶性碳2 3 3 1 3 土壤铵态氮2 3 3 1 4 土壤酚氧化酶2 4 3 1 5 土壤F e 2 + 2 5 3 1 6 土壤C 0 2 C 排放2 6 3 1 7 讨论2 7 3 2 室内条件U V - B 辐射对干湿秸秆降解及土壤有机碳转化影响3 2 3 2 1U V - B 辐射对干湿秸秆降解的影响3 2 3 2 2U V - B 辐射和水分对土壤和秸秆添加土壤有机碳转化影响3 9 3 3 室外条件U V - B 辐射和人工降雨对秸秆降解及土壤有机碳转化的影响4 7 3 3 1U V - B 辐射和人工降雨对秸秆降解影响

2、4 7 3 3 2U V - B 辐射和人工降雨对土壤和秸秆添加土壤有机碳转化影响5 4 4 结 仑6 l 参考文献6 3 致谢8 3 U V o B 辐射和水分对秸秆降解及土壤有机碳转化的影响 摘要 秸秆还田是最有效也是最常用的农作物处理方式之一，在当今全球变暖的大背 景下，秸秆还田及其降解过程对土壤碳循环的影响逐渐成为各研究的热点。影响秸 秆降解和土壤碳循环的因素很多，包括温度、水分以及秸秆化学组成等。近年来， 随着臭氧层空洞加剧，入射到地面的U V - B 辐射增加，陆地生态系统碳循环对U V - B 辐射的响应渐渐引起各研究者的关注，但农田秸秆降解过程与土壤有机碳循环对 U V - B

3、 辐射以及U B 辐射与环境因子交互作用的响应研究还较少。为此，本试验通 过室内短期培养和室外长期光照试验，对两种水分条件( 非淹水和微淹水) 下秸秆 添加对土壤有机碳转化过程以及U V - B 辐射和水分对秸秆、土壤以及添加秸秆土壤 有机碳转化过程进行了研究，获得的主要研究结果如下： 1 ) 两种水分条件下，秸秆施入土壤后，C 0 2 C 排放速率、D O C 含量及复合酚 类含量均迅速上升，平均分别增加了2 7 8 2 、4 2 2 和4 7 2 ，而N H 4 + - N 含量在一 周内快速降低至最低水平；在微淹水条件下，土壤酚氧化酶活性与F e 2 + 含量均比非 淹水条件高，平均高出

4、4 9 倍和4 2 4 倍，且秸秆施入加剧了微淹水条件下D O C 含量 和累积C 排放。 2 ) 室内条件下，U V - B 辐射对干秸秆和湿秸秆( 含水量9 2 左右) 光降解过程 及后期微生物可利用性的影响有明显差异。在干燥情况下，U V - B 辐射对所测定指标 均无显著影响，但湿润条件下，减少了D O C 、水溶性酚、元素C 、N 以及D O M 的 芳香族类化合物含量，仅增加了D O N 含量( 平均增幅1 5 3 ) ；水分条件不同也影 响着秸秆的降解，湿秸秆的D O C 、D O N 浓度与D O M 芳香族化合物含量均显著高于 干秸秆，试验结束时增幅平均分别为1 3 7 、4

5、 5 7 和2 6 1 ；但湿秸秆的元素C 含 量与微生物可利用性比干秸秆低。 3 ) 室内条件下，U V - B 辐射对风干土壤的有机碳转化无显著影响，但使淹水土 壤D O C 和F e 2 + 含量分别在试验结束后降低了2 5 6 和5 0 5 。添加秸秆后，U V - B 辐射对风干土壤的有机碳转化过程不显著，但可显著降低淹水土壤和水层D O C 含量 和酚氧化酶活性( 在第5 1 5d 最严重) ，使土壤水溶性酚类含量增加4 2 O 。 4 ) 室外条件下，U V - B 辐射对干秸秆的质量损失和元素C 、N 含量无明显影响， 但使干秸秆的D O C 和水溶性酚类含量增加了2 0 6

6、矛1 11 0 7 ，且使后期的微生物可 利用性增加；人工降雨使秸秆的质量显著损失了3 0 左右，使秸秆D O C 和水溶性 华中农业大学2 0 1 2 届硕士学位论文 酚类含量降低了5 0 以上，且使秸秆的微生物可利用性减弱；U V - B 辐射对人工降 雨秸秆D O C 、水溶性酚含量以及微生物可利用性影响均不显著，但使其C 含量在实 验后期增加了1 2 1 。 5 ) 室外条件下，U V - B 辐射使风干土壤和添加秸秆土壤D O C 和水溶性酚含量 略微增加，使经人工降雨土壤微生物可利用性显著增加；人工降雨降低了土壤和添 加秸秆土壤D O C 含量( 1 1 7 、2 5 3 ) ，且

7、使微生物可利用性下降；秸秆覆盖使土 壤D O C 含量和后期微生物培养中累积C 排放分别增加了7 7 7 和9 6 2 ，且U V - B 辐射使有秸秆覆盖的土壤D O C 含量显著降低。 6 ) 综上所述，秸秆添加会促进土壤有机碳周转释放，且土壤水分含量会影响秸 秆的降解过程；U V - B 辐射对干秸秆降解与风干土壤有机碳转化的影响在室内条件下 并不显著，但在室外光照条件下却有显著的促进作用，且秸秆与土壤的湿润状态以 及外界的气候因子( 如降雨) 也会影响U V - B 辐射对秸秆和土壤的作用；U V - B 辐射 还可通过改变秸秆和土壤的后期微生物可利用性间接对秸秆降解和土壤有机碳转化

8、产生影响。 关键词：U V - B 辐射；水分；秸秆降解；可溶性有机碳；酚类化合物；土壤有机碳 U V - B 辐射和水分对秸秆降解及土壤有机碳转化的影响 一- 一 A B S T R A C T S t r a wr e t u r n i n gi n t os o i li so n eo ft h em o s tc o m m o na n de f f e c t i v ep r a c t i c e sf o rc r o p f i e l dm a n a g e m e n t I nt h eb a c k g r o u n do fg l o b a lw a r

9、 m i n g ，t h es t r a wd e c o m p o s i t i o na n di t s e f f e c to ns o i lc a r b o nc y c l ea f t e ri t sr e t u m i n gh a v eb e c o m eah o t s p o ta n da t t r a c t i n gf o r m a n ys t u d i e s T h e r ea r em a n yf a c t o r si n f l u e n c i n gr i c es t r a wd e c o m p o s

10、i t i o ni ns o i la n dt h e g l o b a lc a r b o nc y c l e ：，s u c ha st e m p e r a t u r e ，m o i s t u r ea n dc h e m i c a lp r o p e r t i e so f t h es t r a w s I nr e c e n ty e a r s t h ei n c i d e n c eo fU V - Br a d i a t i o no nt h ee a r t he n h a n c e da st h ed e c r e a s e

11、o f o z o n el a y e ra n dt h er e s p o n s eo ft e r r e s t r i a le c o s y s t e mc a r b o nc y c l eo nU V - Br a d i a t i o ng o t m o r ea n dm o r ea t t e n t i o nf r o mm a n yr e s e a r c h e r s H o w e v e r ，t h e r e a r en o t e n o u g h r e s e a r c h i n ga b o u tt h ed e

12、c o m p o s i t i o no fs t r a w si nr e s p o n s eo fc l i m a t ec h a n g ea n dU V - B r a d i a t i o no ns o i lc a r b o nc y c l ei na g r o e c o s y s t e m sa n dt h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nt h e m T h e r e f o r e ，i nt h i ss t u d y , w ed e s i g n e ds e v e r a le x p

13、e r i m e n t st oe x p l o r et h ee f f e c t so fs t r a w a d d i t i o no ns o i lo r g a n i cc a r b o nt u r n o v e ra td r ya n ds l i g h t l yf l o o d e dc o n d i t i o n s ，a sw e l la s t h er e s p o n s eo fr i c es t r a wd e c o m p o s i t i o na n do r g a n i cc a r b o nt u r

14、 n o v e ri ns o i l a n d s o i l + s t r a wm i x t u r eu n d e rU V - Br a d i a t i o nt h r o u g haf e wl a b o r a t o r ye x p e r i m e n t sa n da l o n g - t i m ee x p o s u r ee x p e r i m e n t T h em a i nr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 ) A f t e rs t r a wa d d i t i o n ，C

15、0 2e m i s s i o nr a t e ，D O Ca n da l k a l ie x t r a c t a b l ep h e n o l s ( A E P ) i n c r e a s e dq u i c k l y1 1 l om a t t e ra td r yo rs l i g h t l yf l o o d e dc o n d i t i o n ，w i t haa v e r a g er i s eo f 2 7 8 2 ，4 2 2 a n d4 7 2 ，r e s p e c t i v e l y ，w h i l eN H 4 +

16、- Nd e c l i n e dt oar e l a t i v el o wl e v e li n o n ew e e k ：a t s l i t g h t l y f l o o d e dc o n d i t i o n ，s o i lp h e n o lo x i d a s ea c t i v i t y a n dF e 2 + c o n c e n t r a t i o nw e r eh i g h e rt h a nt h a ta td r yc o n d i t i o n ，w i t ha v e r a g ei n c r e a s

17、 eo f4 9a n d 4 2 4t i m e s r e s p e c t i v e l y , a n ds t r a wa d d i t i o ne n h a n c e dD O Cc o n t e n ta n dc u m u l a t i v eC e m i s s i o na ts l i g h t l yf l o o d e dc o n d i t i o n 2 ) I nl a b o r a t o r yi n c u b a t i o ne x p e r i m e n t ，t h ee f f e c t so fU V -

18、Br a d i a t i o n o ns t r a w d e c o m p o s i t i o na n ds u b s e q u e n tm i c r o b i a la v a i l a b i l i t yd i f f e r e ds i g n i f i c a n t l ya td r ya n d w e t c o n d i t i o n s A td r yc o n d i t i o n ，U V - Br a d i a t i o nh a dn os i g n i f i c a n te f f e c to ns t r

19、 a wc h e m i c a l p r o p e r t i e s ，w h i l ea 1 = w e tc o n d i t i o n ，U V - Br a d i a t i o nd e c r e a s e dD O C ，w a t e re x t r a c t a b l e p h e n o l s ( W E P ) ，C ，Na n da r o m a t i cc o m p o u n d s ，b u ti n c r e a s e dD O N c o n t e n to n l y ( a v e r a g e r i s e

20、b y 15 3 、M o i s t u r ea l s oa f f e c t e ds t r a wd e c o m p o s i t i o n T h eD O C ，D O Na n d 华中农业大学2 0 1 2 届硕士学位论文 a r o m a t i cc o m p o u n d si nw e ts t r a ww e r eh i g h e rt h a nt h a t i n d r ys t r a w , w i t ha v e r a g e i n c r e a s eo f1 3 7 ，4 5 7 a n d2 6 1 ，r e s

21、p e c t i v e l y , w h i l et h eCc o n t e n ta n dm i c r o b i a l a v a i l a b i l i t yi nw e ts t r a ww e r el o w e rt h a nt h a ti nd r ys t r a w 3 ) I nl a b o r a t o r y , U V - Br a d i a t i o nh a dn os i g n i f i c a n te f f e c to nd r ys o i lo r g a n i cc a r b o n t u r n

22、o v e r ，b u td e c r e a s ef l o o d e ds o i lD O Ca n dF e 2 + c o n c e n t r a t i o nb y2 5 6 a n d5 0 5 r e s p e c t i v e l yi nt h ee n do ft h ee x p e r i m e n t A f t e rs t r a wa d d i t i o n ，U V - Bd i dn o ti n f l u e n c e d r ys o i ls i g n i f i c a n t l y , b u tb r o u g

23、 h td o w n ( m o s ts e r i o u s l yd u r i n gd a y5t O15 ) t h eD O Ca n d p h e n o lo x i d a s ei nt h ef l o o d e ds o i la n dw a t e rl a y e ra n dr a i s e ds o i lW E Pb ya na v e r a g er a t e o f4 2 O 4 ) I nf i e l de x p o s u r ec o n d i t i o n ，U V - Br a d i a t i o nh a dn o

24、s i g n i f i c a n ti n f l u e n c eo nm a s s l o s sa n dC ，Nc o n t e n ti nd r ys t r a w , b u tb o o s t e dD O Ca n dW E Pc o n t e n to f d r ys t r a wb y 2 0 6 a n d10 7 r e s p e c t i v e l yi nt h ee n do ft h ef i e l de x p e r i m e n t a sw e l la ss u b s e q u e n t m i c r o b

25、i a la v a i l a b i l i t y A r t i f i c i a lp r e c i p i t a t i o nd e c r e a s e dt h es t r a wm a s sl o s sb ya b o u t3 0 a n ds t r a wD O Ca n dW E Pb yr a t e s g r e a t e rt h a n50 ，a sw e l l a ss t r a wm i c r o b i a l a v a i l a b i l i t y U V - Br a d i a t i o nh a dn os i

26、 g n i f i c a n ti n f l u e n c eo nt h eD O C ，W E Pa n dm i c r o b i a l a v a i l a b i l i t yo fs t r a ww i t ha r t i f i c i a lp r e c i p i t a t i o n ，b u tr a i s e di t sCc o n t e n ti nt h el a t ep e r i o d b y1 2 1 5 ) I nf i e l dc o n d i t i o n ，U V - Bi n c r e a s e dt h

27、eD O Ca n dW E Po fd r ys o i la n ds o i l + s t r a w m i x t u r es l i g h t l y , a sw e l la sm i c r o b i a la v a i l a b i l i t yi ns o i l w i t ha r t i f i c i a lp r e c i p i t a t i o n A r t i f i c i a l p r e c i p i t a t i o nd e c r e a s e dD O C ( 11 7 ，2 5 3 ) a n d s u b s

28、 e q u e n t m i c r o b i a l a v a i l a b i l i t yo fs o i l a n ds o i l + s t r a wm i x t u r e S t r a w m u l c h i n gr a i s e ds o i l D O Ca n d s u b s e q u e n tc u m u l a t i v eCe m i s s i o nb y7 7 7 a n d9 6 2 ，r e s p e c t i v e l y ，a n dU V - Br a d i a t i o n d e c r e a

29、s e dD O Cc o n t e n to fs o i lw i t hs t r a wm u l c h i n g 6 ) T os u mu p ，s t r a wa d d i t i o nw i l li m p r o v es o i lo r g a n i cc a r b o nt u r n o v e ra n dt h e m o i s t u r ec o n d i t i o nw i l li n f l u e n c es t r a wd e c o m p o s i t i o n I nl a b o r a t o r yc o

30、n d i t i o n ，U V - B r a d i a t i o nh a sn os i g n i f i c a n te f f e c to nd r ys t r a wa n dd r ys o i l ，b u ti nt h ef i e l dc o n d i t i o n ， U V - Br a d i a t i o nw i l lp r o m o t es t r a wd e c o m p o s i t i o na n ds o i l o r g a n i cc a r b o nt u r n o v e r T h e m o i

31、 s t u r ec o n d i t i o no fs t r a wa n ds o i la n dt h ec l i m a t ef a c t o r s ，s u c ha sp r e c i p i t a t i o nw o u l d a l s op r o m o t eo ri n h i b i tt h ee f f e c to fU V - Br a d i a t i o n U V - Br a d i a t i o nc a na l y e c ts t r a w I V U V - B 辐射和水分对秸秆降解及土壤有机碳转化的影响 d

32、e c o m p o s i t i o na n ds o i lo r g a n i cc a r b o nt u r n o v e ri n d i r e c t l y t h r o u g hc h a n g i n g t h e s u b s e q u e n tm i c r o b i a la v a i l a b i l i t yo fs t r a wa n ds o i l K e yw o r d s ：U V - Br a d i a t i o n ；m o i s t u r e ；s t r a wd e c o m p o s i t

33、 i o n ；D O C ；p h e n o l s ；s o i lo r g a n i c c a r b o n V 华中农业大学2 0 1 2 届硕士学位论文 A E PA l k a l iE x t r a c t e dP h e n o l i c s D + U V B D r y + U V - B d i q c D O C D O M D O N 复合酚 干处理+ U V - B 辐射 2 - c a r b o x y - 2 ，3 - d i h y d r o i n d o l e 一5 ，6 一q u i n o n e2 羧基2 ，3 吲哚一5 ，6

34、- 醌 D i s s o l v e dO r g a n i cC a r b o n D i s s o l v e dO r g a n i cM a t t e r D i s s o l v e dO r g a n i cN i t r o g e n D U V B D r y U V - B F S F S S F l o o d e dS o i l 可溶性有机碳 可溶性有机物 可溶性有机氮 干处理一U V - B 辐射 淹水土壤 F l o o d e dS o i l + S t r a w 淹水土壤秸秆 L - D O P A L - d i h y d r o x

35、y p h e n y l a l a n i n e N F S N F S S P o x U V P A N o n F l o o d e dS o i l N o n F l o o d e dS o i l + S t r a w P h e n 0 1o x i d a s e U l t r o v i o l e tP e a kA r e a W + U V 二BW e t + U V B W E P W H C 胎t e rE x t r a c t e dP h e n o l i c s W a t e rH o l dC a p a c i t y W U V -

36、BW U V _ B L 一3 ，4 一二羟基苯丙氨酸 非淹水土壤 非淹水土壤秸秆 酚氧化酶 紫外吸收峰面积 湿处理+ U V - B 辐射 水溶酚 田间持水量 湿处理。U V - B 辐射 V I U V - B 辐射和水分对秸秆降解及土壤有机碳转化的影响 1 前言 近年来，人类活动加剧使臭氧层浓度急剧减少。2 0 2 4 年以前，臭氧层浓度将保 持继续减少趋势，若持续控制污染，2 0 6 8 年U V - B 辐射强度才可回复到1 9 8 0 年的水 平( N e w m a ne ta 1 ，2 0 0 6 ) 。臭氧层最大的作用是能够有效吸收U V - B 辐射，臭氧层 稀薄使到达地表

37、的U V - B 辐射增强。U V - B 辐射能量高、穿透力强，过度的U V - B 辐 射将会对整个陆地生态系统产生重要影响。 农田生态系统碳转化输出主要在原土有机质和外源有机质分解过程中产生( 黄 耀等，2 0 0 2 ) 。微生物降解土壤有机质实现自身呼吸导致土壤碳周转和释放，而农田 外源有机物料的添加，特别是近年来大力提倡的秸秆还田的实施，不仅提高了作物 产量，还改变农田土壤碳库组成，影响了土壤有机碳的转化和输出。据估计，我国 秸秆的年产量超过6 亿吨，约占全世界的3 9 5 ，而稻草的全国年总产量便达1 8 4 亿吨( 毕于运，2 0 11 ) ，超过2 0 的秸秆会还田，有的地区

38、甚至实行秸秆全量还田技 术。大量秸秆施入农田后，从生物降解角度考虑，秸秆富含粗纤维，特别是含有不 易被微生物降解的木质素类，其生物降解过程往往受到阻碍，且农田长期处于淹水 和烤田交替状态，微生物活性变化较大。因此，对秸秆的非生物降解( 光降解) 过 程的研究显得十分重要。 1 1农田土壤碳库 土壤是陆地圈最大的碳库，土壤表层( 1 m 以内) 的有机碳和无机碳储量分别为 15 0 0 P g 和6 0 0 P g ( P o s te ta 1 ，1 9 8 2 ；B a t j e s ，1 9 9 6 ) ，总碳储量约是大气碳含量的三倍， 因此土壤碳库轻微的变化也会导致大气C 0 2 浓度

39、巨大改变( T r u m b o r ee ta 1 ，1 9 9 6 ； C l e v e l a n da n dT o w n s e n d 。2 0 0 6 ；D a v i d s o na n dJ a n s s e n s ，2 0 0 6 ) 。研究表明，19 7 0 到2 0 0 0 年间，化石燃料引起的C 0 2 排放只相当于土壤碳库损失的1 0 ( K i r s c h b a u m ，2 0 0 0 ) 。 土壤有机碳库主要由三种碳组成：活性有机碳、慢性有机碳以及惰性有机碳( 图1 ) 。 华中农业大学2 0 1 2 届硕士学位论文 植物残体输入 图1 土壤

40、碳库以及周转概念模型( J e n l d n s o na n dR a y n o r , 1 9 7 7 ) F i g 1C o n c e p t u a lm o d e lo fs o f tCp o o l sa n dt u r n o v e r ( J e n k i n s o na n dR a y n o r , 1 9 7 7 ) 活性有机碳主要指易氧化的物质，包括微生物生物量及其代谢产物，主要受气 候和残体输入控制( S c h n u r e re ta 1 ，1 9 8 5 ) ；慢性有机碳库主要包括大分子或是小分 子团聚体中的较难被降解的物质以及颗粒态有机

41、碳( P a r t o ne ta 1 ，1 9 8 7 ) ；惰性有机 碳库主要指稳定态的有机碳，很难被微生物降解( S c h i m e le ta 1 ，1 9 9 4 ) 。活性有机碳 库因其周转速率较快，主要用作土壤有机碳动态的前体( A l v a r e ze ta 1 ，1 9 9 8 ) ，所以 其对农田管理方式和环境改变的响应比其它碳库早。土壤有机碳在整个碳循环的作 用取决于植物残体的输入和土壤矿化、侵蚀和渗滤等过程的动态平衡( L a le ta 1 ， 2 0 0 7 ) 。土壤碳库的输入包括植物残体的降解，而输出包括微生物呼吸、渗滤、侵蚀 以及焚烧。 农田土壤碳库

42、与自然土壤碳库有明显区别，自然土壤碳库已经达到平衡，而农 田土壤碳库由于人类活动，其碳含量正在不断丢失( P o s ta n dK w o n ，2 0 0 0 ；G u oa n d G i f f o r d ，2 0 0 2 ) 。农业耕种主要从减少有机物输入，增大土壤侵蚀、土壤有机质向深 层土壤移动，改变土壤大团聚体结构以及土壤活性增加来减少土壤有机碳库。据估 计，1 7 5 0 年以后，由农业耕种引起的碳排放为1 3 6P g ( L a l ，2 0 0 4 ) ，而且这种趋势还 会继续增加( W a i r i ua n dL a l ，2 0 0 3 ) 。每年，大多数农田土

43、壤会损失它们原有有机碳 的3 0 7 5 ，因此，农田土壤有机碳库远远低于其潜在容量( L a le ta 1 ，2 0 0 7 ) 。农 田土壤有机碳固定可通过最小化土壤扰动、最大化秸秆还田以及养分水分使用效率 来完成( P a u s t i a ne ta 1 ，2 0 0 0 ) 。农田推荐管理措施( R M P s ) ，例如秸秆还田和免耕， U V - B 辐射和水分对秸秆降解及土壤有机碳转化的影响 可增强农田土壤碳库，使其碳汇潜力不断增加( J a r e c k ia n dL a l ，2 0 0 3 ；H o o k e re ta 1 ， 2 0 0 5 ) 。全世界农田

44、土壤有1 3 5 0M h a ，每年的固碳潜能为0 4 0 8G ty e a r ，其中免 耕可固碳1 0 0 - 1 0 0 0k gy e a r ，残体添加可固碳5 0 2 5 0k gy e a r 一，覆盖作物可固碳 5 0 - 2 5 0k gy e a r ( L a le ta 1 ，2 0 0 7 ) 。Y a n 等( 2 0 0 7 ) 估算中国秸秆还田和免耕同时进 行可使农田每年固定0 0 7 6P g 土壤碳。值得一提的是，虽然秸秆焚烧减少了土壤C 库，但同时也能产生黑炭，黑炭不易于被微生物利用，可在土壤中保存几世纪，相 当于增加了土壤有机碳。但总的说来，秸秆还田

45、比秸秆焚烧仍使土壤C 增加1 0 2 ( H a r d e ne ta 1 2 0 0 0 ) 。 1 1 1 土壤木质素与酚类 木质素主要由四种醇单体形成，是一种复杂酚类聚合物，约占植物总重的2 0 ( C r a w f o r d ，1 9 8 1 ；G l e i x n e re ta 1 ，2 0 0 1 ) 。由于木质素输入到土壤的比例较高且芳香结 构与烷基碳结合，能够有效抵抗酶的进攻，因此，长期以来，木质素降解被认为是 碳循环中的限速步骤( C o l b e r g ，1 9 8 8 ；O r t he ta 1 ，1 9 9 1 ) 。根据较早的S O M 腐殖质理 论，

46、难降解木质素源芳香族化合物是腐殖物和稳定碳库的主要组成部分( S t e v e n s o n ， 19 9 4 ) 。然而，最近的研究表明土壤木质素似乎并不稳定。同位素分析发现土壤木质 素组成了一个快速周转碳库( 周转时间 半纤维素 纤维素 木质素( 文启孝等，1 9 8 4 ) 。秸秆中含难分解物质( 如 木质素) 越多，秸秆分解速率就越慢，但对于木质素含量类似的秸秆，氮含量越高 则其分解越快( 王兆荣等，1 9 9 1 ；林心雄等，1 9 8 1 ) 。秸秆自身化学性质对其分解速 率的影响往往只在短期内显著，随时间的推移，秸秆组分的影响将不断缩小以致消 失( L i a n ge ta

47、 1 ，1 9 9 8 ) 。如在前3 5d ，黑麦草的地上部分和根分解量差异较大，但 1 5 5d 以后，两者总分解量差异不显著( J e n k i n s o na n d A y a n a b a , 1 9 7 7 ) 。 土壤性质影响秸秆的分解。土壤p H 过低以及土壤黏粒含量较高都会抑制微生物 活性，使秸秆的分解速率减小( T a t e ，1 9 8 7 ) 。土壤温度和水分也是影响秸秆分解的 重要因素。温度主要通过影响微生物和酶活性影响秸秆分解，一般来说，2 0 3 0o C 时秸秆分解最快，而温度过高和过低都会降低微生物和酶活性使秸秆分解受阻。而 水分对秸秆分解的影响目前仍有争议。传统观点认为，早地条件下土壤氧气充足， 有利于好氧微生物繁殖，因此秸秆分解较快，如黄耀等( 2 0 0 1 ) 研究表明外源有机 物在土壤含水量为3 5 左右时分解最快。但近年来，这一观点却不断受到冲击，如 黄东迈等( 1 9 9 8 ) 根据1 4 C 示踪培养试验指出在淹水条件下秸秆的分解速率和分解 量均显著高于旱地；唐国勇等( 2 0 0 6 ) 也通过不同水分条件下1 4 C 秸秆降解研究得 出相似结论。这可能与淹水状态下土