为明确颗粒有机碳在土壤固碳中的作用机制, 对比研究了不同有机培肥土壤颗粒有机碳的结构差异。 以单施化肥处理为对照, 选择了四种有机物料进行定位培肥试验, 利用13C NMR和红外光谱技术对比分析不同有机培肥对土壤颗粒有机碳结构的影响。 结果表明: 颗粒有机碳以脂肪碳和含氧基团为主, 脂化度高于75%, 含氧官能团含量高于50%; 不同有机培肥对土壤颗粒有机碳结构的影响差异性显著, 树叶培肥在提高颗粒有机碳芳香度的同时, 亲水性也大幅度提高, 比单施化肥处理(对照)提高了078%; 短期内, 牛粪、 秸秆和树叶培肥均可提高土壤颗粒有机碳的芳香度, 但从长远角度分析, 牛粪和秸秆培肥更利于土壤颗粒有机碳的稳定, 尤其是秸秆培肥, 其颗粒有机碳的芳香度分别比对照和牛粪培肥高035%和011%, 而亲水性远低于二者; 红外光谱与核磁分析的结果基本一致, 红外光谱可用于大量样品的颗粒有机碳结构初步筛选。

为了研究草原土壤退化与恢复机制, 以锡林郭勒盟草原生态定位站长期定位实验为基础, 采集了围栏禁牧、 轻度放牧与过度放牧等放牧管理措施样地的土壤样品, 提取其中的胡敏酸, 综合应用元素分析、 傅里叶变换红外光谱、 固相魔角旋转13C核磁共振谱对放牧和围栏的羊草草原样地表层土胡敏酸的分子结构特征进行了比较分析。 研究表明： 在围栏禁牧和放牧条件下相比, 土壤胡敏酸的分子结构特性存在明显的差异, 围栏样地的胡敏酸结构其芳香度明显降低, 显示出更高的脂肪族特性, 羧酸官能团含量降低。 经过围栏样地禁牧恢复的土壤胡敏酸结构中含有更多的来源多糖和蛋白质类母体的结构单元, 而不同放牧强度之间胡敏酸的结构组成差异不大。