郭成士，马东豪，张丛志，张佳宝†，蔡太义，3，陈 林，周桂香

（1. 土壤与农业可持续发展国家重点实验室（中国科学院南京土壤研究所），南京 210008；2. 中国科学院大学，北京 100049；3. 河南理工大学测绘与国土信息工程学院，河南焦作 454000）

我国砂姜黑土面积大约400 万hm2，其中三分之二位于重要的粮食产主区黄淮海平原，三分之一分布在胶莱平原、沂沭河平原和南阳盆地等地[1-2]。然而，由于砂姜黑土具有湿涨干缩、僵硬、耕性差等不良物理性状，导致其成为我国面积最大的低产土壤之一[3]。

土壤黑色通常与高有机质含量有关。例如我国东北颜色较深的黑土有机质含量超过50 g·kg–1[3]。砂姜黑土土壤虽呈黑色，但其有机质含量却偏低，一般不超过 15 g·kg–1[3-4]；深黑色黑土层的有机质含量一般低于浅黑色表土层[3]。当用双氧水去除砂姜黑土有机质后，黑色消褪，土壤呈灰黄色[5]。这说明砂姜黑土土壤黑色与有机质有关，但是除有机质含量外，有机质在土壤内的存在形态也可能是影响土壤颜色的关键因素[6-7]。砂姜黑土土壤有机质形成机制和存在形态可能与其他土壤不同。Singh[7]发现高交换性黏粒矿物能够紧密吸附有机质，形成黑色的黏粒-有机复合体。由于砂姜黑土黏粒含量较高，含有大量微小的黏粒矿物[1，3，8]，有可能形成较多的黑色纳米级有机-无机复合体。如果能将这些黑色物质从土壤中提取且不破坏其化学结构，对于研究黑色物质的组成、揭示砂姜黑土有机质形成机制具有重要意义。

土壤是一个非常复杂且具有高度活性的系统，在不破坏化学结构的前提下从砂姜黑土中提取黑色物质及纳米级有机-无机复合体并不容易。……