东北典型黑土坡耕地不同坡位土壤团聚体特征分析

“漫川漫岗”是东北黑土区典型地貌,其典型黑土土壤结构受径流、冻融等作用影响。为探明东北黑土坡耕地土壤团聚体分布特征,选取坡耕地的坡下、坡中、坡上位置采集土壤样品,测定不同坡位下水稳性团聚体粒径分布、稳定性指标及土壤性质,分析水稳性大团聚体与土壤pH、有机质、钙镁比关系及稳定性指标与团聚体粒径关系。结果表明,不同坡位下水稳性团聚体粒径分布均表现为<0.25 mm团聚体含量占比最高,>2 mm团聚体含量占比最少。<0.25 mm团聚体表现为坡下位显著高于坡中位及坡上位(P<0.05),0.25~0.5 mm、0.5~1 mm、1~2 mm、>2 mm团聚体均表现为坡上位显著高于坡下位(P<0.05)。平均重量直径和几何平均直径均表现为坡上>坡中>坡下,其中坡下位与坡上位、坡中位存在显著差异(P<0.05),团聚体水稳性表现为坡上>坡中>坡下。平均重量直径、几何平均直径均表现为与>0.25 mm团聚体呈正相关,与<0.25 mm团聚体呈负相关,其中受>2 mm团聚体影响最大(P<0.01)。有机质、pH、钙镁比均与>0.25 mm团聚体呈正相关关系(P<0.05)。因此,典型黑土坡耕地较高的有机质含量、pH、钙镁比有利于土壤团聚,促进>0.25 mm团聚体形成,提高团聚体水稳性。

亚热带森林转换对土壤团聚体稳定性的影响

森林转换是影响土壤结构稳定性的重要因素。运用干、湿筛两种方法比较研究亚热带天然林转换为人工林后土壤团聚体粒径分布以及团聚体稳定性各个指标MWD(平均重量直径)、GMD(几何平均直径)和PAD(团聚体破坏率)在不同林型间的差异。结果表明:(1)干筛处理下两个林分全土层团聚体以>2 mm粒径为主,湿筛处理下粒径以0.25~2 mm为主。干筛处理天然林0~10 cm土层处>2 mm团聚体约占60%,人工林约占55%;湿筛处理下天然林0~10 cm土层处>2 mm团聚体约占45%,人工林约占23%。转换为人工林后>2 mm团聚体在0~10 cm土层处占比显著降低(P<0.05),降幅达58.18%。(2)干筛处理下不同森林类型相同土层的MWD和GMD值均无显著的差异(P>0.05);湿筛处理下天然林MWD、GMD值在所有土层均高于人工林,且该土层MWD值和GMD值在森林转换后下降幅度最大,分别达到45%和50%。团聚体PAD值变化范围在天然林中为11.07%~30.68%;在人工林中为15.17%~33.46%,森林转换后PAD值在0~10 cm土层显著增加72.91%(P<0.05)。(3)从母岩角度整合相关的研究发现:森林转换后MWD值在沉积岩发育的土壤中下降幅度最大。研究发现:森林转换对团聚体在全土层的粒径分布和稳定性的影响在不同的筛分方法之间得到的结果并不一致,表现为在不同的筛分方法处理下不同森林类型的不同团聚体粒径在全土层中的占比以及NWD、GMD和PAD指标在土层中的变化趋势存在差异。此外,0~10 cm表土的结构稳定性与土壤抗侵蚀能力密切相关,除森林转换对表土团聚体稳定性产生影响外,不同的团聚体筛分方法和母岩性质的差异也会对森林转换后表土的稳定性研究结果产生影响。

黄土丘陵区坡面植物斑块土壤团聚体

黄土丘陵区坡面退耕自然恢复演替,逐步形成了植物斑块与裸地斑块镶嵌结构,对土壤有机质、团聚体稳定性和空间异质性产生潜在影响。本研究选取黄土丘陵区退耕演替典型铁杆蒿(Artemisia gmelinii)群落和白羊草(Bothriochloa ischaemum)群落为对象,分别对群落内的植物斑块和裸地斑块土壤团聚体特征及有机质含量进行分析。结果表明:植物斑块与裸地斑块相比,>2 mm大团聚体含量、团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和有机质含量均有增加,团聚体分形维数较裸地斑块有所减少。其中,植物斑块下粒径>2 mm的大团聚体含量分别占比64.2%(铁杆蒿)和70.6%(白羊草),对应裸地斑块中分别只占49.5%和45.9%;湿筛处理下白羊草植物斑块的MWD最大,达到1.296 mm,有机质含量最高,为16.137 g·kg^(−1),相较于裸地斑块,分形维数减小了6.7%,GMD增加了22.6%。表明须根系的多年生禾草白羊草植物斑块对土壤稳定性效果较好。总体而言,植物斑块发展能够增加土壤稳定性。

保护性耕作对华北平原土壤团聚体特征的影响

【目的】研究华北平原保护性耕作制度对土壤团聚数量、大小和稳定性的影响。【方法】本文采集了华北平原河北栾城试验站经过4年保护性耕作(旋耕和免耕)与传统耕作(翻耕)处理下原状土壤样品,测定了土壤容重、有机质和粘粒含量等物理性质,重点应用干筛和湿筛法分析了土壤团聚体数量、分布和分形维数。【结果】表层(0～5cm)土壤容重的大小顺序为免耕>旋耕>翻耕,免耕使表层土壤的容重显著增加;旋耕与翻耕的表层土壤容重差异不显著,但旋耕使10～20cm的土壤容重明显增加。干筛法分析表明,免耕处理下0～10cm土层大于0.25mm团聚体含量、平均重量直径(mean weight diameter,MWD)和几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)均高于旋耕处理和翻耕处理,而旋耕与翻耕处理间没有显著的差异;湿筛法分析表明,土壤中的团聚体以非水稳性团聚体为主,水稳性团聚体的MWD和GMD大小顺序为免耕>旋耕>翻耕;在0～5cm土层内免耕处理的水稳性团聚体分形维数(D)最小,而旋耕处理下5～10cm的分形维数D值显著高于翻耕、免耕处理,说明旋耕使得该层内土壤团聚体的稳定性降低。【结论】免耕处理促进表层土壤团聚体的形成,并提高了其稳定性;旋耕和翻耕处理由于对土壤的强烈扰动,降低了耕作深度内土壤团聚体的团聚度和稳定性;在10～30cm3种耕作处理间没有显著差异。

丛枝菌根真菌对中性紫色土土壤团聚体特征的影响

利用分根装置研究了接种丛枝菌根真菌对中性紫色土土壤团聚体数量、大小和稳定性的影响,分析了土壤团聚体数量、分布和分形维数,并运用通径分析对不同影响因子进行了分析。结果表明:接种G.intraradices和G.m osseae的菌根室土壤有机质和总球囊霉素相关土壤蛋白含量有增加的趋势;湿筛条件下菌根室土壤的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均显著高于根室土壤,而且降低了土壤分形维数,显示了丛枝菌根真菌提升土壤结构特征的作用。通径分析的结果表明,在影响MWD的众多因子中,菌丝密度对MWD有最大的直接作用。两种菌种对土壤结构均有不同程度的改良作用,反映了丛枝菌根真菌功能的多样性。

渭北旱塬区秸秆覆盖还田对土壤团聚体特征的影响

为了研究不同秸秆覆盖还田量对半湿润易旱区土壤团聚体分布状况和稳定性特征的影响,在渭北旱塬设置三种覆盖还田量（SM1：13 500 kg/hm2、SM2：9 000 kg/hm2、SM3：4 500 kg/hm2）,以不覆盖为对照进行定位试验,研究了秸秆覆盖还田对土壤容重、土壤有机碳、土壤团聚体数量、大小及分形维数的影响。结果表明,秸秆覆盖还田后,土壤容重随秸秆覆盖还田量的增加而减小,0~20 cm土层土壤容重较对照降低了2.00%~5.28%（P〉0.05）;土壤总有机碳含量随着土层深度的增加而递减,在0~20 cm土层,土壤总有机碳含量较对照显著提高10.82%~23.93%。10~30 cm土层,SM2处理下〉0.25mm机械稳定性团聚体含量、平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）均高于SM1、SM3,各处理间差异不显著;在0~40 cm土层,各处理〉0.25 mm土壤水稳性团聚体、MWD和GMD较CK均有不同程度提高,但差异不显著。各处理均可提高0~30 cm土层土壤团聚体稳定性,其中SM2团聚体分形维数D最小,其次为SM1、SM3。可见,秸秆覆盖还田可促进土壤团聚体的形成,提高团聚体的稳定性,以SM2覆盖还田的效果最佳。

不同丛枝菌根真菌侵染对土壤结构的影响

为了定量化比较研究接种丛枝菌根真菌后,根际、菌根际和菌丝际土壤结构的变化,采用四室分根装置,比较中性紫色土接种不同AM真菌后,菌根际、根际、菌丝际和非根际土壤平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和大于0.25mm团聚体总量(R0.25)的变化。结果表明:接种3个菌种后菌丝际EEG和有机质含量均呈高于菌根际的趋势。菌丝密度和易提取球囊霉素相关蛋白(EEG)与MWD、GMD和R0.25呈显著正相关,菌根际和菌丝际土壤水稳性R0.25与菌丝密度显著正相关,相关系数分别为0.777和0.671。接种G.mosseae的菌根际土壤R0.25值显著高于其它分室土壤,而接种G.etunicatum的菌丝际土壤R0.25值显著高于其它分室土壤。试验结果在一定程度上说明不同菌种对土壤结构均有不同程度的影响,反映了丛枝菌根真菌生态功能的多样性。

无机肥配施粪肥对华北褐土团聚体分布及有机碳含量的影响

为研究无机肥配施粪肥对华北褐土团聚体分布、稳定性及对土壤有机碳（Soilorganiccarbon，SOC）保护性机制的影响，于2012年采自河北省徐水县试验站冬小麦一夏玉米定位试验田进行了试验。设置1个空白对照CK，1个单施化肥处理N10，4个粪肥与化肥配施处理M1N9、M2N8、M3N7、M5N5，采集0～20cm耕层土样，测定土样团聚体稳定性和SOC含量。结果表明：单施化肥不能明显提升土壤中SOC含量；配施粪肥能显著地提高R0.25和大团聚体中OC（Organiccarbon）的含量。M3N7处理能显著提高团聚体平均重量直径（Meanweightdiameter，MWD）、几何平均直径（Geometricmeandiameter，GMD）和各级团聚体中OC的含量。M2N8、M3N7、M5N5处理中SOC主要分布在2-0．25mm的大团聚体上，CK处理中SOC主要分布在微团聚体上，大团聚体含量较低，说明微团聚体比大团聚体形成的早，稳定性高于大团聚体，验证了微团聚体通过胶结作用形成大团聚体的层次性机制。该褐土的团聚体一SOC相互作用说明大团聚体的层次性形成和稳定性对SOC的保护具有关键作用。

砒砂岩与沙复配土对土壤团聚体和有机碳质量分数的影响

研究砒砂岩与沙以不同比例混合复配土对冬小麦田0～30cm土层土壤稳定性与有机碳质量分数的影响。在陕西富平设置砒砂岩与沙比例分别为1：1（C1）、1：2（C2）、1：5（C3）和全沙（C4）4种复配土处理。测定分析0～30cm土壤团聚体分布、团聚体稳定率（WSAR）、平均质量直径（MMD）、几何平均直径（GMD）、分形维数（D）以及有机碳（SOC）质量分数。结果表明，C1、C2和C3处理的土壤稳定性参数均优于C4处理，即砒砂岩与沙混合可有效提高土壤稳定性。随种植年限的增加，各处理0～30cm土层土壤〉0．25mm团聚体数量增加，团聚体MMD和GMD值增大，D呈减小趋势，且SOC质量分数增加。经3a种植，C2处理的WSAR较其他处理差异显著。通过对土壤团聚体分形维数进行数学拟合，C1、C2、C3和c4处理3a土壤平均分形维数值为2．89～2．96，且C1、C2和C3的混合比例与土壤分形维数存在良好的对数关系，复相关系数R2=0．9701。C1和C2处理有利于提高0～30cm土层大团聚体质量分数，即增加土层稳定性，改善土壤结构；c2处理对提高O～30cm土层土壤有机碳质量分数较其他处理明显。

施用有机肥对土壤团聚体稳定性的影响

施用有机肥是循环农业的典型措施,能够净化环境、保证食品安全、加强土壤的可持续利用。本文以中国农业大学曲周试验站长期设施蔬菜地为研究对象,试验已进行6年,共设单施有机肥、有机无机配施与无机肥3种施肥处理。结果表明：施用有机肥处理的土壤有机C含量显著高于有机无机配施和无机肥处理107.02%、171.71%;干筛分析表明有机肥处理下的土壤非水稳性团聚体的平均重量直径（WMD）和几何平均直径（GMD）值均显著高于有机无机配施与无机肥65.68%、4.18%和16.80%、8.26%;湿筛结果也表明有机肥处理下的土壤水稳性团聚体WMD、GMD值显著高于有机无机配施与无机肥41.12%、34.78%和77.78%、63.16%;0~20 cm耕层有机肥处理增加了土壤分散系数,而20~40 cm耕层有机肥处理显著降低了土壤分散系数。在蔬菜有机栽培中单施有机肥可增加土壤有机C、非水稳性团聚体、水稳性团聚体及耕层下微团聚体含量,是改良土壤结构的有效措施。

长期有机无机肥配施改变了(土娄)土团聚体及其有机和无机碳分布

【目的】研究小麦-玉米轮作体系长期有机无机肥配施对(土娄)土土壤水稳性团聚体分布及其有机碳、无机碳含量的影响,以了解(土娄)土碳固存机制对施肥的响应。【方法】依托21年长期肥料定位试验,采集不施肥(CK)和施用有机无机肥(MNPK)处理0—10、10—20和20—30 cm土层土样,利用湿筛法分析不同大小水稳性团聚体的质量百分比、原土和团聚体中有机碳和无机碳含量。【结果】长期有机无机肥配施显著降低各个土层>1 mm团聚体百分含量,显著增加0—20 cm土层0.25—1 mm团聚体百分含量。长期有机无机肥配施较对照显著降低了所有土层平均重量直径(MWD),3个土层分别降低26.6%、38.3%和62.4%。显著降低了20—30 cm土层几何平均直径(GMD),但对0—20 cm土层GMD值没有影响。有机无机肥配施较不施肥显著增加原土所有(土娄)土层有机碳含量,3个土层有机碳含量分别增加150%、97%和42%;也增加了0—10 cm和10—20 cm(土娄)土层所有级别团聚体有机碳的含量,其中0—10 cm土层>2、1—2、0.5—1、0.25—0.5以及<0.25 mm土壤团聚体有机碳含量增加幅度分别为163%、160%、111%、86%和61%,10—20 cm的增加幅度分别为97%、109%、118%、39%和45%,团聚体有机碳含量随团聚体增大而增加。长期有机无机肥配施显著增加20—30 cm土层无机碳含量,增加幅度为28.2%。另外,0—10 cm土层有机无机肥配施土壤大团聚体无机碳含量较对照有降低的趋势,其中>2 mm和0.25—0.5 mm团聚体无机碳含量显著降低;10—20 cm土层影响不显著;而20—30 cm土层有机无机肥配施均显著增加了各团聚体无机碳含量,增幅为22.1%—36.6%。土大于50%的有机碳储存在<0.25 mm的微团聚体中,1—2 mm团聚体储存最少(<10%)。长期有机无机肥配施降低了>2 mm和<0.25 mm团聚体有机碳分配比例,其中0—10 cm土层分别降低了4.33%和13.78%,10—20 cm土层分别降低10.24%和7.81%。显著增加了0.5—1 mm和0.25—0.5 mm团聚体的有机碳分配比例,0—10 cm土层分别增加13.8%和5.66%,10—20 cm土层分别增加13.46%和5.41%。长期有机无机肥配施增加0—10 cm和10—20 cm土层0.5—1 mm和0.25—0.5 mm团聚体的无机碳分配比例,0—10 cm和10—20 cm增加量分别为9.03%、4.59%和9.28%、6.96%;显著降低了>2 mm团聚体无机碳所占比例,分别降低6.95%和12.53%;对于20—30 cm土层,长期有机无机肥配施显著增加<0.25 mm团聚体的无机碳分配比例,增加量为18.89%;显著降低了>2 mm和1—2 mm团聚体无机碳分配比例,分别降低16.67%和5.28%。【结论】长期有机无机肥配施通过影响(土娄)土团聚体分布以及碳在团聚体中的分配比例而增加有机碳固定。另外,GMD作为衡量(土娄)土团聚体稳定性的指标较MWD更合理。

不同栽培模式及施氮量对土壤团聚体的影响

通过长期定位试验研究了不同栽培模式（休闲,常规,覆草,垄沟覆盖）和施氮量（N0,N120,N240）条件下西北旱地土壤团聚体组成、稳定性及其与土壤有机碳、土壤水分、产量等的相关关系,结果表明：干筛法0.25~10mm团聚体含量垄沟覆盖显著低于常规和覆草栽培模式,而〉10mm的大团聚体显著高于常规和覆草模式,垄沟覆盖栽培促进0.5~5 mm团聚体向更大级别进一步团聚;干筛法0.25~10mm团聚体总量N240处理显著高于N0。湿筛法〉0.25 mm水稳性团聚体含量覆草和垄沟覆盖栽培显著高于常规,不同施氮量间无显著差异。干筛法团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）垄沟覆盖显著大于覆草和常规模式;水稳性团聚体MWD覆草模式显著大于常规,覆草模式GMD显著大于垄沟覆盖模式;不同施氮量下水稳性团聚体MWD差异不显著,N0处理的GMD显著大于N120、N240。覆盖栽培可以提高土壤团聚体的稳定性,不同施氮量间团聚体稳定性差异不显著。历年2m土层土壤贮水量平均值与水稳性团聚体GMD呈显著正相关,不同栽培模式主要通过影响土壤水分来影响土壤团聚体状况;历年平均产量与水稳性团聚体GMD呈显著负相关,说明干旱半干旱地区土壤水稳性团聚体直径应较小,利于提高土壤保水和水分有效性,进而促进作物产量的提高。

改良剂对粘质潮土团聚体特征及分形维数的影响

为评价复合功能改良剂（NSA）对板结土壤的改良效果,通过小白菜盆栽试验,研究NSA对滨州粘质潮土的理化性状、土壤团聚体数量、分布和稳定性的影响。结果表明,增施NSA可降低土壤容重、比重和pH值,提高土壤总孔隙度;施用NSA显著增加了0.5~1mm和0.25~0.5mm的团聚体含量,显著降低了〈0.05mm的团聚体含量,施用0.5%和1.0%的NSA后,土壤水稳性大团聚体总含量（R0.25）比CK分别显著提高67.14%和141.58%,NSA可将团聚体聚合成更大粒径来实现对土壤结构的改良;添加NSA使平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）显著提高,土壤不稳定团粒指数（ELT）显著降低;分形维数（D）随着NSA的添加而减少。施用NSA可促进土壤团聚体的形成,并提高其稳定性,对土壤结构具有显著的改善作用,这对进一步研制多功能的土壤改良剂提供了参考。

用分形理论评价长期施肥对土壤理化性质的影响

为探讨不同施肥处理对土壤理化性质和团聚体分形特征的影响以及用分形特征评价长期施肥对土壤理化性质尤其是土壤团聚体稳定性的影响,采用1个现存的分形模型作为主要研究手段。结果表明,有机肥-化肥混施分形维数较小,单施化肥则较大。分形维数与团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)呈显著负相关,因此,分形维数能同时反映团聚体粒径分布和土壤结构稳定性。另外,分形维数越高,黏粒含量越高,土壤容重越大,有机质含量越少;反之,分形维数越低,大团聚体和有机质含量越高,土壤容重越小。分形维数高时,易导致大孔隙分布少,微小孔隙分布多,不利于水肥移动;分形维数低时孔隙分配较合理,水肥能得到有效利用。因此,在农业生产中应当强调有机肥和化肥配施,有机肥肥源较缺的地区应当重视秸秆还田。

基于LB法不同植被类型下土壤团聚体水稳性研究

土壤团聚体与土壤侵蚀和径流密切相关,本试验用Le Bissonnais法中的快速处理测定黄土丘陵区纸坊沟流域土壤水稳性团聚体含量,计算团聚体平均质量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和质量分形维数（D）,比较几种水稳性团聚体指标之间的相关性,确定植被类型对土壤水稳性团聚体含量的影响。结果表明,大于0.2 mm的土壤团聚体含量在1978年油松林地的0-5 cm层最大,为54.95%,在1990年刺槐林地和荒地的20-40 cm层最小,为3.20%;MWD（mm）和GMD（mm）在1978年油松林地的0-5 cm层最大,分别为1.66和0.46,在荒地的20-40cm层最小,分别为0.09和0.05;表层（0-5 cm）土壤D在2.71-2.84之间,表下层在2.74-2.91之间。土壤有机质与D,MWD,GMD和〉0.2 mm显著相关,表明增加土壤有机质含量有利于土壤团聚体形成和水稳定性提高。D,MWD,GMD和〉0.2 mm都可用于表征土壤团聚体水稳定性,作为土壤抗侵蚀性指标。

山地丘陵区不同土地利用方式对空心村整治还田土壤团聚体特征的影响

以探明不同土地利用方式对土壤团聚体的影响为目的,为提高山地丘陵区空心村整治还田土壤稳定性及生产性能提供科学依据。在陕西澄县山地丘陵区空心村整治还田后,设置5种不同的土地利用方式,开展为期1年的种植试验,分别为玉米(C处理)、小麦(W处理)、蔬菜(V处理)、药材(M处理)及对照(未种:CK处理)。测定分析干筛法和湿筛法0—40cm土层土壤团聚体分布、平均质量直径(WMD)、几何平均直径(GMD)、团聚体破坏率(PAD)、不稳定团粒数(ELT)和分形维数(D)。结果表明:(1)各处理在0—40cm各土层土壤团聚体数量及大小均显著优于CK处理,各处理干筛下0—40cm土层>0.25mm团聚体含量(DR0.25)和湿筛下该含量(WR0.25)随着土壤土层深度的增加呈现相反的趋势;(2)干筛法和湿筛法0—40cm土层各处理土壤平均重量直径(MWD)平均值和几何平均直径(GMD)平均值大小顺序均呈现W处理>C处理>M处理>V处理>CK处理,C处理有助于增加表层土壤大团聚体含量,W处理则有助于增加下层土壤大团聚体含量;(3)湿筛法分析表明,各处理土壤团聚体破坏率(PAD)和不稳定团粒指数(ELT)在0—40cm土层内均表现出近似"Z"字形趋势,各处理显著低于CK;(4)各处理的分形维数(D)在0—40cm土层平均值大小顺序为C处理<W处理<M处理<V处理<CK处理。土壤分形维数(D)与干筛法和湿筛法下0—40cm土层>0.25mm团聚体含量之间存在良好的线性关系,分别为R2=0.74和R2=0.67。空心村整治还田后种植玉米和小麦有利于提高0—40cm土层大团聚体含量,增加土层稳定性,改善土壤结构。

重庆缙云山典型林分土壤抗冲性的最佳土壤结构指标研究

应用原状土冲刷法和Le Bissonnais(LB)法中的快速湿润法(FW),对重庆缙云山针阔混交林、常绿阔叶林、楠竹林、灌木林和裸地5种样地的土壤抗冲系数、土壤结构以及两者之间的关系进行研究,以期找出表达不同林分土壤抗冲性的最佳土壤结构指标。结果表明:①不同林分间土壤抗冲系数(L·min/g)大小依次表现为:阔叶林(2.719)>针阔混交林(2.431)>灌木林(2.024)>裸地(1.595)>楠竹林(1.096),各林分土壤抗冲系数除楠竹林和裸地外均从表层到底层呈递减趋势;②对于表达土壤结构常用的4个指标,>0.2 mm团聚体累积量、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和土壤分形维数(D)在表层(A层)土壤中均表现为:针阔混交林最优,阔叶林优于灌木林,楠竹林和裸地较差;③对土壤抗冲系数和4个土壤结构指标作逐步回归分析,最终平均质量直径(MWD)被引入模型,在显著性水平为P<0.05的情形下,可以认为土壤抗冲系数与MWD存在线性关系,线性回归方程为:y=-0.306+1.823x(R2=0.406,n=19,P=0.003),即在研究地区平均质量直径(MWD)可作为表达土壤抗冲性的最佳土壤结构指标。

基于粒径谱仪的畜禽养殖场空气颗粒污染物测量研究

为了分析采用空气动力学粒径谱仪实时测量畜禽养殖场空气颗粒污染物的可行性及效果,首先使用APS和MOUDI在实验室对玻璃球粉末和植物油滴进行同步测量与对比分析,然后在畜禽养殖场实时地对下风向空气颗粒污染物进行测量。结果表明:在实验室中,APS测得的2种玻璃球粉末和植物油滴的结果较准确;通过线性回归证明这2种仪器测得的玻璃球粉末和植物油滴的累积质量浓度具有一定相关性,R2都大于0.9,表明拟合度较好。在使用APS实时测量畜禽养殖场的空气颗粒污染物时,APS能够较好地反映空气颗粒污染物的变化情况,能基于其实时测量的颗粒物几何平均直径、数量浓度和质量浓度等指标从多个角度对空气颗粒污染物进行分析。

黄土高原丘陵沟壑区土地利用方式对土壤团聚体特征的影响

为研究黄土高原丘陵沟壑区复垦土地在不同利用方式下对土壤团聚体的影响,以陕西延安南泥湾沟壑区退化耕地整治复垦后,5种不同的土地利用方式,分别为林地(F处理),水稻(R处理),玉米(M处理)、蔬菜(V处理)及荒地(CK处理)。测定分析干筛法和湿筛法0—40cm土层土壤>0.25mm团聚体分布、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、团聚体破坏率(PAD)和分形维数(D)。结果表明:(1)各处理在0—40cm各土层土壤团聚体数量及大小均显著优于CK处理,各处理干筛下0—40cm土层>0.25mm团聚体含量(DR0.25)和湿筛下该团聚体含量(WR0.25)随着土壤土层深度的增加呈现相反的趋势;(2)干筛法和湿筛法0—40cm土层各处理土壤平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)的平均值大小顺序均呈现F处理>R处理>M处理>V处理>CK处理,F处理和R处理对增加土壤团聚体较其它处理效果显著;(3)湿筛法分析表明,各处理土壤团聚体破坏率(PAD)在0—40cm土层内均表现出近似"Z"字形趋势,各处理显著低于CK;(4)各处理的分形维数(D)在0—40cm土层平均值大小顺序为F处理<R处理<M处理<V处理<CK处理。土壤分形维数(D)与干筛法和湿筛法下0—40cm土层>0.25mm团聚体含量之间存在良好的线性关系,分别为R2=0.73和R2=0.80。林地和水稻田利用方式可有效提高土壤团聚体数量和质量,增加土壤稳定性和改善土壤结构。

黑土区坡耕地施加生物炭对土壤结构与大豆产量的影响

为探明黑土区施加生物炭对土壤结构、土壤肥力和作物产量及其可持续性的影响,以东北黑土区3°坡耕地田间径流小区为研究对象,进行了为期4年的观测。2015年按照生物炭的施加量共设置C0(0 t/hm^2)、C25(25 t/hm^2)、C50(50 t/hm^2)、C75(75 t/hm^2)、C100(100 t/hm^2)5个处理,2016—2018年分别连续施加等量的生物炭。结果表明:连续4年随施炭量的增加土壤容重呈逐渐降低趋势、孔隙度呈逐渐升高趋势,且施用年限越长,作用越明显;连续4年广义土壤结构系数(GSSI)随施炭量的增加呈先增大后减小的变化趋势,土壤三相结构距离指数(STPSD)呈先减小后增大的变化趋势,均在第2年C50处理取得最大(小)值(98.31、4.87),同时土壤三相比最接近理想状态;连续4年大于0.25 mm的土壤团聚体含量(R0.25)、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)随施炭量的增加均呈先增大后减小的变化趋势,均在第2年C50处理取得最大值;连续4年土壤速效钾、有机质含量随施炭量的增加逐渐升高,土壤碱解氮和有效磷含量先增加后减小,各年份土壤碱解氮和有效磷含量提高最多的分别为C50(46.1%、76.6%)、C50(46.4%、85.4%)、C25(33%、100.7%)、C25(23.9%、103.2%);连续4年施加生物炭均可提高大豆产量、单株荚数、单株粒数和百粒质量,在第2年C50处理增产最大,增产率为33.3%,同时产量可持续性最强,产量可持续性特征指数(SYI)为0.871。