我国五种主要土壤水稳性团聚体含量研究

认识土壤水稳性团聚体含量对于研究土壤肥力、质量及侵蚀程度具有重要的意义。采用非真空快速浸润法、非真空快速滴水浸润法和非真空慢速气溶胶浸润法3种方法,测定了黑土、褐土、黄土、红壤、紫色土等5种土壤的水稳性团聚体含量。通过对不同方法所测结果的稳定性和差异性进行分析,可知非真空快速浸润法测定的土壤水稳性团聚体含量最小,非真空慢速气溶胶浸润法测定的含量最大,非真空快速滴水浸润法所测结果介于前2种方法所测结果之间。根据5种土壤的水稳性团聚体含量在3种方法间的差异,将5种土壤分为黑土与紫色土、黄土、褐土与红壤3种类型;5种土壤在3种方法下所测定的土壤水稳性团聚体含量的排序分别为:黄土<黑土<褐土<紫色土<红壤,黄土<褐土<红壤<黑土<紫色土,黄土<褐土<黑土<红壤<紫色土。

天然沸石对黑土团聚体含量及稳定性的影响

通过天然沸石改良黑土试验,采用干筛法、湿筛法分别测定土壤中机械稳定性团聚体和水稳性团聚体含量,分析了不同掺配量天然沸石对土壤平均质量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）、团聚体破坏率（PAD0.25）、〉0.25 mm机械稳定性团聚体含量和〉0.25 mm水稳性团聚体含量（WSA0.25）的影响,结果表明：在黑土中加入天然沸石能够提高黑土湿筛时的MWD和GMD,提高〉0.25 mm机械稳定性团聚体含量;在天然沸石掺配量为15%时对提高土壤中〉0.25 mm机械稳定性团聚体含量的效果最好,且主要以增加2~1、1~0.5 mm粒级团聚体为主;改良后土壤团聚体的团聚度提升,结构稳定性增强,说明用天然沸石改良黑土能够提高黑土抗侵蚀能力。

土壤团聚体稳定性评价方法比较

土壤团聚体稳定性是评价土壤结构和土壤物理形状的重要指标。对土壤团聚体分形维数、土壤团聚体平均重量直径和>0.25mm团聚体含量3种土壤团聚体结构评价的方法进行了探讨。结果表明,分形维数与>0.25mm团聚体的含量呈负相关性,但是平均重量直径与>0.25mm团聚体的含量有正的相关性。这三种方法都能应用来评价土壤结构,但是分形维数不仅表示土壤结构,还能说明土壤水分和土壤其它的物理性质。因此,分形维数是评价土壤结构的较好的方法。

黄土高原丘陵沟壑区放牧林草地土壤团聚体性质研究

通过放牧试验的方法,研究土壤团聚体含量和破坏率,以探讨不同放牧强度、不同放牧畜种、不同放牧植被类型条件下表土的团聚体(>0.25 mm)含量和破坏率。结果表明:放牧强度对土壤性质有影响,重度放牧下土壤团聚体含量最小;从畜牧羊种选择来看,绵羊相对于山羊来说对土壤结构破坏较小,土壤中团聚体含量较高;对于不同植被类型,放牧草地的土壤结构要比柠条林地的好。团聚体破坏率分析结果和团聚体含量分析结果基本一致。放牧强度、畜种和植被类型不同均影响着土壤表土的团聚体性质。

黄土高原植被恢复提高大于0.25mm粒级水稳性团聚体在土壤增碳中的作用

本研究选择陕北黄土高原绥德、吴旗、宜川3个地区,调查分析了不同植被恢复类型(草、灌、乔)下0—5cm表层土壤水稳性团聚体粒径分布及其有机碳含量的变化。结果表明:不同植被恢复类型均显著提高了>2 mm和2～0.25 mm两个粒级的水稳性团聚体及其有机碳(SOC)的含量,但不同植被恢复类型的作用在3个地区有所不同。与农地相比,在绥德,油松和柠条分别使>2 mm和2～0.25 mm粒级的水稳性团聚体中的SOC含量提高了99%～153%和219%～350%,但苜蓿没有明显作用;在吴旗,苜蓿和沙棘分别使>2 mm和2～0.25 mm水稳性团聚体中SOC含量提高了28%～30%和85%～130%,而刺槐对>2 mm水稳性团聚体没有作用,而使2～0.25mm粒级的水稳性团聚体SOC含量提高了210%;在宜川,白草、羊胡草、狼牙刺和油松使>2 mm和2～0.25 mm粒级的水稳性团聚体中的SOC含量提高了405%～932%和724%～1130%。植被恢复土壤增碳主要是提高了2～0.25 mm和>2 mm两个粒级的水稳性团聚体中SOC的含量,提高值分别为514%和470%,占土壤有机碳库增量的49%和43%,而对其它粒级水稳性团聚体中SOC含量的贡献小于16%。以上研究结果说明,植被恢复稳定土层结构、促进土壤水稳性大团聚体中SOC的形成,可能在黄土丘陵侵蚀景观土壤固碳过程中起重要作用。

复垦模式对矿区土壤团聚体组成及其有机碳、氮分布的影响

为研究不同复垦模式对矿区土壤团聚体组成及其有机碳、氮分布的影响,以平朔矿区安太堡露天煤矿3 a荞麦复垦、3 a苜蓿复垦为研究对象,以3 a自然恢复地为对照,分别采集3种模式下表层0~20 cm土样,测定机械稳定性团聚体、水稳性团聚体含量及其有机碳、氮含量,并进行相关指标分析。结果表明,随着团聚体粒径的减小,荞麦复垦与自然恢复地下的土壤机械稳定性团聚体含量均呈现出先增加后减少的趋势,且主要集中在>1~2、>0.25~1.00、≤0.25 mm粒径内,其中,>2 mm粒径中机械稳定性团聚体含量表现为苜蓿复垦显著高于荞麦复垦和自然恢复地,>0.25~1.00 mm粒径中苜蓿复垦显著低于荞麦复垦和自然恢复地,≤0.25 mm粒径中各复垦模式间无显著性差异;土壤水稳性团聚体主要集中于≤0.25 mm微团聚体内,而苜蓿复垦显著提高了>0.25 mm粒径的水稳性团聚体含量,其中,苜蓿复垦下>2 mm粒径的水稳性团聚体含量达23.77%,比荞麦复垦与自然恢复地分别高出13.37%和14.12%;土壤团聚体稳定性从大到小表现为苜蓿复垦>荞麦复垦>自然恢复地。团聚体有机碳、氮含量主要集中于>0.25 mm粒径内,其中,苜蓿复垦下>0.25~1.00 mm粒径的团聚体有机碳、氮含量分别达到最大值7.66、1.35 g/kg,各处理团聚体碳氮储量均以>0.25 mm大团聚体为主;植物复垦提高了>0.25 mm土壤团聚体C/N值,降低了≤0.25 mm粒径团聚体C/N值。植物复垦能够提高>0.25 mm粒径机械稳定性团聚体和水稳性团聚体含量,增强团聚体的稳定性,并且可提高土壤团聚体有机碳、氮含量;苜蓿效果优于荞麦,其可作为矿区复垦优选植被。

有机无机氮肥比例对稻田土壤肥力和作物产量的短期效应

【目的】研究短期内(<5年)有机无机氮配施比例对土壤肥力以及水稻产量的影响,以明确提升地力与兼顾产量的养分管理措施。【方法】田间定位试验于2017—2021年在长江中下游的红壤双季稻田进行。共设6个处理:不施肥(CK),单施化肥(CF),有机氮比例分别为25%、50%、75%与100%的有机无机肥配施处理(25%ON,50%ON,75%ON,100%ON)。2021年,早、晚稻成熟后测产;晚稻收获后采集耕层土壤样品,分析土壤物理性状(容重与大团聚体含量)、化学性状(pH、有机质、全氮、全磷、全钾、有效氮、有效磷、速效钾、有效锌、有效硅)与生物学性状(脲酶、酸性磷酸酶、β-葡糖苷酶、微生物生物量碳、微生物生物量氮),采用土壤肥力综合指数(IFI)评价不同比例有机肥料的培肥效果,运用偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析有机无机肥配合比例对IFI以及产量的影响。【结果】随着有机肥比例的提高,有机无机肥配施提升土壤物理、化学、生物学性状的效果也随之提升。土壤有机质含量和β-葡糖苷酶活性与其它所有指标的相关关系均达显著水平,有机碳含量与碳循环过程对土壤物理结构、养分以及微生物活性均有较强影响。相对于其他指标,土壤全磷与有效磷的变异系数较大,受有机肥投入的影响较大。施肥显著提高了土壤IFI,有机无机肥配施的肥力指数显著高于单施化肥,且随着有机肥配施比例升高而递增,而双季稻产量则随着有机肥配施比例升高而递减,有机肥配施比例≤50%时,产量与单施化肥持平,>50%时表现为减产。PLS-PM分析结果显示,有机肥和无机肥投入对IFI均有显著影响,有机肥的效应大于无机肥;有机肥对产量无显著影响,而无机肥投入量对产量影响显著。【结论】有机无机肥配施可以全面改善土壤环境,提高土壤肥力,且有机肥配施比例越高效果越好。但如果培肥时间较短(5年以内),化肥氮对产量的贡献占绝对优势,有机氮的投入比例应控制在50%以下,才能兼顾地力提升与产量的维持。

莱芜市红石公园土壤结构特征及其与饱和导水率的关系

[目的]分析土壤水分运移过程,探究莱芜市红石公园土壤结构特征及其对饱和导水率的影响,为促进该区生态恢复和建设提供理论参考。[方法]采用环刀分层取样对研究区6块样地进行土壤物理结构特征测定,进行水分穿透试验,测量土壤饱和导水率。[结果]试验区土壤密度及石砾含量大小均表现为:纯草本>灌木—草本>乔木—草本;土壤R0.25(>0.25mm水稳性团聚体含量)、含水率、总孔隙度及饱和导水率大小均表现为:乔木—草本>灌木—草本>纯草本;表层土壤具有更优的土壤结构及更大的饱和导水率;土壤饱和导水率与土壤密度、石砾含量呈现显著负相关关系,与土壤总孔隙度及R0.25呈现显著正相关关系。[结论]土壤总孔隙度是土壤饱和导水率的最主要影响因子,土壤R0.25含量、土壤密度及石砾含量次之。