化肥减量配施有机肥对植烟土壤团聚体稳定性的影响

通过田间小区定点定位试验,研究化肥减量20%配施精制有机肥(COF)、生物有机肥(BOF)对植烟土壤团聚体稳定性影响。研究结果表明:与不施肥(CK)相比,COF和BOF的机械稳定性团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),以及水稳定性团聚体的MWD都显著高于CK;与常规施肥(CF)相比,COF和BOF的机械稳定性团聚体的MWD和GMD显著高于CF;与CK和CF相比,COF和BOF能在一定程度上降低团聚体破坏率,并显著降低团聚体不稳定指数。说明有机无机配施提高土壤团聚体百分含量,增强植烟土壤团聚体机械稳定性和水稳定性,降低土壤团聚体破坏率和不稳定指数;对改良植烟土壤结构,提高植烟土壤质量,实现烤烟提质增效、绿色增产具有重要意义。

子午岭林区植被自然恢复下土壤剖面团聚体特征研究

研究了子午岭林区七种植被类型土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数随植被恢复的变化规律以及这3个指标随土壤有机碳含量增加的变化规律。结果表明:植被恢复对>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数的影响可以达到70 cm土层;除白羊草群落外,0-70 cm土层上>0.25 mm水稳性团聚体含量随植被恢复逐渐提高,团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数随植被恢复逐渐减小,土壤结构随植被恢复逐渐改善。>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数与土壤有机碳之间呈极显著对数相关关系(p=0.01,n=32),当有机碳含量低于18.1 mg/g时,>0.25 mm水稳性团聚体含量随有机碳含量提高而明显提高、团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数则随有机碳含量提高而明显降低,即土壤结构稳定性明显提高;当有土壤机碳含量高于18.1 mg/g,>0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体破坏率和水稳性团聚体分形维数渐趋稳定,即在白羊草、虎榛子、山杨和辽东栎阶段的0-5 cm土层土壤结构达到稳定状态。

有机污染型灌溉水对土壤团聚体的影响

为了评估灌溉水中有机污染物对农田土壤物理状态的影响,本研究以长期采用有机污染型水体灌溉的陕西交口灌区农田土壤为研究对象,以气候条件、土壤条件以及耕作制度基本一致,长期采用未污染的地下水灌溉的农田土壤为对照,分别用干筛和湿筛法测定了土壤团聚体和微团聚体组成等,分析了优势团聚体的变化情况。结果表明:长期采用有机污染水灌溉明显降低土壤中大于10 mm大团聚体和小于0.25 mm微团聚体的含量,显著增加了直径为1～5 mm范围内"(质量)优势团聚体"的含量;水稳性团聚体与土壤有机质含量呈显著正相关,而与机械组成的相关系数未达到显著水平;有机污染型水体灌溉可以显著改善微团聚体的特性,增大了土壤团聚度,降低其分散系数,从而改善了土壤结构状况。综合试验结果证明,灌溉水中的有机污染物质有助于显著地改善土壤结构状况和特性。

围封对宁夏荒漠草原土壤团聚体组成及其稳定性的影响

以空间序列代替时间序列,采用干筛法和湿筛法研究了围封禁牧条件下宁夏荒漠草原恢复演替过程中0~40cm土层土壤团聚体组成、破坏率及平均重量直径(MWD)等指标,以探讨围封对荒漠草原土壤团聚体稳定性的影响。结果表明:围封有利于荒漠草原土壤团聚体的形成,随围封年限的增加,<0.25mm土壤微团聚体含量总体呈下降趋势。其中,<0.25mm干筛团聚体含量在0~10cm和10~20cm土层变化显著,均以围封10年的草地最低;<0.25mm水稳性团聚体含量在0~10cm和20~40cm土层变化显著,其中0~10cm土层以围封7年的草地最低,20~40cm土层以围封10年的草地最低;随围封年限的增加,土壤团聚体平均重量直径呈先降低后增加的趋势,以围封10年的草地最高,团聚破坏率则以围封7年、10年的草地较低,未封育和封育3年的草地较高。从垂直分布看,随剖面深度的增加,大团聚体特别是>5mm粒级团聚体含量显著增加。

坡地黑土碳氮分布及其与团聚体稳定性的关系

【目的】探究黑土区土壤团聚体碳氮分布规律及其与团聚体稳定性的关系,进一步对比耕地与林地团聚体破坏机制差异,为退耕还林以及其他植被恢复途径提高黑土区土地生产力等方面提供理论依据。【方法】以典型黑土区长期耕作的坡耕地和樟子松坡林地为研究对象,通过不同坡位(坡上、坡中上、坡中、坡中下、坡下)和不同粒级(2~5 mm、1~2 mm、0.5~1 mm、0.25~0.5 mm、<0.25 mm)水稳性团聚体总碳、总氮、铵态氮、硝态氮、碳氮比(C/N)及铵态氮与硝态氮比值(ANR)的测定与分析,探究团聚体碳氮分布特征及其与团聚体破坏率之间的相关关系。【结果】坡林地土壤团聚体有机碳和总氮在坡下沉积且富集在小粒径团聚体中;耕地土壤团聚体有机碳含量及C/N显著低于林地,氮对坡位和粒径变化的响应规律不明显。铵态氮含量在<1 mm土壤团聚体中含量较高,硝态氮含量则在>1 mm土壤团聚体中含量较高,且林地铵态氮含量显著高于耕地。耕地团聚体破坏率显著高于林地,以>1 mm粒级团聚体破坏率的表现最为显著,坡上、坡中和坡中下2~5 mm团聚体破坏率显著高于同坡位其他粒径团聚体。团聚体碳含量和团聚体氮含量分别与团聚体破坏率呈负相关和正相关趋势,但均未达显著水平,而综合指标C/N和ANR,以及单因素铵态氮均与黑土团聚体破坏率呈显著负相关关系;当耕地团聚体破坏率超过40%时,ANR、C/N均处于较低的水平。【结论】坡耕地与坡林地之间,由于养分归还方式与土壤侵蚀环境的不同,导致土壤团聚体碳氮分布规律与团聚体稳定性的差异。坡地黑土团聚体稳定性受团聚体内部有机碳氮的共同作用,与微生物代谢密切相关的综合性指标C/N和ANR,以及被微生物优先利用的铵态氮对黑土团聚体稳定性的影响较其他指标更为显著,可在微生物活性与团聚体稳定性的关系方面做进一步研究。

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。

桂西北喀斯特典型土壤的大团聚体分级特征研究

为了研究喀斯特地区的典型土壤大团聚体分级特征,采用A S200机械干筛和湿筛的方法,分析不同有机碳含量的3种喀斯特典型土壤(红壤、棕色石灰土、黑色石灰土)的大团聚体颗粒分级情况。通过对大团聚体破坏率(PAD)、平均质量直径(MWD)和水稳性团聚体(WSA)的分析,结果显示,平均质量直径和水稳性团聚体从大到小为:黑色石灰土>棕色石灰土>红壤(p<0.05)。在相似有机碳含量条件下,不同类型土壤的P AD值显示红壤最易被湿筛过程破坏,其次是棕色石灰土,最后是黑色石灰土,说明石灰土大团聚体机械稳定性强于红壤,且石灰土抵抗因降雨引起的土壤侵蚀的能力强于红壤。可见,不同桂西北喀斯特地区典型土壤大团聚体颗粒分级差异较大,且与土壤有机碳含量密切相关。从大团聚体聚合角度来看,喀斯特石灰土有利于SOC的固定,土壤稳定性较强。

不同施肥措施及施肥年限下土壤团聚体的大小分布及其稳定性

土壤团聚体的数量和质量直接影响着土壤性质和有机碳固存。研究不同施肥措施及施肥年限对采煤塌陷区复垦土壤团聚体的重量分布比例及其稳定性的影响,可为该区农业生产和土壤质量提升提供科学依据。采集复垦6,11年定位试验不同施肥处理耕层(0—20 cm)土样,选取不施肥(CK)、平衡施氮磷钾化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(MNPK)4个处理,利用干筛法和湿筛法获得4种粒径的团聚体/粉黏粒组分(>2,0.25~2,0.053~0.25,<0.053 mm),用>0.25 mm团聚体的含量(R0.25)、平均重量直径(MWD)、团聚体破坏率(PAD)和土壤不稳定团粒指数(ELT)表示团聚体的稳定性,同时测定土壤有机碳含量。结果表明:施肥年限较施肥措施对土壤团聚体的含量及稳定性产生了更显著的影响。干筛条件下,施肥6,11年均显著降低了各处理0.053~0.25 mm团聚体和<0.053 mm组分的含量,降幅分别为68.39%~87.37%,69.63%~78.32%(6年)和90.01%~93.68%,78.29%~83.93%(11年);湿筛条件下,施肥11年显著提高了各处理>2 mm团聚体的含量,增幅达473.35%~645.16%,但是显著降低了0.053~0.25 mm团聚体的含量,降幅为43.67%~57.54%。土壤团聚体的稳定性也随着施肥年限的增加而逐渐增强,表现为DR0.25、WR0.25和MWD值呈增加趋势,而PAD和ELT值呈降低趋势。土壤有机碳含量与DR0.25、WR0.25、MWD水稳性呈极显著正相关关系,而与PAD和ELT呈极显著负相关关系。本研究表明,该区域连续培肥11年提高了土壤大团聚体的含量而伴随着微团聚体含量的显著减少,导致土壤结构越来越稳定。这对于提高采煤塌陷区复垦土壤肥力、改善土壤结构产生了良好的效果。

不同生态类型蚯蚓对赤红壤和红壤团聚体分布和稳定性的影响

【目的】综合分析华南地区不同生态类型蚯蚓对土壤团聚体分布、团聚体水稳定性以及土壤团聚体破坏率的影响,以期为蚯蚓改善土壤结构提供科学依据和理论支持。【方法】采用室内盆栽培养试验,在华南地区具有代表性的赤红壤和红壤中分别接种生态类型不同的4种蚯蚓:赤子爱胜蚓Eisenia fetida、南美岸蚓Pontoscolex corethrurus、壮伟远盲蚓Amynthas robustus和参状远盲蚓A.aspergillum,研究不同生态类型蚯蚓对土壤结构的影响。【结果】与空白对照相比,南美岸蚓、壮伟远盲蚓和参状远盲蚓的添加均显著增加了2种土壤中的大团聚体(d>2000μm)比例(P<0.05),其中,赤红壤中其分别提升了35.20%、44.81%和37.88%,红壤中其分别提升了14.92%、25.31%和20.18%;与空白对照相比,壮伟远盲蚓的添加均显著降低了赤红壤水稳性大团聚体和水稳性小团聚体(250μm≤d≤2000μm)的比例,却显著提升了赤红壤水稳性微团聚体(d<250μm)的比例(37.84%,P<0.05);4种蚯蚓的添加均显著提升了2种土壤的团聚体破坏率(P<0.05),其中添加参状远盲蚓的2种土壤的团聚体破坏率均最低。主成分分析结果显示:在2种不同的土壤中,不同蚯蚓作用后土壤的团聚体分布和稳定性之间存在显著差异(P<0.05)。【结论】华南不同生态类型的蚯蚓对赤红壤和红壤的团聚体分布和稳定性的影响不同;内栖型蚯蚓(南美岸蚓和壮伟远盲蚓)对土壤团聚体的形成和土壤结构的改善效果最好;深栖型蚯蚓(参状远盲蚓)对土壤水稳性团聚体的破坏作用最小。

坡耕地红壤农作物根系与团聚体稳定性的关系

[目的]为了研究农作物不同种植模式下土壤结构稳定性的差异,以及根系与土壤团聚体破坏率的关系。[方法]本研究采用单作种植玉米、大豆、马铃薯,间作种植玉米+大豆和玉米+马铃薯,测定不同种植模式下各处理的团聚体破坏率、根系特征,分析不同作物根系形态特征与团聚体破坏率的关系。[结果]常规管理条件下,在0~10cm土层,玉米大豆间作>0.25mm团聚体的数量较大豆单作、玉米单作分别增加了29.58%、66.01%,10~20cm土层,玉米大豆间作>0.25mm团聚体的数量较玉米单作增加了42.28%;在0~10cm土层,间作模式的土壤抗蚀指数显著大于单作模式,土粒的抗分散能力强,玉米间作大豆较玉米单作与大豆单作团聚体破坏率分别降低了42.22%和26.40%,玉米间作马铃薯较玉米单作与马铃薯单作团聚体破坏率分别降低了35.71%和32.88%,在10~20cm的土层中,玉米间作大豆的团聚体破坏率较大豆单作、玉米单作分别显著降低了16.67%和22.75%;与单作模式相比,间作模式的农作物根长、根表面积、根体积均有显著改善,且与团聚体的破坏率呈显著负相关。[结论]可以得出,玉米间作大豆、玉米间作马铃薯能优化作物根系特征,降低团聚体的破坏率,提高团聚体的稳定性,有助于水土保持。

黑土区杨树农田防护林土壤团聚体的稳定性

[目的]探究黑土区不同密度下杨树农田防护林带对林下土壤结构的影响,为合理配置当地农田防护林的栽植密度提供参考。[方法]以黑龙江省拜泉县株行距分别为1.5m×1m,2m×1.5m,3m×1.5m的不同密度杨树农田防护林带为研究对象,弃耕地作为对照,分析不同密度下不同径级团聚体的百分含量、团聚体破坏率(PAD)、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)以及分形维数(D)。[结果](1)各样地均表现为表层团聚体破坏率(PAD)最低,林带的存在降低了深层土壤的团聚体破坏率(PAD)。随着林带密度的降低,团聚体破坏率(PAD)整体呈现下降趋势。(2)平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)均随密度的降低而降低,随土层深度的增加而降低,各林带与对照之间差异显著(p<0.01)。(3)非水稳性团聚体分形维数和水稳性团聚体分形维数在0—20cm土层随密度的减小而减小,在20—60cm土层随密度的减小而增大。[结论]林带下土壤结构总体优于弃耕地,林带增加了土壤黏粒含量,增强了深层土壤稳定性。林带密度越大,对土壤的改良作用越明显,但会增大表层土壤的团聚体破坏度。

苹果树生物质炭对土壤团聚体含量及稳定性的影响

生物质炭在农业土壤中的应用是近年来新兴的土壤改良技术,具有多重农业和环境效益。本研究通过田间试验,将限氧环境下(450℃)由苹果树树干、枝条热裂解所得的生物质炭以不同用量水平(0、20、40、60、80 t/hm^2,分别计作C0、C20、C40、C60、C80)施入农业土壤耕作层,研究其对土壤团聚体含量及稳定性的影响。结果表明,与对照C0相比,施用生物质炭后,处理C20、C40、C60、C80>0.25 mm机械稳定性团聚体含量均有所增加,处理C60达到显著水平,增幅2.73%;>0.25 mm水稳定性团聚体含量均显著增加,增幅分别为31.15%、31.11%、34.85%、35.17%;干筛条件下的平均重量直径均有所增加,其中处理C60达到显著水平,增幅为24.39%;湿筛条件下的平均重量直径除处理C40外,其余施炭处理均达到显著水平;土壤团聚体破坏率和土壤不稳定团粒指数在施炭处理后均显著降低,但施炭处理之间差异不显著;从水稳性团聚体的分布可以看出,大团聚体含量明显增加,小团聚体含量显著减少。说明施用苹果树生物质炭后,土壤团聚体含量及稳定性均显著增加,进而改善了土壤的物理特性。

基于Le Bissonnais法研究有机物料对黑土团聚体稳定性的影响

【目的】东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,长期传统机械作业破坏土壤结构、降低土壤团聚体稳定性,加剧了土壤侵蚀和退化。探讨外源有机物料添加对农田黑土团聚体稳定性的影响,为侵蚀退化黑土的修复提供依据。【方法】以东北黑土区开垦60 a的耕地土壤为研究对象,设计3种常见有机物料(生物炭、秸秆、猪粪肥)、3个添加量梯度[少量(常规量的50%)、实际还田量(常规量的10%)、大量(常规量的200%)]的室内恒温恒湿培养实验,采用恒质量补充水分法置于25℃的培养箱中培养180 d。利用Le Bissonnais法的3种团聚体破坏机制[快速湿润(FW)、慢速湿润(SW)和预湿润后振动(WS)]模拟暴雨/大雨、小雨和径流冲刷的田间环境条件,以此来探究不同降雨条件下土壤团聚体组成及稳定性对各种类和添加量有机物料的响应差异。【结果】①3种破坏机制中,添加少量、实际还田量及大量的生物炭、秸秆、猪粪肥均能增加土壤大团聚体含量、增大平均质量直径(MWD)、减小团聚体破坏率(PAD)进而提高其稳定性,但是作用效果不同:FW机制下少量添加时,添加生物炭改善团聚体的效果最好,实际还田量和大量添加时,添加秸秆效果更佳;SW机制下少量添加时,添加猪粪肥作用效果最优,实际还田量和大量添加时,添加秸秆效果最好;WS机制下各添加量均以添加猪粪肥改善土壤团聚体的作用效果最佳。②添加外源有机物料未改变土壤团聚体破碎机制,FW的崩解作用为主导因素,其次是WS的机械分解作用,SW的黏粒膨胀作用对团聚体的破坏作用最小。【结论】总体而言,在暴雨/大雨、小雨和径流冲刷的田间环境条件下,添加生物炭、秸秆、猪粪肥均能不同程度改善土壤团聚体状况,提高土壤抗蚀能力,有效修复退化黑土;综合考虑黑土区自然条件和物料成本,以猪粪肥改良黑土的效果相对更优。

亚热带土壤团聚体测定方法的比较研究

应用湿筛法、Emerson法、机械和化学分散法、LeBissonnaia法对亚热带第四纪红土发育的富铁土团聚体组成和稳定性进行评价,土壤团聚体数量和稳定性指标分别用>0.25mm水稳性团聚体含量(WSA)、团聚体平均重量直径(MWD)和团聚体破坏率(PAD)表示。结果表明,3种方法测定的MWD值呈极显著正相关;土壤团聚体数量和稳定性与土地利用方式密切相关,林地和园地较高,荒地和母质最低;5～2、2～1和1～0.5mm团聚体经快速湿润(FW)、慢速湿润(SW)和预湿后扰动(WS)处理后,团聚体MWD均表现为WS>SW>FW,相对消散系数(RSI)为31%～45%,表明团聚体崩解的主要物理机制是团聚体中闭塞空气引起的消散作用。3种方法具有可比性,反映土壤团聚体特性和稳定机制,可将其团聚体数量和稳定性指标作为衡量土壤质量和抗蚀性的重要指标。

林下土壤水稳性团聚体特征及其影响因素研究——以瓯江流域源头区为例

为探究不同林相林下土壤水稳性团聚体特征差异,以欧江流域源头区为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,对不同地域同林相以及同地域不同林相下的土壤水稳性团聚体粒级分布、大小特征、团聚体破坏率及团聚体分形维数进行研究,并分析其影响因素。结果表明:1不同地域、不同林相及不同人为干扰程度对土壤粒级分布均有极大影响。2土壤有机质、土壤全氮及土壤湿筛平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)呈极显著正相关;地域及林相因素对土壤团聚体稳定性均有显著影响。3土壤团聚体破坏率与>0.25mm土壤水稳性团聚体含量、有机质含量及湿筛MWD、GMD均呈极显著负相关;地域及林相因素对土壤团聚体破坏率影响显著,但经济林管理方式对其表现出的影响更为显著。4不同地域同林相土壤水稳性团聚体的分形维数表现出与土壤湿筛MWD、GMD规律相反的趋势;不同林相及人类活动共同影响着土壤的团聚体稳定性。

聚丙烯酰胺对紫色土坡地耕作位移及土壤结构的影响

为了采用化学措施防治坡地耕作侵蚀,以紫色土典型坡耕地为研究对象,采用磁性示踪和模拟耕作等技术研究了聚丙稀酰胺(PAM)后不同坡度(5°,10°,15°,20°,25°)坡地耕作位移和土壤团聚体结构稳定性的影响。结果表明:(1)添加PAM后不同坡度坡地耕作位移均明显低于对照(未添加PAM),其中在20°和25°坡面显著减少了49.16%和67.96%;(2)与对照相比,土壤中添加PAM后<0.25mm非水稳定性团聚体含量在5°,10°,15°,20°,25°坡度分别减少了33.74%,46.67%,37.56%,52.70%,62.50%,不同坡度土壤团聚体结构破坏率(PAD)平均降低了60.05%,而平均质量直径(MWD)和平均几何直径(GMD)值分别增加了41.94%和55.09%;(3)耕作位移量与PAD值呈显著的正线性相关性,而与MWD和GMD值呈负线性相关性(P<0.05)。坡地土壤添加PAM后可以有效降低耕作位移量,增强土壤结构稳定性,减少耕作侵蚀。在农业生产中PAM可用于控制较陡(≥20°)坡地的耕作侵蚀。