土地利用方式对豫西丘陵区土壤团聚体稳定性及其化学计量特征的影响

为探究不同土地利用方式对土壤团聚体组成和碳、氮、磷化学计量特征的影响,以豫西丘陵区相同冲积母质土壤为研究对象,对果园、林地、草地和农田等4种土地利用方式的土壤团聚体稳定性、碳含量、氮含量、磷含量及化学计量特征进行了测定分析。结果表明:4种土地利用方式土壤均表现出以0.25~2 mm粒级为优势团聚体分布的特征,以农田土壤最高,质量分数为58.49%~66.11%,土壤团聚体稳定性农田>林地>草地和果园。全碳含量(以质量比表示)随团聚体粒级的下降呈现减少趋势,果园在4个粒级上的全碳含量均显著地高于其他3种土地利用方式,在<2 mm的2个粒级上4种土地利用方式的全碳含量均表现为果园>农田>林地>草地。果园C/N和C/P均显著地高于林地、草地和农田,林地在<2 mm的3个土壤团聚体粒级上的C/N均显著低于草地和农田,但在<2 mm土壤团聚体粒级上的C/P和N/P均显著高于草地。土地利用方式对土壤团聚体稳定性和化学计量特征有显著影响。豫西丘陵区的农田团聚体稳定度最高,果园显示出高的有机输入特征,林地主要受磷限制,草地主要受氮限制。

岩溶区镉污染棕色石灰土母质稻田土壤团聚体镉赋存特性研究

【目的】研究桂西北岩溶区镉(Cd)污染棕色石灰土母质稻田土壤团聚体Cd赋存形态特性,为区域内该类型Cd污染稻田稻米安全生产提供数据参考。【方法】采用湿筛法将采样土壤团聚体分离成>2.000 mm、1.000~2.000 mm、0.250~1.000 mm、0.074~0.250 mm和<0.074 mm 5个粒级的团聚体,研究桂西北岩溶区0~20、20~30、30~50和50~80 cm剖面深度土壤团聚体粒径组成、不同粒径团聚体Cd含量及其主要赋存形态。【结果】各层剖面0.250~1.000 mm粒径团聚体占比较为稳定,均在30.00%以上,各层剖面间无显著差异(P>0.05)。0~20 cm剖面(耕作层)中>2.000 mm粒径团聚体占比最大(40.20%),随着剖面深度增加,>2.000 mm粒径团聚体占比迅速降低,<0.250 mm粒径团聚体占比呈逐渐增加趋势。不同粒径团聚体Cd含量分析结果表明,在0~20、20~30和30~50 cm剖面中,Cd主要富集在>2.000 mm粒径团聚体中,Cd含量分别高达2.22、1.66和0.95 mg/kg,在50~80 cm剖面中,Cd主要富集在1.000~2.000 mm粒径团聚体中。>2.000 mm粒径团聚体在0~30 cm土层中对全土Cd含量的贡献率最大。不同剖面深度团聚体中Cd赋存形态存在明显差异,0~20 cm剖面各粒径团聚体中Cd主要以有机结合态存在,可交换态Cd占比最小(<0.074 mm粒径团聚体除外),随着剖面深度增加,团聚体中可交换态Cd占比明显增加,当剖面深度增加至30 cm以下时,团聚体中Cd主要以碳酸结合态存在,残渣态含量最小。【结论】桂西北岩溶区Cd污染棕色石灰土母质稻田Cd主要富集在>2.000 mm和1.000~2.000 mm粒径的团聚体中;0~20 cm耕作层各粒径团聚体中的Cd主要以有机结合态存在,可交换态占比最小,随着剖面深度的增加,可交换态Cd占比明显增加,稳定形态Cd占比明显降低。因此,在实际生产过程中要注重提高土壤大粒径团聚体含量,避免过度精耕和深翻,减少耕层土壤可交换态Cd含量,降低水稻生产过程中稻米Cd超标的风险。

长期施用有机肥对西北半干旱区小麦田土壤团聚体分布及其有机碳的影响

以国家土壤质量安定观测实验站黄绵土区长期定位试验为研究平台,研究长期施肥对半干旱区小麦田土壤团聚体分布及其有机碳含量的影响。结果表明:0~20 cm土层土壤团聚体含量随粒级减小总体呈先降低后增加的变化趋势,团聚体有机碳含量随粒级减小呈增加的变化趋势。长期化肥与有机肥配施(NPKM)和单施有机肥(OM)较单施化肥(NPK)处理显著增加了>0.25 mm团聚体含量和团聚体平均质量直径,提高了>1 mm粒级土壤团聚体对有机碳的贡献率。各粒级土壤团聚体有机碳含量及团聚体有机碳储量均随着土层的加深而降低,>1 mm粒级团聚体有机碳对长期施用有机肥的农田有机碳变化响应敏感。NPKM和OM较NPK处理显著增加了0~20 cm土层土壤团聚体有机碳含量及其储量,其中0~10 cm土层团聚体有机碳储量分别增加了34.1%和25.2%,10~20 cm土层分别增加了26.89%和17.95%,而长期NPK处理对团聚体有机碳含量及其储量影响不明显。综上所述,在西北黄土丘陵半干旱区黄绵土条件下,长期施用有机肥(NPKM和OM处理)可显著提高耕层>0.25 mm团聚体含量及其稳定性,增加团聚体有机碳储量,土壤增碳培肥效果显著,而单施化肥对改善农田土壤团聚体结构及其固碳培肥效果不明显,需加强与有机肥配施从而实现土壤培肥。

纤毛虫原生动物对戈壁土壤团聚体变化的生态响应——以河西走廊中部为例

选择河西走廊中部戈壁土壤样品并进行过筛处理,旨在探究荒漠生态系统中土壤纤毛虫原生动物蕴藏量以及不同粒级土壤团聚体和纤毛虫种类/类群与丰度间的相关关系,同时分析比较完全培养计数法与Foissner计数法统计原生动物的效率,探讨纤毛虫原生动物在不同土壤粒径中的分布和演替规律。结果表明:①完全培养计数法获取的纤毛虫总丰度为Foissner计数法的16.5倍,培养第10天纤毛虫总类群数为Foissner计数法的2倍;②不同粒级土壤团聚体中纤毛虫总丰度随着土壤粒径的减小而增大,100目土样纤毛虫丰度是原位土样的3.4倍,原位和10目土样获得的纤毛虫总种类/类群数均高于颗粒和100目土样;③土壤pH和水分扰动是导致纤毛虫丰度变化的主导因素;④在“非淹没培养皿法”过程中,土壤纤毛虫群落呈现“低等-高等-低等”的演替规律。土壤团聚体作为土壤最重要的结构体,对维持土壤中的微生物群落结构和酶活性有着重要的作用,建议今后对荒漠生境土壤进行纤毛虫分类学研究时,针对不同类群或目标种尝试进行土壤样品的过筛处理或复检日期的匹配化选择。完全培养计数法不仅能够记录“非淹没培养皿法”实验过程中各种类/类群的数量和丰度,还可追踪土壤纤毛虫群落演替,得出物种蕴藏量的“理论丰度峰值”,同时分析各种类/类群与理化因子间的相关关系,为抑纤毛虫作用“Ciliatostasis”的研究提供理论依据。

滇中主要森林类型土壤团聚体稳定性及其变化机制

[目的]团聚体稳定性是评估退化生态系统植被恢复后土壤质量变化的重要指标,研究滇中地区主要森林类型土壤团聚体稳定性差异及其变化机制,为该地未来植被恢复、改造过程中的树种选择、森林资源管理提供科学支撑。[方法]选择云南松林(PY)、华山松林(PA)、银荆林(AD)、旱冬瓜林(ACF)、针阔混交林(TF)、次生常绿阔叶林(SF)6种主要森林类型作为研究对象,以坡旱地(DSL)作为对照,采集0—20 cm,20—40 cm和40—60 cm土样,利用干、湿筛分法分离测定>5 mm,5~2 mm,2~0.25 mm,<0.25 mm 4个粒级团聚体含量,计算水稳性大团聚体含量(WR_(>0.25))、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和结构破坏率(PAD)4个稳定性指标,对土壤团聚体稳定性进行研究。[结果](1) 6种森林类型在0—60 cm均以0.25~2 mm的小团聚体为主,而坡旱地随着土层深度的增加,粒级从0.25~2 mm向<0.25 mm转变;(2) 0—60 cm土层中坡旱地平均WR_(>0.25),MWD,GMD和PAD分别为55.40%,1.16 mm,0.52 mm,40.47%,6种森林类型分别为71.61%~78.20%,1.97~2.61 mm,0.93~1.27 mm,12.59%~20.47%,团聚体稳定性总体表现为坡旱地最差,次生常绿阔叶林、针阔混交林最好,其次是云南松林、旱冬瓜林,银荆林和华山松林较差;(3)团聚体稳定性在宏观尺度上受森林类型、土层深度及其交互作用的显著影响(p<0.001),而在微观尺度上主要受土壤容重、非毛管孔隙度、全钾、有机质、砂粒和黏粒含量的显著影响(p<0.05),土壤理化性质、养分、质地解释了团聚体稳定性的90.5%,其中以理化性质、养分及其交互作用的贡献最大,解释率为61.3%,土壤质地往往与其他因子共同影响团聚体稳定性,其独立解释率仅为5.1%。[结论]滇中地区退耕还林可显著提高土壤团聚体稳定性,未来的生态恢复应该以营造云南松林和旱冬瓜林为主,同时避免高强度的人类活动,改善土壤理化性质和增加土壤养分积累,促进人工纯林向针阔混交林及常绿阔叶林演化。

包膜尿素配施有机肥对春玉米氮素吸收、产量及土壤团聚体稳定性的影响

以登海605为试验材料,进行3年(2020年、2021年、2022年)田间试验。设置无氮(CK)、普通尿素(CU)及以有机肥(F)替代包膜尿素(P)比例为0、25%、50%、75%、100%(分别记为P100F0、P75F25、P50F50、P25F75、P0F100),研究等氮条件下有机肥不同替代比例包膜氮肥对引黄灌区玉米氮素吸收、产量以及土壤团聚体结构的影响,为春玉米土壤性能与农艺效益的科学施肥实践提供理论依据。结果表明,包膜尿素配施有机肥显著改善了土壤团聚体稳定性,影响土壤有效氮的供应特征,促进玉米生长、氮吸收,提高玉米氮素利用率(NUE)与产量。普通尿素处理提高了玉米生长前期表层土壤NO-3-N及NH+4-N含量,使得该阶段玉米长势较佳、伤流强度较高,此后土壤NO-3-N、NH+4-N含量迅速下降,因此NUE、产量较低。与CU相比,包膜尿素配施有机肥处理延长了土壤氮素的供应周期、改善了土壤团聚体粒级组成,从而促进玉米生育中后期长势,增强灌浆期根系氮代谢活性及伤流特征。3年的平均NUE与平均产量以P50F50最大;与CU相比,P50F50处理NUE显著增加6.71百分点,产量显著增加6.24%。综上,采用50%有机肥替代包膜尿素,可提高表层土NO-3-N和NH+4-N含量,改善土壤团聚体稳定性,显著增强根系氮代谢,从而提升玉米产量和氮素利用率,是最佳的有机肥替代比例。

生物炭对桑树/苜蓿改良沙化土壤团聚体稳定性及酶活性的影响

为探究生物炭对桑树/苜蓿改良沙化土壤团聚体粒径分布及稳定性的影响,通过室内盆栽实验,分别测定风沙土土壤团聚体粒径分布及稳定性、土壤有机质和养分质量分数及土壤酶活性,进而分析其对团聚体稳定性的影响。结果表明:施加生物炭能够显著提升土壤有机质和速效养分;桑树单独种植时土壤团聚体粒径分布优于桑树/苜蓿混种;桑树单独种植时生物炭添加量为2%可增加土壤团聚体稳定性;桑树/苜蓿混种时,生物炭添加量为0.5%可增加土壤团聚体稳定性;Pearson分析表明土壤磷酸酶的活性显著影响土壤养分变化;RDA分析进一步表明速效钾是导致土壤团聚体稳定性变异的主要环境因子。生物炭对桑树/苜蓿改良沙化土壤团聚体稳定性具有明显改善作用。

不同改良措施下土壤团聚体组成与稳定性分析

黄泛区土壤团聚体稳定性较差,流水对土壤的侵蚀作用较强。本文以兰考县为研究区,将沙化耕地作为研究对象,设计4个试验组,采取4种改良措施(分别施用复合肥、污泥生物质炭、鸡粪和粉碎秸秆),同时设置1个空白对照组,14个月后采集土壤样品,计算土壤团聚体组分比例,判断不同改良措施对土壤团聚体稳定性的提升效果。结果显示,施用污泥生物质炭时,土壤团聚体稳定性最好。

旱作农田覆膜和秸秆碳投入对土壤团聚特性及作物产量的影响

研究秸秆还田形式对旱作覆膜农田土壤团聚特性、有机碳含量及玉米产量的影响,为优化覆膜耕作措施,实现旱作覆膜农田可持续性生产提供理论依据。以长期定位旱作玉米覆膜农田(始于2012年)为研究对象,设置双垄沟覆膜(P)和传统平作(T),分别施加秸秆(S)和生物质炭(C),以不还田为对照(N),共形成6个处理:覆膜秸秆还田(PS)、覆膜生物质炭还田(PC)、覆膜不还田(PN)、平作秸秆还田(TS)、平作生物质炭还田(TC)和平作不还田(TN)。测定土壤团聚体组成及团聚体有机碳含量,并分析了双垄沟覆膜和不同秸秆碳投入对土壤有机碳含量、团聚体稳定性及玉米产量的影响。研究结果表明,各秸秆还田处理较不还田处理均可显著(P<0.05)改善各粒级团聚体分布及其稳定性,其中>0.25mm团聚体含量平均显著(P<0.05)提高47.32%,各双垄沟覆膜处理MWD和GMD较平作处理分别平均提高9.19%和4.15%;各还田处理可显著(P<0.05)提高0~60 cm土层土壤有机碳含量,其中PC和TC处理分别较对应PS和TS处理土壤有机碳含量提高2.60%和2.73%;各处理团聚体有机碳含量均随粒径增大而增大,秸秆碳投入可显著(P<0.05)提高各粒级团聚体有机碳含量,而双垄沟覆膜处理则降低了土壤有机碳及团聚体有机碳含量;还田方式、种植方式及土壤有机碳对玉米产量有促进作用,施加秸秆及生物质炭均能显著(P<0.05)提高旱作覆膜农田玉米产量,平均提高14.6%,而秸秆直接还田处理与生物质炭还田处理的增产效果无显著差异。综合分析,在双垄沟覆膜条件下投入秸秆碳能够明显提高土壤稳定性、土壤有机碳含量和作物产量,其中,双垄沟覆膜与生物质炭还田的耦合效应对改善农田土壤质量及地力提升有积极作用。

亚热带水田土壤团聚体有机质对长期秸秆还田的响应

为了探究长期秸秆还田处理下土壤团聚体有机碳含量和固碳效率的变化情况,以江西省进贤县稻田红壤为研究对象,分别进行常规处理和常规+秸秆还田处理,利用元素分析仪测定不同粒级土壤团聚体的碳、氮含量,并通过土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)固存量和累积碳投入量计算土壤固碳效率.结果表明:①稻田红壤的优势团聚体粒级为[0.250,2.000)mm,质量占比为40.64%~47.04%.与常规处理相比,常规+秸秆还田处理对各级团聚体的质量占比和土壤团聚体稳定性指标均无显著影响.②相比于常规处理,常规+秸秆还田处理下全土的SOC和总氮(total nitrogen,TN)含量分别显著增加13.60%和10.17%,但全土的C/N以及各级团聚体的SOC含量、TN含量和C/N均未发生显著变化.③相比于常规处理,常规+秸秆还田处理下土壤的SOC固存量和累积碳投入量分别显著增加55.37%和216.76%,但固碳效率显著降低50.85%.综上,在南方亚热带红壤双季稻种植区,秸秆还田有利于SOC的固存,但降低了土壤固碳效率,对土壤团聚体稳定性的影响不显著.

青藏高原不同土地利用方式土壤团聚体组成及稳定性特征

[目的]探究青藏高原不同土地利用方式对土壤团聚体分布特征及稳定性的影响,为改善高寒地区土壤质量提供科学依据。[方法]选取青藏高原5种不同土地利用方式(农田、人工林、湿地、灌丛、裸地)为研究对象,采用干筛法和湿筛法测定土壤团聚体粒径分布以及土壤有机碳(SOC)、总碳(TC)、总氮(TN)、pH,并计算大团聚体重量的百分含量(DR>0.25,WR>0.25)、团聚体破坏率(PAD)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)等土壤团聚体稳定性指标,研究了高寒地区不同土地利用方式下团聚体组成及其稳定性特征。[结果]相较于机械稳定性团聚体,土壤水稳定性团聚体更易受到土地利用方式的影响,且更能反映西藏地区土壤团聚体结构稳定性;农田耕种增加了具有机械稳定性的土壤大团聚体含量,但不具有水稳定性;人工林和湿地的土壤团聚体具有较高的水稳定性特征。相关性分析表明,土壤团聚体MWD与SOC,TN含量呈显著正相关;土壤团聚体MWD,GMD值与各粒径团聚体含量总体上呈线性相关,且对于机械稳定性团聚体,1 mm是正负相关的临界点,对于水稳定性团聚体,0.25 mm是正负相关的临界点。[结论]高寒地区农业耕种仅能提高土壤团聚体的机械稳定性,湿地和人工林对团聚体稳定性具有促进作用,建议未来在高寒地区进行合理的植被覆盖进而提高土壤质量。

固氮树种马占相思对巨尾桉人工林土壤团聚体粒径分布及稳定性的影响

土壤团聚体稳定性是评价土壤结构和土壤肥力的重要指标。为探究固氮树种马占相思对巨尾桉人工林土壤团聚体粒径分布及稳定性的影响,该文以17年生的巨尾桉纯林(PP)与巨尾桉/马占相思(固氮树种)混交林(MP)为研究对象,采用干筛法和湿筛法分别测定0~10 cm和10~20 cm土层团聚体粒径分布及平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(Dm)、水稳定性团聚体含量(WSA)、团聚体破坏率(PAD)和团聚体稳定性指数(ASI)等稳定性指标。结果表明:(1)与PP相比,MP的土壤理化性质有不同程度的提升,其中以土壤pH、有机碳(SOC)及全氮(TN)最为显著。(2)MP的土壤团聚体粒径分布优于PP,差异主要体现在>2.00 mm和<0.25 mm粒径中,均以大团聚体(>0.25 mm)为主;相较于PP,MP的土壤团聚体机械稳定性仅在0~10 cm土层显著提高,但其团聚体水稳定性在0~10 cm和10~20 cm土层均显著提高。(3)Mantel分析结果显示团聚体稳定性与TN相关性最强,通过RDA分析进一步说明TN是驱动其团聚体稳定性变异的最关键因子。综上认为,固氮树种马占相思对巨尾桉人工林土壤团聚体稳定性具有明显改善作用,该研究结果为南亚热带桉树人工林水土保持、养分管理及可持续经营等提供了科学的理论依据。

生态转型模式对吕梁山红枣经济林土壤团聚体及其有机碳分布的影响

为探究吕梁山区红枣经济林不同生态转型模式对土壤团聚体及其有机碳分布的影响,试验选取该地区5种主要的生态转换模式,分别为枣林撂荒(AF)、枣林补种黄芪-柴胡(MM)、补种苜蓿(AL)、补植油松(CP)、补植侧柏(PO),并以清耕枣林为对照(CK),测定并分析各样地0~20 cm土层中土壤团聚体稳定性、团聚体有机碳与土壤总有机碳含量及其相关性。结果表明:(1)与CK相比,除AF模式外,其他生态模式提高了>2.0 mm及>0.25 mm团聚体含量,增量分别为3.75%~9.31%和1.68%~10.36%;同时提高了团聚体的平均重量直径、几何平均直径,增量分别为0.05~0.19、0.03~0.10 mm,CP模式提高幅度最大;(2)所有生态模式显著提高了土壤有机碳含量,增量为0.24~4.72 g·kg^(-1),提高幅度为9.25%~182.10%,同时提高了土壤各粒径团聚体有机碳含量;(3)土壤有机碳的贡献率主要来自于>0.25 mm团聚体,所有生态模式均提高了土壤>0.25 mm团聚体有机碳的贡献率,增量为4.20%~22.96%;(4)土壤有机碳及>0.25 mm团聚体有机碳含量与土壤团聚体稳定性参数呈显著正相关关系,红枣林补植油松模式最有利于土壤有机碳、>0.25 mm团聚体有机碳含量及团聚体稳定性的提高。

减量施氮、秸秆还田和蚯蚓接种对黄河故道区土壤团聚体及有机碳的影响

优化氮肥施用方式、提升土壤有机碳(SOC)水平是黄河故道区农业可持续发展的关键。通过持续3年的田间定位试验方法,探究减量施氮、秸秆还田和蚯蚓接种对江苏省黄河故道区沙质潮土团聚体构成及其SOC含量及活度等指标的影响。试验共设农民习惯施氮[FN:690 kg/(hm^(2)·年)]、减量施氮[RN:540 kg/(hm^(2)·年)]、减量施氮+秸秆还田(RS)、减量施氮+秸秆还田+接种蚯蚓(SE)4个处理。结果表明,与FN处理相比,RN处理下SOC含量有增加趋势,且其增加部分主要来源于小团聚体(>0.250~2.000 mm)比例及其所结合的SOC含量的提升。RS处理相对RN处理,全土SOC含量提高8.58%,且大团聚体SOC含量显著增加27.7%,但两者团聚体构成无显著差异。在RS处理基础上接种蚯蚓(SE)后,>0.250~2.000 mm小团聚体比例及其SOC贡献量分别显著下降33.3%和44.1%,导致全土SOC含量降低16.1%,这可能与秸秆还田下,0.250~2.000 mm小团聚体中土壤易氧化有机碳的贡献量高于其他粒径团聚体,在蚯蚓活动影响下可能更易于被利用分解有关,各处理下的作物产量并无显著差异。综上,在该地区通过接种蚯蚓改善土壤团粒结构、提高SOC水平的可行性有待进一步验证;土壤小团聚体是影响黄河故道区沙质潮土SOC固持的关键因素;相比常规施氮,减量施氮配合秸秆还田是提升土壤肥力的有效手段。

氮磷添加对常绿阔叶林土壤团聚体有机碳及其与磷组分相关的影响

[目的]为探究磷输入如何调节大气氮沉降对土壤团聚体有机碳含量及碳与磷关系的影响。[方法]在常绿阔叶林土壤建立长达6年(2015-2021年)的养分添加长期监测试验平台,包括4个处理:对照[P0+N0,P0 kg/(hm^(2)·a)+N0 kg/(hm^(2)·a)]、氮添加[P0+N100,P0 kg/(hm^(2)·a)+N100 kg/(hm^(2)·a)]、磷输入[P50+N0,P50 kg/(hm^(2)·a)+N0 kg/(hm^(2)·a)]以及氮磷同时输入[P50+N100,P50 kg/(hm^(2)·a)+N100 kg/(hm^(2)·a)],各处理设3次重复,共计12个样地。于2021年8月采集样地0-10 cm土层土壤样品,测定基础理化性质、土壤粒径分布规律、不同粒径土壤团聚体磷组分及有机碳(SOC)含量。[结果](1)P0处理下,氮添加显著增加大团聚体占比,减少黏粒和粉粒含量,提高各团聚体粒径中SOC含量;氮添加分别显著降低和增加团聚体黏粒、粉粒中易分解态磷组分(LP)和难分解态磷组分(RP)含量。(2)P50处理下,氮添加显著提高土壤团聚体平均几何直径(GMD),对各粒径团聚体中磷组分和SOC含量均无显著影响。(3)P0处理下,土壤团聚体SOC与难分解态磷呈正相关关系;P50处理下,土壤团聚体SOC与各功能磷组分无显著相关。由此推断,P0处理下,氮添加通过提高常绿阔叶林土壤团聚体黏粒、粉粒径中难分解态磷而增加土壤有机碳的固持;P50处理下,氮添加对各粒径中有机碳的影响可能受到生物因素的调节,与磷的有效性无关。[结论]氮沉降对常绿阔叶林土壤团聚体中碳磷内在关系的影响受到磷的调控,研究结果为森林土壤碳循环应对全球气候变化提供数据支撑。

球囊霉素在土壤团聚体中的分布特征及影响因素的Meta分析

为充分认识球囊霉素在维持土壤有机碳平衡和土壤团聚体稳定性中的重要作用,建立改善土壤结构和提升土壤质量的管理策略,通过收集整理近些年来已发表的19篇文献中的332组数据,定量分析球囊霉素在不同粒径土壤团聚体中的分布特征,系统解析其影响因素,并比较了不同土地利用方式下球囊霉素在土壤团聚体中的分配差异。结果表明:无论总球囊霉素还是易提取球囊霉素,在大团聚体(>2000μm)和小团聚体(2000~250μm)中的质量百分比(分别约占30%)均显著高于微团聚体(250~53μm)和黏粉粒级微团聚体(<53μm)(分别约占15%)。易提取球囊霉素占总球囊霉素的比例在粉黏粒级微团聚体(<53μm)中更低,约为20%,其他粒径均在30%以上。球囊霉素中碳占土壤有机碳的比例在各团聚体中无显著差异,不同粒径团聚体中易提取球囊霉素约占有机碳的2%左右,而总球囊霉素约占有机碳的8%左右。大于250μm团聚体中球囊霉素随温度和降水的增加而增加,而随着pH的升高而降低。在小于250μm团聚体中未发现显著相关性,但发现球囊霉素随土壤有机碳增加而增加,呈显著正相关。通过比较不同利用方式的土壤,本研究还发现林地土壤各粒径团聚体中的球囊霉素均不低于耕地和草地土壤,说明林地土壤较其他类型土壤更有利于球囊霉素的积累。

不同种植年限对核桃园土壤团聚体稳定性及其有机碳组分的影响

利用时空置换法,分析核桃栽培管理过程中土壤团聚体尺度下有机碳(SOC)及其组分(活性碳、惰性碳)的演变特征,为我国核桃园可持续发展提供科学依据。采用“合适湿度”干筛法和改良Walkley-Black法,以河北省绿岭果业有限公司核桃基地3个种植年限核桃园(7、14、21年)及临近未种植核桃的荒地为研究对象,分析不同种植年限核桃园土壤团聚体分布和SOC及其组分的差异。结果表明:(1)随种植年限的增加,核桃园表层(0~40 cm)土壤>2和<0.25 mm团聚体比例分别表现出增加与降低的趋势,从而导致土壤团聚体平均重量直径(MWD)随之增加(增幅为2.3%~18.2%);同时,0~20 cm土层团聚体MWD值显著高于20~40和40~60 cm土层。(2)表层土壤中大粒径(>2和2~0.25 mm)团聚体SOC(包括活性碳、惰性碳)含量、活性及全氮含量基本表现出随种植年限增加而增加的趋势,而深层(40~60 cm)土壤及<0.25 mm团聚体中的上述指标(如SOC含量、活性及总氮含量)对种植年限响应不敏感。(3)SOC(包括活性碳、惰性碳)含量、SOC活性、全氮含量、碳氮比值均随团聚体粒径降低或土壤深度增加呈现出降低的趋势。综上所述,长期(>14年)种植核桃可增加土壤团聚体稳定性,有利于大粒径团聚体SOC积累,并提高SOC活性,而<0.25 mm团聚体及深层土壤较少受到影响。

柑橘大豆间作对土壤团聚体结构及其有机碳、氮分布的影响

探讨柑橘大豆不同间作年限下土壤团聚体结构及有机碳、氮分布差异,旨在为果园土壤改良提供参考。通过田间定位试验设置清耕区(CK)、柑橘间作大豆1年(T1)、柑橘间作大豆2年(T2)和柑橘间作大豆3年(T3)4个处理,测定土壤团聚体组成、稳定性、有机碳和全氮等指标。结果表明:①与清耕柑橘园相比,柑橘间作大豆的土壤>0.25 mm大团聚体含量提高了19.58%~22.29%;②柑橘间作大豆的土壤团聚体稳定性特征表现为:T3>T2>T1>CK;③团聚体粒径中的有机碳和全氮含量表现为>5 mm粒径最高,<0.25 mm粒径含量最低,柑橘间作大豆的土壤C/N值较清耕区提高了1.16倍~1.19倍;④土壤团聚体组成与团聚体有机碳和全氮含量的相关性显著,RDA分别解释99.32%和94.99%的差异信息,其中>5、5~2和0.5~0.25 mm粒径土壤团聚体是影响土壤有机碳和全氮含量变化的主要环境因子。总体而言,柑橘园行间间作大豆可增加土壤肥力,改善土壤团聚体结构,是一种可持续农业发展模式。

长期紫云英还田与化肥配施对土壤团聚体中黏粒矿物组成的影响

在湖南南县长期紫云英-双季稻轮作试验的基础上,选择单施紫云英(MV)、单施化肥(F100)和紫云英配施全量化肥(MV+F100)处理,研究不同施肥处理下土壤大团聚体(>250μm)、小团聚体(53~250μm)、粉黏粒(2~53μm)及<2μm团聚体的黏粒组分(100~2000、25~100 nm)中矿物的类型、含量和分布特征。结果表明,不同处理各粒级团聚体黏粒组分中的矿物组成相似,主要以伊利石和高岭石为主,包含少量蛭石和1.4nm过渡矿物。MV和MV+F100处理中,相比于<2μm团聚体,大团聚体、小团聚体及粉黏粒中100~2000 nm组分高岭石含量有所降低,蛭石含量增加。与MV相比,MV+F100处理明显增加了<2μm团聚体颗粒中伊利石的相对含量,以及各粒级团聚体颗粒中蛭石的相对含量。随着各团聚体黏粒组分由100~2000nm减小至25~100nm,黏粒矿物的类型减少,伊利石的相对含量显著提高,高岭石含量降低且结晶度变差。与F100相比,MV+F100处理中各粒级团聚体100~2000 nm颗粒的硅铝率明显降低,出现脱硅富铝化现象。

贺兰山不同坡向和海拔梯度土壤团聚体组成和稳定性变化特征及其影响因素

认识山地土壤团聚体稳定性的空间分异规律,对山地生态系统功能评估与土壤侵蚀防治具有重要意义。为探究干旱区山地土壤团聚体稳定性空间变化特征及其影响因素,选取贺兰山不同坡向(西北、东南、东北和西南)和海拔梯度(1300—2800 m)的表层(0—10 cm)和表下层(10—20 cm)土壤为研究对象,测定了土壤水稳性大团聚体和微团聚体组成,分析了土壤团聚体稳定性的空间分异特征,揭示了土壤团聚体稳定性与地形,植被和土壤性质之间的关系。结果表明:研究区土壤以>2 mm和0.25—0.05 mm粒级团聚体为主。综合土壤粘粒分散系数(CDC)和粘粒分散率(CDR)分析,东北坡和西南坡土壤微团聚体稳定性较优于西北坡和东南坡。对于土壤水稳性大团聚体稳定性指数,东北坡团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)最低,分别为1.56 mm和0.44mm,土壤水稳性团聚体稳定性最差。随海拔升高,土壤CDC和CDR减小,团聚度(DOA)增大,表层土壤GMD呈上升的趋势,而表下层土壤MWD和GMD值减小。冗余分析表明土壤理化性质是影响不同海拔和坡向下土壤团聚体稳定性的主要因素,其中土壤容重、毛管孔隙度、粘粒含量和交换性Mg2+是主要影响因子。