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。

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。

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。

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。

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。

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.

不同筛分方式对土壤团聚体及土壤微生物群落的影响

探究土壤团聚体组成、稳定性、有机碳含量及微生物数量在不同土壤筛分方式下的变化,对团聚体筛分方式进行优化。以黑土为研究对象,设置不同筛分方式处理,比较干土干筛、干土湿筛、润土干筛、润土湿筛4种筛分方式的优缺点。结果表明,润土干筛比干土湿筛处理≥2 mm粒径的土壤团聚体高出约85.97%,而在2~0.25、≤0.25 mm粒级中团聚体所占比例最高的干土湿筛比最低的润土干筛分别高出约80.90%、91.82%。>0.25 mm水稳性团聚体含量(R0.25)在润土干筛下达到最高,为99.35%,该指标与土壤团聚体稳定性成正相关,其值越高则表示土壤抗蚀能力越强。干土湿筛处理下各粒级团聚体土壤有机碳分布平均。干土湿筛处理下,土壤细菌和放线菌的数量最高。而润土干筛处理下土壤真菌数量较高,与润土湿筛、干土干筛、干土湿筛3个处理方式相比有显著性差异。综上发现,干土湿筛处理下土壤团聚体稳定性更好,土壤微生物数量较高,在一定程度上对土壤结构、土壤质量起到优化的作用。

玉米多品种间作对土壤团聚体组成和稳定性的影响

为阐明玉米多品种间作对土壤团聚体组成和稳定性的影响,通过为期2 a的田间试验,测定并分析了单品种单播(T1)、两品种间作(T2)、三品种间作(T3)和四品种间作(T4)下根质量密度(RMD)、根长密度(RLD)与土壤团聚体粒级和稳定性指标[大于0.25 mm粒径团聚体含量(R_(>0.25))、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)]的变化规律。结果显示,与单品种单播相比,间作处理(T2~T4)的RMD、RLD、MWD、GMD、R_(>0.25)均呈递增趋势。与T1相比,T2、T3、T4处理的RMD分别显著(P<0.05)提高232%、657%、702%,RLD分别显著提高515%、1508%、1531%;干筛法测定的R_(>0.25)分别显著提高0.65、0.89、1.02百分点,MWD分别显著提高7.2%、10.7%、15.7%,GMD分别显著提高13.1%、21.1%、31.9%;湿筛法测定的R_(>0.25)分别显著提高4.34、9.42、11.81百分点,MWD分别显著提高19.6%、41.2%、54.9%,GMD分别显著提高27.0%、64.9%、87.8%。综上,玉米多品种间作可通过提高根质量密度和根长密度等根系特征,改善土壤团聚体的粒径分布及其稳定性。

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。

希拉穆仁草原不同放牧强度对植被群落特征和土壤团聚体的影响

[目的]为探究草原不同放牧强度下植被群落的改变,解析群落特征变化对土壤团聚体的影响。[方法]以希拉穆仁荒漠草原控制放牧试验区为研究对象,采用野外调查、室内分析相结合的方法,分析轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)和禁牧(CK)下植被群落特征和土壤团聚体特征及二者的关系,揭示植物群落变化对土壤团聚体的影响。[结果](1)植物群落物种数随放牧强度的增加而增加,LG的群落Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Simpson优势度指数(D)显著低于其他放牧强度(p<0.05)。地上生物量随放牧强度的增加而降低,HG的地上生物量显著低于其他放牧强度(p<0.05)。不同放牧强度下地下生物量差异显著,且不同土层的地下生物量均以LG最高。(2)平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)的变化趋势与大团聚体含量一致,在0—5,5—10 cm土层表现为随放牧强度的增加先增加后降低再增加(LG最高、MG最低)。(3)群落Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Pielous均匀度指数(J′)、地上生物量、容重是影响大团聚体含量、MWD和GMD的显著性因子(p<0.05)。[结论]放牧强度对土壤团聚体稳定性具有负反馈调节作用,主要通过影响植被群落多样性指数(H′和J′)、地上生物量、土壤容重的变化而引起土壤团聚体稳定性的变化。该结果为希拉穆仁草原放牧强度选择及生态恢复工作提供理论支撑和科学依据。

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。

不同花生轮作模式对土壤团聚体碳组分的影响

探究不同花生轮作模式对土壤团聚体粒径分布以及团聚体碳组分含量的影响,2017-2021年于山东烟台,以当地典型作物轮作模式冬小麦-夏玉米一年两作(WM)和春花生一年一作(CP)为对照,设置3种花生轮作模式,即冬小麦-夏花生一年两作(WP)、春花生→冬小麦-夏玉米两年三作(PWM)和冬小麦-夏花生→冬小麦-夏玉米两年四作(WPWM),研究种植模式对土壤团聚体组成和团聚体总有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳含量的影响。结果发现:(1)相较于CP模式,PWM和WPWM模式下0~40 cm土层1~2 mm粒级团聚体百分含量分别显著提高14.75~21.25和12.47~16.17个百分点,且WPWM模式更有利于提高土壤团聚体的平均重量直径;(2)除0.25~0.5 mm粒级外,WPWM模式下0~40 cm土层各粒级团聚体有机碳含量均显著高于CP模式;WP和WPWM模式下0~20 cm土层1~2 mm、<1 mm粒级团聚体有机碳贡献率均显著高于CP模式;(3)WPWM模式下,0~20 cm土层>5 mm、0.5~1 mm和<0.25 mm粒级团聚体可溶性碳含量较对照(CP和WM)分别显著提高50.75%~81.18%、100.12%~120.12%、69.44%~90.07%;(4)WPWM模式下,0~40 cm土层团聚体微生物量碳含量较对照(CP和WM)模式提升最大;20~40cm土层,与对照(CP和WM)相比,PWM、WP、WPWM模式均显著提高1~2 mm团聚体微生物量碳贡献率。(5)有机碳与可溶性碳、微生物量碳及可溶性碳与微生物量碳在2~5 mm、1~2 mm、0.5~1 mm团聚体中均显著相关。综合而言,WPWM模式,即冬小麦-夏花生→冬小麦-夏玉米两年四作的模式可提高0~40 cm土层的平均重量直径、细大团聚体(1~2 mm)含量以及1~2 mm粒级团聚体中有机碳、可溶性碳、微生物量碳的含量和贡献率,有助于改善土壤结构,更符合绿色低碳发展需求。

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。

陇中黄土高原不同类型土壤团聚体稳定性及抗蚀性研究

以陇中黄土高原地区黄绵土(LS)、灰钙土(CS)、红黏土(RC)和灌淤土(SS)四种典型土壤为研究对象,探讨不同土壤类型农田土壤团聚体稳定性和抗侵蚀能力。本研究采用干筛-湿筛法得到不同粒级团聚体比例,来计算水稳性团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、颗粒分形维数(D)、团聚体破坏率(PAD)、>0.25 mm占比[M_((w>0.25))]和土壤可蚀性因子K值。结果表明,水稳性团聚体平均质量直径红黏土和灌淤土显著性大于黄绵土和灰钙土,几何平均直径红黏土>灌淤土>黄绵土>灰钙土,分别为0.41、0.30、0.23和0.21 mm,各土壤类型间差异性显著;颗粒分形维数灰钙土最大,红黏土最小,分别为2.97和2.90;湿筛对土壤团聚体的破坏率红黏土和灌淤土显著小于黄绵土,黄绵土最大;>0.25 mm水稳性团聚体占比最大的是红黏土,为45.87%,灌淤土次之,黄绵土最小,为23.53%。相关性分析结果表明,土壤团聚体稳定性各指标间的相关性良好,其中MWD与GMD、M_((w>0.25))呈极显著正相关(p<0.01),与D、K呈极显著负相关(p<0.01),与PAD呈显著负相关(p<0.05);GMD与其他土壤团聚体各项指标均表现出极显著相关性(p<0.01);土壤有机质与土壤稳定性各指标之间也呈现出极显著相关性(p<0.01)。结论表明,土壤抗蚀性红黏土灌淤土较好,黄绵土居中,灰钙土最差。研究结果可为陇中黄土高原地区不同土壤类型农田土壤抗侵蚀能力提供参考,对黄土高原土壤水土保持功能的提升及水土保持效应的持续稳定发挥具有重要意义。

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。

丛枝菌根真菌对3种水土保持草本植物生长和土壤团聚体的影响

【目的】筛选出红壤区最优水土保持草本植物与丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)组合,提升红壤侵蚀区坡面水土流失治理水平。【方法】选择优良水土保持植物白三叶(Trifo-lium repens)、百喜草(Paspalum notatum)和雀稗(Paspalum thunbergii)在温室进行盆栽试验,设接种摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)及不接种(对照)3种处理,测定3种植物的AMF侵染率、地上、地下生长指标及土壤团聚体情况。【结果】接种AMF可显著促进3种植物的地上部生长,对百喜草和白三叶的促生效果显著(P<0.05);接种AMF可显著增加白三叶根长、根体积、根系分叉和根冠比数等,促进其根系生长发育;白三叶对AMF根冠比的生长响应及菌根依赖度优于另外2种植物;接种AMF显著提高了白三叶土壤水稳性团聚体含量。【结论】白三叶具有较高菌根侵染率,能与AMF共生,获得更加发达的根系和良好的长势,有效促进植被-土壤相互作用,增强调控坡面侵蚀的能力。

粪肥施用对土壤团聚体的影响——Meta分析

粪肥施用为土壤输入大量有机质与养分,能影响土壤团聚体的形成和稳定性,大部分研究主要认为粪肥施用促进土壤大粒径团聚体的形成(marcoaggregate,≥0.25 mm),但进一步细分是对大团聚体(large marcoaggregate,>2 mm)还是小团聚体(small marcoaggregate,2~0.25 mm)的影响更大,研究存在较大差异。本文使用Meta分析收集了36篇相关文献,共267个团聚体数据,发现施用粪肥能显著增加土壤大团聚体和小团聚体含量,分别增加了95%和17%,同时减少了土壤微团聚体(microaggregates,0.25~0.053 mm)和土壤粉黏颗粒(silt-plus and clay-size particles,<0.053 mm)含量,分别减少了14%和20%。本文还从土壤因素、粪肥因素、气候因素3个角度的解释变量来分析粪肥施用对土壤团聚体影响不同的原因,结果发现土壤类型、土壤pH、粪肥种类和年均气温、年均降水量是造成不同研究结果差异的主要原因。

土壤团聚体对土壤微生物群落影响的研究进展

土壤团聚体既是组成土壤的重要组分,也是土壤结构的基本单元和土壤质量评价的重要指标。土壤微生物是土壤中不可或缺的组分之一,其对土壤中矿质养分的释放、物质转换、养分循环等过程都起着重要的作用,土壤团聚体是微生物在土壤中最主要的生存环境,土壤中发生的物质转换与能量循环大多在土壤团聚体内。因此,对土壤团聚体与土壤微生物进行深入分析,厘清它们之间相互的作用机制是十分必要的。综述了土壤团聚体及其对土壤微生物群落影响的研究进展,以期为今后在相关领域的研究提供理论依据。