土层复配方案对治沟造地新增耕地土壤肥力的影响

新增耕地质量的提升对于延安“治沟造地”项目实施后耕地的有效利用意义重大。为探索一种快速改良“治沟造地”新增耕地质量的有效方法,该研究在延安羊圈沟流域((109°31′~109°71′E,36°42′~36°82′N))开展了为期4 a的新造耕地土层复配试验。试验基于红黏土(Red Clay,RC)和马兰黄土(Malan Loess,ML)结构上的互补性,利用不同比例的RC和ML对新造地块0~30 cm的土层进行复配重构(T0,未复配的原状土;T1,100%的RC;T2,83.3%的RC和16.7%的ML;T3,66.7%的RC和33.3%的ML;T4,50%的RC和50%的ML;T5,33.3%的RC和66.7%的ML;T6,16.7%的RC和83.3%的ML;T7,100%的ML),通过对土壤的理化性质和作物生长情况的分析,结合主成分分析,探索了不同土层复配方案对土壤肥力和作物产量的影响。结果表明:T2和T3处理>0.25 mm水稳性团聚体分别较对照组T0显著提高了13.7、15.2倍;T3处理>0.25 mm水稳性团聚体的几何平均直径(Geometric Mean Diameter,GMD)和平均重量直径(Mean Weight Diameter,MWD)较T0处理分别增大20.9%和29.1%,而容重较T0处理减小11.1%,孔隙度增大15.3%。T3处理有机质和硝态氮含量较T0处理分别增加了24.5%和100%;T2、T3处理有效钾较T0处理分别增加了29.3%和17.6%。主成分分析结果显示,土体结构是土壤肥力形成的结构基础,土壤养分是土壤肥力的重要组成部分,二者共同决定土壤的肥力状况;综合评价结果显示各处理土壤肥力综合得分由高到低依次为T3、T2、T1、T5、T6、T4、T7、T0。T3处理玉米具有最大地上生物量和千粒质量,且玉米产量也相对较高。综合土壤肥力和玉米生长状况,认为当RC为66.7%,ML为33.3%时,复配方案相对较优,能提高土壤的肥力。试验初步表明土层复配是一种可行的快速营造高质量土壤的技术方法,研究为提升“治沟造地”工程新增耕地质量及今后类似土地整治工程的实施提供实践参考。

不同土层复配方案对土壤水稳性团聚体及有机质的影响

为探究"治沟造地"重大工程项目(GLCP)中新增耕地快速改良的方法,达到营造良好土壤、提升新增耕地生产能力的目的,以延安羊圈沟流域的GLCP为背景,利用马兰黄土(ML)和红黏土(RC)对新造耕地0~30 cm土层进行复配试验。结果表明:当RC为20 cm、ML为10 cm(T3处理)时,复配层土壤孔隙度较对照处理增加了16.7%,容重下降了11.1%。与对照组相比,T3处理0~10、10~20、20~30 cm土层中>0.25 mm水稳性团聚体含量(W0.25)显著增加,分别增加了11.8、12.3倍和27.9倍;T2(RC为25 cm、ML为5 cm)、T3处理更利于大团聚体的形成,较对照组除在0.25~0.5、0.5~1 mm的粒级有较大增加外,在2~5 mm和>5 mm粒径范围也有明显增加。0~20 cm土层中,即使在考虑对照组前期土壤有机质积累的情况下,T3处理的土壤有机质也与对照组相近甚至更高,且高于其他试验组,表现出更好的有机质赋存能力。T3处理的玉米生长状况较好,其地上生物量最高,较对照组提高了23.9%。研究表明,当复配土壤RC为20 cm、ML为10 cm时,土壤具有最佳的性状和生产力。试验初步证明土层复配是一种可行的快速营造高质量土壤的方法,该方法可为GLCP新造地的改良及类似土地整治工程的实施提供实践参考。