不同施肥处理对土壤水稳定性团聚体及有机碳分布的影响

以国家褐潮土16 a的长期肥料试验为平台(北京昌平),研究长期不同施肥对耕层土壤水稳定性团聚体及其有机碳的影响。主要研究结果:与耕种农田土壤相比,长期撂荒(CK0)可以提高水稳定性大团聚体的含量及其有机碳含量和储量。而农田耕作后,破坏了水稳性大团聚体,相应地增加水稳性微团聚体的含量。与长期不施肥种植作物(CK)相比,长期施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾配施有机肥(NPKM)和氮磷钾秸秆还田(NPKS)处理对水稳性团聚体数量分布和平均重量直径(MWD)有显著影响,其中对>2mm和0.25 2mm水稳性大团聚体的促进作用最明显,说明施肥处理增加的新碳主要向0.25 2mm和>2mm团聚体富集。在不同水平水稳性团聚体中,>2mm和0.25 2mm两个级别的水稳性大团聚体有机碳的含量显著高于0.0530.25mm和<0.053mm水稳性微团聚体。化肥与有机肥配施(NPKM)处理可提高水稳性大团聚体含量,改善土壤团聚体的结构。长期小麦-玉米→小麦-大豆复种轮作并施氮磷钾化肥的处理(NPKF)各级团聚体中有机碳的含量高于长期小麦-玉米轮作并施氮磷钾化肥的处理(NPK)。

干旱条件下AM真菌对植物生长和土壤水稳定性团聚体的影响

采用分室培养系统,模拟正常水分和干旱胁迫两种环境条件,探讨不同丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)生长和土壤水稳性团聚体的影响。试验条件下,Glomus intraradices对苜蓿根系的侵染率均显著高于Acaulospora scrobiculata和Diversispora spurcum接种处理。正常水分条件下,供试AM真菌均能显著提高植株生物量及磷浓度。干旱胁迫显著抑制了植株生长和菌根共生体发育,总体上菌根共生体对植株生长没有明显影响,接种D.spurcum甚至趋于降低植株生物量;同时,仅有G.intraradices显著提高了植株磷浓度。AM真菌主要影响到>2 mm的水稳性团聚体数量,以G.intraradices作用效果最为显著。在菌丝室中,G.intraradices显著提高了总球囊霉素含量。研究表明AM真菌对土壤大团聚体形成具有积极作用,而菌根效应因土壤水分条件和不同菌种而异,干旱胁迫下仅有G.intraradices对土壤结构和植物生长表现出显著积极作用。在应用菌根技术治理退化土壤时,需要选用抗逆性强共生效率高的菌株,对于不同AM真菌抗逆性差异的生物学与遗传学基础尚需进一步研究。

利用方式对红壤水稳定性团聚体形成的影响

本文研究了五种利用方式对红壤水稳定性团聚体形成的影响。结果表明，＞0．25mm水稳定性团聚体含量：林地＞旱地＞荒地＞茶园＞果园。水稳定性团聚体数量以及团聚的水稳定性均与有机质的含量呈正相关。红壤开垦后，有机质分解加快或补充减少是导致团聚体稳定性下降和水稳定团聚体减少的主要原因。同理，恢复和改良红壤结构性及结构稳定性的关键是增加有机质的投入。

耕作侵蚀对坡耕地土壤水稳定性团聚体和水分特征的影响

通过模拟顺坡耕作（短期连续耕作45次）的方法研究模拟长期耕作对不同景观位置水稳定性团聚体和水分特征曲线分布等特征的影响。研究结果表明：与对照地相比（等高耕作1次）,模拟顺坡耕作样地（试验地）通过连续耕作45次后导致上坡和下坡土壤剖面深度发生显著变化（P〈0.05）,在上坡减小55.16%,然而下坡土壤剖面深度增加了40.62%;在中坡部位没有发生显著变化（P〉0.05）。与对照地相比,试验地平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）在上坡部位分别减少29.61%和35.63%,在下坡,MWD和GMD值分别显著增加78.23%和93.48%,然而在中坡,试验地MWD和GMD值仅分别增加13.51%和12.28%。试验地土壤水贮量在上坡部位比对照地降低了49.38%。对照地与试验地水分特征曲线分布显著变化主要发生在上坡和下坡部位。比较对照地,试验地在上坡的低吸力段（0-330kPa）土壤持水能力明显降低,而下坡的高吸力段（330-15 000kPa）土壤持水能力显著增大。这些变化主要是由于耕作侵蚀导致不同景观位置土壤再分布而产生的土壤空间变异性。

砒砂岩与沙复配土生地·熟地中土壤有机碳及水稳定性团聚体含量的变化特征

[目的]探索种植对新生土壤中养分及土壤结构的影响。[方法]设置了3种不同比例砒砂岩与沙复配土,并且分别在生地和熟地两种条件下对小区内不同深度的土壤进行采样,测定有机碳含量和水稳定性团聚体质量分数。[结果]种植可以显著提高砒砂岩与沙复配土生地的有机碳含量,并且1∶2复配土的含量增加最大,其次是1∶5复配土,最后是1∶1复配土。熟地中,不同比例复配土中有机碳含量最多的是0-10 cm土层,大部分有机碳主要集中在0-20 cm土层中。生地中,3种复配土中〉0.25 mm水稳定性团聚体含量对比表现为1∶1复配土〉1∶2复配土〉1∶5复配土。熟地中,〉0.25mm水稳定性团聚体含量对比表现为1∶2复配土〉1∶5复配土〉1∶1复配土。3种复配土的分形维数与生地相比均有明显下降。[结论]对于砒砂岩与沙复配土这种新生土壤,种植可以显著提高土壤中的有机碳含量,改变土壤结构,改良土壤。

改良剂对粉砂质涂地土壤水稳定性团聚体形成和养分供应能力的影响

比较了国内外常用的3种结构改良剂(聚丙烯酰胺、β-环糊精和腐殖酸)对促进粉砂质涂地土壤水稳定性团聚体形成的效果,分析了应用结构改良剂对土壤养分供应能力的影响。结果表明,施用3种结构改良剂均可在一定程度上促进水稳定性团聚体的形成,水稳定性团聚体的数量随改良剂用量增加而增加。3种改良剂对水稳定性团聚体的改良效果由高至低顺次为:聚丙烯酰胺>β-环糊精>腐殖酸。聚丙烯酰胺和β-环糊精的适用量以0.20%为宜。施用腐殖酸对土壤氮、磷、钾养分供应影响不明显;但聚丙烯酰胺和β-环糊精可明显改变土壤养分的供应状况。对于施肥后再施用改良剂的土壤,土壤释放养分的能力有一定的减弱;而对于施改良剂后再施肥料,土壤对化肥中养分的吸持能力减弱,供肥能力增加。

8种耐盐植物与脱硫石膏对河套灌区盐碱土水稳定性团聚体的影响

为了探究种植不同耐盐植物配合施用脱硫石膏对河套灌区盐碱土水稳定性团聚体的影响,本研究在内蒙古河套灌区硫酸盐盐碱土上种植8种典型的耐盐植物,配合施用脱硫石膏,比较种植前后土壤水稳定性团聚体特征,以期筛选出适宜的耐盐植物。结果表明,种植耐盐植物后,<0.01 mm团聚体质量分数降低了44%~65%,而>0.25 mm和0.25~0.053 mm团聚体显著增加了95%~203%和21%~66%,0.053~0.01 mm团聚体质量分数没有发生显著的变化;各级团聚体有机碳和全氮显著提高,尤其是>0.25 mm水稳性团聚体,有机碳和全氮含量分别增加了13%~90%和75%~179%。不同耐盐植物存在明显的差异,其中多年生豆科植物的效果更为明显。>0.25 mm和0.25~0.053 mm团聚体质量分数与土壤pH、EC值、Na^(+)、Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)和Cl^(-)含量呈显著的负相关关系,但与有机碳和全氮含量呈极显著的正相关关系,而<0.01 mm团聚体质量分数则与之相反。可见,盐分离子决定小团聚体,而大团聚体取决于有机质含量,种植耐盐植物由于降低盐分含量,同时提高有机质含量,从而促进盐碱土矿质土粒团聚作用,形成较大的水稳定性团聚体,多年生耐盐植物柳枝稷、紫花苜蓿、草木犀等效果更好,可有效地改良本地区盐碱土。

长期向上耕作对坡耕地土壤水稳定性团聚体的影响

为了研究耕作侵蚀对坡耕地不同景观位置内土壤结构稳定性的影响。以常规顺坡向下耕作和长期向上耕作的坡耕地为研究对象,通过对土壤水稳定性团聚体、有机碳含量等指标的测定,分析了不同耕作方式引起土壤不同分布模式对水稳性团聚体特征空间变异性的影响。结果表明:长期向上耕作平均质量直径值(MWD)在不同景观位置均高于常规向下耕作。在坡耕地1m和20m位置,向上耕作MWD比向下耕作分别显著(p<0.05)增加了31.94%,23.54%,在5,10,15 m位置分别增加了0.87%,2.99%,3.03%。几何平均直径值(GMD)和>0.25 mm水稳性团聚体(WSA0.25)的变化趋势与MWD类似。两种不同耕作方式引起土壤结构特征显著变化主要发生在坡顶和坡底位置,而中坡仅仅起类似于传送带的作用传输来自上坡(向下耕作)或下坡(向上耕作)的土壤。向上耕作比向下耕作的团聚体破坏率(PAD)值降低了25.29%,表明向上耕作显著减少了对大团聚体(>0.25mm)的破坏程度。结果显示长期向上耕作显著减少了耕作侵蚀,增加了土壤结构稳定性。

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。

长期不同施氮量下黑土团聚体稳定性及有机碳含量的变化

为测定不同氮肥施用量对黑土团聚体组成及稳定性、有机碳含量及团聚体有机碳分布的影响,阐明黑土有机碳稳定性对不同施氮水平的响应机制,本研究在吉林省梨树县不同施氮水平长期定位试验田进行取样,以施氮水平不同设置5个处理,分别为T1(0)、T2(160 kg·hm^(-2))、T3(240 kg·hm^(-2))、T4(280 kg·hm^(-2))、T5(320 kg·hm^(-2)),分析长期不同施氮量下水稳性团聚体组成、团聚体结构特征、土壤总有机碳含量及团聚体有机碳分布的变化,探究酸化黑土有机碳含量影响特征。结果表明:随氮肥施用水平的升高,土壤碱解氮(AN)和全氮(TN)含量先增后减,T3处理含量最高,AN和TN分别比T1处理高24.90%、10.28%;土壤速效磷(AP)的含量呈下降趋势。随氮肥用量的提高,土壤团聚体呈现大粒径团聚体向小粒径团聚体转变的趋势,>2 mm粒径团聚体下降14.55%。土壤有机碳总量随施氮水平的提高呈先增后减的趋势,施氮量为280 kg·hm^(-2)有机碳含量最高;>2 mm和2~0.25 mm粒径团聚体有机碳含量较高;不同施氮水平下有机碳含量与团聚体稳定性特征的几何平均直径、土壤团聚体破坏率、不稳定团粒指数和土壤化学性质的相关度较高。研究表明:通过13 a连续施入不同水平氮肥,土壤有机碳含量随氮肥施用量的增加呈先增后减的趋势;氮肥施用量增加会显著降低土壤pH,土壤团聚体有机碳主要分布在2~0.25 mm粒径中。

喀斯特退耕地不同植被恢复阶段土壤团聚体稳定性特征

[目的]探究黔中喀斯特地区黄壤和石灰土发育区耕地退耕对土壤结构和稳定性的影响,为喀斯特区水土流失防治和退耕地恢复植被效益评价提供理论依据。[方法]基于干湿筛法,对耕地(YM)和退耕后不同植被恢复阶段草地(CD)、灌丛(GC)、林地(LD)浅层(0—30 cm)土壤团聚体组成和稳定性差异特征进行了研究。[结果]两种土壤类型发育区土壤机械团聚体含量随粒径减小而降低,水稳性团聚体含量随粒径减小先降低后上升,且土壤机械团聚体均以>1 mm为主,黄壤和石灰土占比分别为82.45%,84.01%;水稳性团聚体以>2 mm为主,占比分别为53.53%,54.61%。黄壤团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)随土层深度增加而降低,石灰土则相反;黄壤退耕地的团聚体稳定性相对于石灰土更好;两种土壤MWD,GMD总体上均为YM最低,土壤结构破坏率(PAD)最高,即YM土壤团聚体稳定性最低,不同退耕植被恢复阶段土壤团聚体稳定性相对于YM皆有所提高。黄壤土壤MWD与有机质含量(SOM)、全氮(TN)显著正相关,GMD与SOM显著正相关,PAD则是与粉粒显著正相关(p<0.05);石灰土MWD,GMD与砂粒、全钾(TK)显著正相关(p<0.05),和全磷(TP)极显著负相关,PAD与砂粒、TK极显著负相关,与TP极显著正相关(p<0.01),与黏粒显著正相关(p<0.05)。多因素方差分析结果表明:植被类型、土层深度和土壤类型均对土壤团聚体稳定性有显著(p<0.05)影响。[结论]在两种土壤发育区,退耕后不同植被恢复阶段土壤团聚体稳定性指标均高于耕地,可见退耕还林还草有效提高了土壤团聚体稳定性,增强了土壤抵抗侵蚀的能力,研究结果能为喀斯特区水土保持措施布设和退耕地效益评价提供理论依据。

梵净山不同海拔土壤团聚体稳定性及影响因素

[目的]阐明土壤团聚体稳定性的海拔分布模式及其影响机制对评估山地自然生态系统生态功能稳定性至关重要。[方法]在梵净山900~2100 m海拔梯度下采集不同土层深度的土壤样品,借助干湿筛法和冗余分析(RDA)方法探讨了土壤环境因子与土壤团聚体稳定性的关系。[结果]在0—60 cm土层,土壤团聚体主要以>0.25 mm水稳性大团聚体为主,平均含量为86.78%;在0—20 cm土层各海拔梯度差异显著,且中海拔1 500~1 800 m处显著高于1 800~2 100 m(p<0.05)。土壤团聚体MWD,GMD和D与海拔存在显著相关性,随海拔的升高土壤团聚体MWD和GMD均呈先升高后降低的单峰分布模式,在中海拔1 500~1 800 m处达到峰值;且在0—10 cm和10—20 cm土层,1 500~1 800 m的MWD和GMD分别为5.03,3.64和4.79,3.52,显著高于900~1 200 m和1 800~2 100 m(p<0.05)。冗余分析显示,土壤团聚体稳定性沿海拔梯度变化主要受土壤SOC和pH值的影响,解释度分别为76.3%和1.3%,是影响土壤团聚体稳定性的主要环境因子。[结论]梵净山山地森林生态系统土壤团聚体稳定性沿海拔梯度具有明显差异,土壤化学性质是影响团聚体稳定性的重要因素。

长期施肥对黑土和棕壤团聚体稳定性的影响及驱动因素

【目的】比较长期不同施肥措施对两种典型土壤(黑土和棕壤)团聚体分布和稳定性的影响,探究影响团聚体稳定性的关键因素,为缓解土壤结构退化提供理论支撑。【方法】依托34年黑土和45年棕壤长期定位试验,选取两定位点共有的不施肥(CK)、化肥(NPK)、化肥配施有机肥(NPKM)处理,以及黑土特有的化肥配施秸秆(NPKS)处理、棕壤特有的有机肥——猪厩肥(M)处理,采集0—20 cm土层土壤样品,测定土壤化学性质,采用湿筛法对土壤团聚体进行筛分。【结果】相比于CK,NPK处理下黑土和棕壤大团聚体(>0.25 mm)比例显著降低8.6%和11.3%,团聚体平均重量直径(MWD)分别显著减少18.6%和10.7%,说明单施化肥导致黑土和棕壤团聚体稳定性显著降低;NPKM和M处理下棕壤的MWD分别显著增加44.2%和17.9%,而NPKM处理下黑土MWD未发生显著变化,但NPKS处理下黑土MWD显著提高11.8%,说明在棕壤中施用猪厩肥,黑土中秸秆还田是提高团聚体稳定性的重要措施。土壤团聚体的稳定性主要受土壤化学性质的影响。长期施用化肥(NPK)导致黑土和棕壤的pH和交换性钙、镁离子(Ca^(2+)、Mg^(2+))降低,阻碍了大团聚体的形成和稳定。施用有机物料(M、NPKM、NPKS)抑制了土壤pH的降低,提高土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)的含量,促进有机碳与铁铝氧化物、钙镁离子的结合,推动了黑土和棕壤颗粒的团聚过程,进而维持和提高了团聚体的稳定性。综合分析表明,影响黑土团聚体稳定的因素从大到小依次为络合态氧化铝(Al_(p))、Ca^(2+)、POC、pH、MAOC,其中黑土团聚体稳定性与Al_(p)显著负相关,与其余因素显著正相关。影响棕壤团聚体稳定性的关键因素从大到小依次为POC、络合态氧化铁(Fe_(p))、pH、Mg^(2+)、Ca^(2+)、无定形态氧化铝(Al_(o))、Al_(p)、无定形态氧化铁(Fe_(o)),其中棕壤团聚体稳定性与Al_(o)和Fe_(o)显著负相关,与其他因素显著正相关。【结论】化肥配施有机物料(猪厩肥、秸秆)可以抑制土壤酸化,通过增加土壤POC和Ca^(2+)含量,提高黑土和棕壤团聚体的稳定性,是延缓土壤结构退化的重要施肥措施。

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。

化肥有机肥配施对黑土团聚体稳定性及其富里酸结构的影响

为探讨化肥有机肥配施对黑土团聚体稳定性及其富里酸结构的影响,依托中国科学院海伦农业生态试验站2001年设置的长期定位试验,分析不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥+15000 kg·hm-2有机肥(NPKM1)及化肥+22500 kg·hm-2有机肥(NPKM2)处理对土壤团聚体稳定性、团聚体富里酸结构及光学特性的影响。结果表明:(1)化肥有机肥配施显著提高了0~40 cm土层>0.25 mm团聚体分布比例,增强了土壤团聚体稳定性;与CK相比,NPKM1和NPKM2处理的0~20 cm土层>0.25 mm团聚体分布比例分别增加6.2%~26.3%和8.4%~50.2%。(2)土壤各粒径团聚体富里酸包含类富里酸、类胡敏酸和类蛋白质共3种荧光组分,化肥有机肥配施提高了类富里酸、类胡敏酸组分荧光强度及百分比和类蛋白质组分荧光强度,降低了类蛋白质组分荧光强度百分比;与CK相比,NPKM1和NPKM2处理>0.25 mm团聚体富里酸的类富里酸和类胡敏酸组分荧光强度分别提高7.0%~30.5%和12.8%~45.4%。同时土壤各粒径团聚体富里酸均受自生源和外生源共同作用的影响(FI(荧光指数)>1.4,0.8<BIX(自生源系数)<1.0),呈现强腐殖化和新近自生源特征(3.0<HIX(腐殖化指数)<6.0)。(3)土壤各粒径团聚体富里酸的SUVA 254、SUVA 280和E 4/E 6值随有机肥施用量增加而增加,芳香性增强,分子结构变简单。相关性分析表明,土壤团聚体富里酸荧光组分、芳香性(SUVA 254)、腐殖化程度(HIX、E 4/E 6)是影响团聚体稳定性的重要因素。因此,化肥有机肥配施通过增加团聚体富里酸荧光组分强度,提高团聚体芳香性和腐殖化程度,进而提高土壤团聚体稳定性。

放牧强度对高寒草地土壤团聚体稳定性及有机碳含量影响

土壤团聚体与土壤有机碳固存密切相关。本研究依托青藏高原高寒草地家畜系统适应性管理技术平台,系统研究了0~30 cm土层不同放牧强度对土壤团聚体稳定性和有机碳含量影响。结果表明,与禁牧对照相比,中度放牧处理下0~10 cm土层(表层)土壤大团聚体质量分数和平均重量直径(Mean weight diameter,MWD)分别提高了13.43%和12.50%。所有放牧处理均降低了10~30 cm土层(亚表层)土壤大团聚体质量分数和MWD。与对照相比,中度放牧下表层土壤大团聚体有机碳含量显著降低了8.02%;中度和重度放牧处理下,亚表层土壤大团聚体有机碳贡献率分别降低了29.85%和32.75%。MWD与大团聚体质量分数和有机碳贡献率呈显著正相关,与微团聚体和粉粘粒团聚体质量分数及有机碳贡献率呈显著负相关。该研究表明放牧强度对亚表层土壤团聚体特征的影响高于表层土壤,这为探究放牧管理对高寒草地土壤质量和结构影响提供理论基础。

黑龙滩水库消落带植被恢复模式对土壤水稳性团聚体组成及其稳定性的影响

[目的]为阐明水库消落带不同植被恢复模式对土壤水稳性团聚体组成及其稳定性的影响。[方法]以川中丘陵区黑龙滩水库消落带人工恢复与自然恢复植被下的土壤为研究对象,利用湿筛法测定分析土壤水稳性团聚体组成特征及其稳定性指标。[结果]消落带土壤>0.25 mm水稳性大团聚体含量与未淹水对照相比降低4.21%,其中,自然恢复植被下土壤水稳性大团聚体含量较对照下降12.27%,人工恢复植被下大团聚体含量较对照增加3.84%;不同植被恢复模式下土壤水稳性团聚体组成差异显著(p<0.05),人工恢复植被下土壤大团聚体含量(69.48%)显著高于自然恢复模式(43.20%);消落带土壤水稳性团聚体稳定性随水位高程增加而升高,团聚体稳定性指标>0.25 mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)人工恢复模式下均大于自然恢复模式,团聚体分形维数(D)、土壤可蚀性因子(K)与团聚体破坏率(PAD)人工恢复模式小于自然恢复模式,表明人工恢复模式下土壤水稳性团聚体稳定性、土壤抗蚀性高于自然恢复模式。[结论]黑龙滩水库消落带在淹水后土壤团聚体稳定性下降,但人工恢复模式能有效改善土壤团粒结构,研究结果可为黑龙滩水库消落带土壤结构稳定性评价及植被恢复提供科学依据。

露天矿排土场接种AMF对3种植物根系发育与土壤团聚体稳定性的影响

[目的]探究丛枝菌根真菌(AMF)对植物根系和土壤团聚体稳定性的影响规律,为露天矿排土场生态修复提供理论基础。[方法]对复垦3年的紫穗槐、沙棘、柠条3种植物的对照和接菌样地的土壤理化性质、土壤酶活性、植物根系形态、土壤团聚体稳定性等指标进行采样和测定,并进行相关性分析。[结果]3种植物接菌处理能够显著提高植物根系的平均直径,接菌样地是对照的1.33~2.24倍;在压实土壤条件下,菌丝可能一定程度上代替植物细根系为植物提供水分和养分,使紫穗槐和沙棘样地接菌降低了根系的总根长。接菌显著提高了土壤酶活性,增加了土壤有机质含量,碱性磷酸酶活性最高提高了335.62%,脲酶活性最高提高了44.73%,易提取球囊霉素含量最高提高了82.56%,土壤有机质含量最高提高了64.74%。接菌通过增加土壤有机质含量,提高土壤酶活性等途径,显著增强了土壤团聚体的稳定性,平均重量直径提高了24.14%~34.29%,团聚体破坏率降低了18.25%~24.35%。[结论]露天矿排土场接种AMF能够显著提高土壤生物活性,提高养分含量,促进植物根系发育,从而提高土壤团聚体的稳定性。

2种马尾松混交林土壤微生物特性及其与团聚体稳定性耦合关系

【目的】探究2种马尾松人工混交林间土壤微生物群落结构差异,以及2种林分土壤团聚体稳定性与其微生物群落结构、土壤酶活性的耦合关系。【方法】以三峡库区马尾松杉木混交林和马尾松杉木栎类混交林为研究对象,通过比较分析0~10 cm土层的不同粒径土壤团聚体微生物群落结构及微生物生长代谢现状,探究影响团聚体稳定性和微生物群落结构的主要影响因素。【结果】(1)2种马尾松混交林之间的土壤团聚体稳定性、微生物总生物量及其群落多样性均无明显差异;(2)从酶化学计量特征来看,2种马尾松混交林土壤微生物生长代谢受到磷(P)限制;(3)土壤丛枝菌根真菌、放线菌和革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的生物量在不同粒径土壤团聚体之间无明显差异;(4)土壤全钾含量对微生物群落结构影响程度最大。大团聚体中N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)活性是驱动土壤团聚体稳定性的关键因素。【结论】为提高三峡库区马尾松林地土壤质量,应多关注NAG活性对环境变化的响应。为缓解P限制对植被生长发育的影响,可在马尾松人工林中营造P分配能力更强和P利用效率更高的树种。

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。