东北典型黑土坡耕地不同坡位土壤团聚体特征分析

“漫川漫岗”是东北黑土区典型地貌,其典型黑土土壤结构受径流、冻融等作用影响。为探明东北黑土坡耕地土壤团聚体分布特征,选取坡耕地的坡下、坡中、坡上位置采集土壤样品,测定不同坡位下水稳性团聚体粒径分布、稳定性指标及土壤性质,分析水稳性大团聚体与土壤pH、有机质、钙镁比关系及稳定性指标与团聚体粒径关系。结果表明,不同坡位下水稳性团聚体粒径分布均表现为<0.25 mm团聚体含量占比最高,>2 mm团聚体含量占比最少。<0.25 mm团聚体表现为坡下位显著高于坡中位及坡上位(P<0.05),0.25~0.5 mm、0.5~1 mm、1~2 mm、>2 mm团聚体均表现为坡上位显著高于坡下位(P<0.05)。平均重量直径和几何平均直径均表现为坡上>坡中>坡下,其中坡下位与坡上位、坡中位存在显著差异(P<0.05),团聚体水稳性表现为坡上>坡中>坡下。平均重量直径、几何平均直径均表现为与>0.25 mm团聚体呈正相关,与<0.25 mm团聚体呈负相关,其中受>2 mm团聚体影响最大(P<0.01)。有机质、pH、钙镁比均与>0.25 mm团聚体呈正相关关系(P<0.05)。因此,典型黑土坡耕地较高的有机质含量、pH、钙镁比有利于土壤团聚,促进>0.25 mm团聚体形成,提高团聚体水稳性。

秦岭中段北麓农耕地秸秆还田对土壤团聚体及可蚀性季节性变化的影响

选取秦岭中段北麓陕西关中地区典型农业土壤塿土,添加小麦、大豆、玉米秸秆,并选择无秸秆添加作为对照。秸秆混入375 d,共采集样品11次,探究秸秆混入对团聚体特征及可蚀性季节性变化的影响。结果表明:(1)土壤有机质呈现明显的季节性变化,随着秸秆混入时间的延长,土壤有机质含量呈上升趋势;与混入前相比,实验结束时添加小麦、大豆、玉米秸秆的处理有机质含量分别提高了19.56%、18.28%、18.61%。(2)秸秆混入降低了小于1 mm团聚体比例,增加了大于1 mm团聚体占比;与混入前相比,实验结束时添加小麦、大豆和玉米秸秆三种处理的平均重量直径(MWD)分别提高了67.31%、68.53%、56.98%,几何平均直径(GMD)分别提高了45.77%、35.00%、40.25%。(3)与裸地相比,混入秸秆样地的土壤可蚀性值均显著降低,添加小麦、大豆、玉米秸秆处理的土壤可蚀性平均值分别降低了28.92%、23.33%、26.40%。研究结果探明了秸秆混入对土壤团聚体特征和土壤可蚀性的季节性变化的影响,对我国南北过渡带水土流失区农业生产实践具有重要的参考价值。

大豆玉米间作提高红壤团聚体中真菌群落结构和多样性

【目的】研究间作条件下不同粒径团聚体中真菌群落结构和多样性变化,从微生物学角度探究间作优势的机理。【方法】长期定位试验位于云南农业大学试验基地,始于2013年。供试玉米品种为乔单6号,大豆品种为滇豆7号,共设置4个处理:大豆玉米间作(MD)、玉米单作(MM)、大豆单作(DD)、裸地(CK)。在2021年8月玉米抽雄期,采集0—20 cm土壤样品,利用湿筛法筛分出2~1 mm、1~0.25 mm、<0.25 mm 3个粒径团聚体,测定各粒径团聚体含量和平均质量直径(MWD),分析各粒径团聚体中有机碳、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾的含量。采用高通量测序法,测定3个粒径团聚体中的真菌群落结构特征。【结果】与CK、DD、MM处理相比,MD处理显著提高了2~1 mm团聚体的含量及MWD,显著提高了2~1 mm团聚体中有机碳含量及1~0.25 mm、<0.25 mm团聚体中碱解氮含量。MD处理提高了2~1 mm和1~0.25 mm团聚体中真菌群落的Chao1指数和OTU数。在2~1 mm和1~0.25 mm团聚体中,MD处理的担子菌门(Basidiomycota)相对丰度较DD分别提高了85.7%和133.3%,较MM处理分别提高了194.1%和69.7%;壶菌门(Chytridiomycotal)相对丰度较MM处理分别提高了20.0%和333.3%。MD处理2~1 mm、1~0.25 mm和<0.25 mm团聚体中毛壳菌属(Chaetomium)相对丰度较MM处理分别提高了68.7%、80.0%和53.2%;2~1 mm团聚体中被孢霉菌门(Mortierellomycota)和被孢霉菌属(Mortierella)的相对丰度较MM处理分别增加了60.0%和72.4%。PCoA分析显示,真菌群落结构不同粒径间、处理间均存在显著差异(P<0.01)。RDA分析显示土壤有机碳、碱解氮、全氮与α多样性指数显著相关,热图表明团聚体中的担子菌门与土壤全氮、碱解氮、有机碳显著相关。【结论】土壤有机碳、碱解氮、全氮是改变真菌群落结构和多样性的主要驱动因子。与单作相比,大豆玉米间作促进了大团聚体的形成和稳定,显著提高大团聚体中有机碳含量和微小团聚体中的碱解氮含量,增加了大粒径团聚体中优势菌的相对丰度及多样性。因此,间作模式改变了团聚体的粒径分布,同时伴随着土壤真菌群落和多样性的改变,有利于改善土壤微环境,提升土壤质量,保持土壤健康。

秸秆还田对土壤结构和春玉米生长的影响

为探讨秸秆还田对旱地土壤结构和春玉米生长的影响,设置连续4 a的秸秆还田定位试验,测定土壤物理性质、结构、春玉米根系指标和产量的变化。结果显示,秸秆还田4 a后,≥0.25 mm团聚体的质量占比、团聚体平均质量直径、团聚体几何平均直径分别显著(P<0.05)增大了8.81%、12.61%、20.35%,团聚体稳定指数、团聚体不稳定系数分别显著增大了38.09%和6.85百分点,团聚体破坏率显著减小了8.49%,土壤容重显著降低了0.2 g·cm^(-3),总孔隙度、质量含水量和田间持水量分别显著增加了7.53、9.92、13.05百分点,耕层(0~20 cm)春玉米根干重、根表面积和根体积显著增加,产量显著提高24.58%。结果表明,长期秸秆还田改变了春玉米旱地的土壤结构状况,提高了土壤的保水性、通透性、团聚体的稳定性,改善了春玉米根系的生长环境,增产效果明显。

亚热带森林转换对土壤团聚体稳定性的影响

森林转换是影响土壤结构稳定性的重要因素。运用干、湿筛两种方法比较研究亚热带天然林转换为人工林后土壤团聚体粒径分布以及团聚体稳定性各个指标MWD(平均重量直径)、GMD(几何平均直径)和PAD(团聚体破坏率)在不同林型间的差异。结果表明:(1)干筛处理下两个林分全土层团聚体以>2 mm粒径为主,湿筛处理下粒径以0.25~2 mm为主。干筛处理天然林0~10 cm土层处>2 mm团聚体约占60%,人工林约占55%;湿筛处理下天然林0~10 cm土层处>2 mm团聚体约占45%,人工林约占23%。转换为人工林后>2 mm团聚体在0~10 cm土层处占比显著降低(P<0.05),降幅达58.18%。(2)干筛处理下不同森林类型相同土层的MWD和GMD值均无显著的差异(P>0.05);湿筛处理下天然林MWD、GMD值在所有土层均高于人工林,且该土层MWD值和GMD值在森林转换后下降幅度最大,分别达到45%和50%。团聚体PAD值变化范围在天然林中为11.07%~30.68%;在人工林中为15.17%~33.46%,森林转换后PAD值在0~10 cm土层显著增加72.91%(P<0.05)。(3)从母岩角度整合相关的研究发现:森林转换后MWD值在沉积岩发育的土壤中下降幅度最大。研究发现:森林转换对团聚体在全土层的粒径分布和稳定性的影响在不同的筛分方法之间得到的结果并不一致,表现为在不同的筛分方法处理下不同森林类型的不同团聚体粒径在全土层中的占比以及NWD、GMD和PAD指标在土层中的变化趋势存在差异。此外,0~10 cm表土的结构稳定性与土壤抗侵蚀能力密切相关,除森林转换对表土团聚体稳定性产生影响外,不同的团聚体筛分方法和母岩性质的差异也会对森林转换后表土的稳定性研究结果产生影响。

黄土丘陵区坡面植物斑块土壤团聚体

黄土丘陵区坡面退耕自然恢复演替,逐步形成了植物斑块与裸地斑块镶嵌结构,对土壤有机质、团聚体稳定性和空间异质性产生潜在影响。本研究选取黄土丘陵区退耕演替典型铁杆蒿(Artemisia gmelinii)群落和白羊草(Bothriochloa ischaemum)群落为对象,分别对群落内的植物斑块和裸地斑块土壤团聚体特征及有机质含量进行分析。结果表明:植物斑块与裸地斑块相比,>2 mm大团聚体含量、团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和有机质含量均有增加,团聚体分形维数较裸地斑块有所减少。其中,植物斑块下粒径>2 mm的大团聚体含量分别占比64.2%(铁杆蒿)和70.6%(白羊草),对应裸地斑块中分别只占49.5%和45.9%;湿筛处理下白羊草植物斑块的MWD最大,达到1.296 mm,有机质含量最高,为16.137 g·kg^(−1),相较于裸地斑块,分形维数减小了6.7%,GMD增加了22.6%。表明须根系的多年生禾草白羊草植物斑块对土壤稳定性效果较好。总体而言,植物斑块发展能够增加土壤稳定性。

准全球6—8月雨粒子谱和降水反射率因子分布特征分析

获得准全球雨粒子谱(DSD)特征对研究降水具有重要科学意义,并在测雨雷达探测反演降水中具有重要应用价值。利用2014—2020年6—8月美国航空航天局(NASA)戈达德飞行中心(GFSC)提供的2ADPR数据以及欧洲天气预报中心再分析数据(ERA5),分析了准全球DSD参数(粒子中值直径D0、粒子浓度参数dBNw)和降水反射率因子(PRF)的三维结构特征,并对不同纬度带及青藏高原地区DSD参数和PRF三维结构特征的区域差异及海陆差异进行了对比和讨论。结果表明:DSD参数D0和dBNw的空间分布型不同,表现为dBNw大值区(>35)具有小D0(<1 mm),而dBNw低值区(<30)具有大D0(>1.2 mm)。近地面各纬度带上陆地平均D0均大于洋面,但平均dBNw均小于洋面,且热带及北半球地域的海陆差异很大。PRF的垂直分布主要由D0决定,dBNw为次要因子。D0平均垂直分布廓线表明大、中、小降水粒子的主要微物理过程存在差异,dBNw的廓线表明高层平均降水粒子浓度小于低层。和陆地其它区域相比,青藏高原DSD参数和PRF的概率密度分布最为集中,且降水粒子尺度最小、浓度偏低。

香菇菌渣对不同质地土壤团聚体组成的影响

采用室内恒温培养试验研究了添加香菇菌渣对2种不同质地的土壤水稳性团聚体的组成和性状的影响,以探讨香菇菌渣对土壤物理状态的改善效果。结果表明:添加香菇菌渣主要增加了砂壤土直径1~2 mm和中黏土>3~5 mm团聚体含量。中黏土中添加w=1%的菌渣培养30 d即可明显改善团聚体性状,菌渣添加量w在15%以上时团聚体的平均重量直径和几何均重直径不再随着培养时长的增加而明显增大;砂壤土中菌渣添加量w=15%和30%时,随着培育时长增加,团聚体的平均重量直径和几何均重直径逐渐增大。香菇菌渣培育土壤能够有效改善团聚体状况,对质地较细土壤的改善效果强于质地较粗的土壤。

食用菌菌渣对黄褐土团聚体组成的影响

为探明不同碳氮比的食用菌菌渣对黄褐土团聚体组成和性状的影响,采用室内恒温培养试验分析了添加灰树花菌渣和双孢菇菌渣前后黄褐土水稳性团聚体的组成变化及性状指标之间的相关性。结果表明:添加菌渣主要增加了1~5 mm的水稳性团聚体百分含量,培养后1~5 mm团聚体百分含量在≥0.25 mm团聚体百分含量中占比增加了35.74%~52.88%;两种菌渣均能显著增大土壤团聚体的平均重量直径和几何均重直径,培养期内,灰树花菌渣15%和30%添加量处理的团聚体平均重量直径和几何均重直径始终显著大于1%和5%的处理,双孢菇菌渣培养30 d和60 d的处理中,团聚体性状指标随添加量变化规律不明显,培养90 d后,添加15%和30%的处理团聚体平均重量直径和几何均重直径显著高于低添加量处理;灰树花菌渣处理的团聚体性状各项指标与3~5 mm的大团聚体含量显著相关,双孢菇菌渣处理的团聚体性状指标与2~3、3~5 mm的较大团聚体和0.25~0.5、0.5~1 mm的较小团聚体含量都显著相关。研究表明,食用菌菌渣培育黄褐土能够改善土壤团聚体状态,菌渣的碳氮比是影响改善效果的重要因素,过高的碳氮比仅对大团聚体的形成有短效的作用效果,适宜的碳氮比是菌渣发挥土壤结构改良作用的重要条件。

不同土地利用方式土壤团聚体组成及几种团聚体稳定性指标的比较

为分析比较不同土地利用方式以及种植年限土壤团聚体质量,获得较灵敏的团聚体状况指标与研究方法,揭示人为活动对土壤质量的作用与影响,以关中地区不同种植年限的菜园土壤和果园土壤为研究对象,经干筛法测定团聚体的组成状况后分别用平均质量直径(MWD)、几何均重直径(GMD)、分形维数D以及矩法参数为指标,分析菜园土壤和果园土壤在系列时间的振动筛分过程中团聚体组成变异特征,结果表明:用MWD和GMD作为团聚状况指标,只有在适宜的振动筛分时间范围内才能基本反映各种性状土壤的团聚水平差异;用分形维数作为指标,表征各类土壤的团聚水平的可信性值得商榷;用矩法的理论和其中的偏倚系数Cs能够较为灵敏地表征各类土壤的团聚水平。同时,研究发现菜园土壤和果园土壤的团聚化水平均有随着种植年限的增加有先提高后降低的趋势。研究得出了矩法的偏倚系数能够更清楚地区分各土壤之间的团聚水平,为评价土壤团聚水平提供更为灵敏的指标。

不同耕作和种植模式对土壤团聚体分布及稳定性的影响

通过多年定位试验,研究黄土高原丘陵沟壑区不同耕作制度和种植方式对坡耕地土壤团聚数量、分布和稳定性的影响。结果表明,不同耕作方式下,免耕覆盖处理和免耕处理可明显增加土壤中大团聚体的含量,免耕覆盖处理有着相对更高的团聚体稳定性,并且更易形成>5mm水稳性团聚体;不同种植方式下,处理对大团聚体含量影响差异不显著。在同一耕作方式下不同种植方式的土壤大团聚体含量变化趋势不同。相关分析表明,大团聚体含量为土壤团聚体平均重量直径(MWD)产生影响的主要因素,容重对土壤团聚体平均重量直径亦有影响,团聚体破坏率只对水稳团聚体平均重量直径有影响。

不同栽培模式及施氮量对土壤团聚体的影响

通过长期定位试验研究了不同栽培模式（休闲,常规,覆草,垄沟覆盖）和施氮量（N0,N120,N240）条件下西北旱地土壤团聚体组成、稳定性及其与土壤有机碳、土壤水分、产量等的相关关系,结果表明：干筛法0.25~10mm团聚体含量垄沟覆盖显著低于常规和覆草栽培模式,而〉10mm的大团聚体显著高于常规和覆草模式,垄沟覆盖栽培促进0.5~5 mm团聚体向更大级别进一步团聚;干筛法0.25~10mm团聚体总量N240处理显著高于N0。湿筛法〉0.25 mm水稳性团聚体含量覆草和垄沟覆盖栽培显著高于常规,不同施氮量间无显著差异。干筛法团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）垄沟覆盖显著大于覆草和常规模式;水稳性团聚体MWD覆草模式显著大于常规,覆草模式GMD显著大于垄沟覆盖模式;不同施氮量下水稳性团聚体MWD差异不显著,N0处理的GMD显著大于N120、N240。覆盖栽培可以提高土壤团聚体的稳定性,不同施氮量间团聚体稳定性差异不显著。历年2m土层土壤贮水量平均值与水稳性团聚体GMD呈显著正相关,不同栽培模式主要通过影响土壤水分来影响土壤团聚体状况;历年平均产量与水稳性团聚体GMD呈显著负相关,说明干旱半干旱地区土壤水稳性团聚体直径应较小,利于提高土壤保水和水分有效性,进而促进作物产量的提高。

2种保护性耕作措施对农田土壤团聚体稳定性的影响

在2种保护性耕作措施（秸秆还田和免耕）的长期定位试验（湖北省武穴市和荆州市）基础上,通过湿筛法测定不同土层（0 20 cm和20 40 cm）的不同粒径（＞5 mm,2～5 mm,1～2 mm,0.5～1 mm,0.25～0.5 mm和＜0.25 mm）水稳性团聚体的含量,并对土壤团聚体平均重量直径（MWD）、平均几何直径（GMD）和分形维数（PSD）等进行分析,研究2种保护性耕作措施对农田土壤团聚体稳定性的影响.结果表明：秸秆还田和免耕处理均会影响土壤各级团聚体的分布状况,同时其也会增加农田表层（0-20 cm）土壤粒径＞0.25 mm团聚体的百分含量、MWD和GMD值,但是会降低PSD值.其中PSD与粒径＞0.25mm团聚体的含量呈极显著负相关性（武穴处理相关系数为-0.997,荆州处理相关系数为-0.993）,但是MWD和GMD与粒径＞0.25 mm团聚体的含量有显著正相关性.表明秸秆还田和免耕均会增强土壤团聚体的稳定性,有利于改善土壤结构.但秸秆还田处理的土壤粒径＞0.25 mm团聚体百分含量、MWD和GMD值均高于免耕处理,说明秸秆还田改善土壤结构的效果要优于免耕的.秸秆还田和免耕措施相结合,土壤结构改良效果最佳.武穴和荆州两地的保护性耕作措施对于粒径＞0.25 mm团聚体百分含量、MWD、GMD和PSD的影响基本一致.

不同轮耕模式对黄土高原旱作麦田土壤物理性状的影响

【目的】研究免耕、深松和翻耕两两组合而成的3种不同轮耕模式对黄土高原旱作麦田土壤物理结构与稳定性影响。【方法】于2007—2012年在陕西渭北旱塬麦田开展夏闲期免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕3种隔年交替的轮耕试验,测定土壤容重,并应用干筛和湿筛法分析土壤团聚体不同粒级含量、大小和分形维数。【结果】与耕作试验前相比,5年免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕处理在收获期0—60 cm土层土壤容重与孔隙度差异均不显著。3种轮耕处理的耕层团聚体性状变化差异显著,0—10 cm土层大于0.25 mm水稳性团聚体含量(R0.25)及稳定率表现为免耕/深松>深松/翻耕>翻耕/免耕;0—30 cm土层水稳性团聚体平均重量直径(mean weight diameter,MWD)大小表现为免耕/深松>深松/翻耕>翻耕/免耕。3种轮耕处理的团聚体分形维数(fractal dimension,D),干筛法下10—30 cm土层表现出差异,湿筛法下0—10 cm土层表现出差异,免耕/深松处理分形维数低于深松/翻耕和翻耕/免耕处理。【结论】3种轮耕模式对土壤容重的影响无显著差异。免耕/深松保护性轮耕模式能提高耕层团聚体含量与稳定性,改善旱地土壤结构;而深松/翻耕与翻耕/免耕的轮耕模式由于隔年翻耕对土壤的强烈扰动,对土壤结构改善效果不明显。

耕作方式对黑土团聚体含量及特征的影响

【目的】研究保护性耕作对东北黑土团聚体粒级分布和稳定性的影响,为探索有利于东北黑土结构改善的耕作方式提供科学依据。【方法】以2001年(耕作试验开始前)和2008年(耕作试验实施7年后)吉林省中层黑土为对象,分析探讨了免耕(NT)、秋翻(MP)和垄作(RT)处理0—30cm深度的土壤水稳性团聚体、干团聚体特征和土壤结构稳定性。【结果】与2001年相比,2008年各处理(RT、MP、NT)>1mm水稳性大团聚体含量在0—5cm表层中均有所增加,且除MP外均达到显著水平(P<0.05),其中RT和NT增加幅度分别为2001年的4.78和3.38倍,且显著高于MP。0.25—0.053mm水稳性微团聚体变化趋势则与大团聚体相反。>8mm干团聚体在0—10cm土层的相对数量表现为RT>NT>MP,且均高于2001年背景值,其中0—5cm土层RT显著高于MP及2001年背景值(P<0.05)。0.25—1mm干团聚体RT<NT<MP<2001年背景值,呈现与>4mm干团聚体相反的变化趋势。2008年各处理团聚体平均重量直径(MWD)和>0.25mm团聚体含量(R0.25)均比2001年有所提高,且湿筛法得到的结果远远低于干筛法,说明供试土壤的团聚体中水稳性团聚体比例很小。2008年3种耕作处理的土壤结构体破碎率和不稳定团粒指数(ELT)在各个土层均为MP>NT>RT,且除了MP处理5—20cm略高外,其它均低于2001年背景值。【结论】传统耕作不利于土壤大团聚体的增加和土壤结构的稳定,使土壤更易遭受风水侵蚀。保护性耕作,尤其垄作,促进了黑土稳定土壤结构体的形成,有利于土壤结构的改善。

免耕和秸秆还田对东北黑土区土壤团聚体组成及有机碳含量的影响

为解决东北黑土区因不合理耕作导致的土壤结构性状变差及有机碳含量下降的问题,该研究于2015年开始,在黑龙江省哈尔滨市东北农业大学向阳试验基地开展。设置免耕+秸秆还田(NTS)、免耕(NT)、翻耕+秸秆还田(CTS)、翻耕(CT)4种处理,于2018、2019年采集土样,研究免耕措施及秸秆还田对东北薄层黑土区0~10、>10~20 cm土壤团聚体稳定性、土壤有机碳含量、各粒径团聚体内有机碳含量的影响。结果表明:2018和2019年0~10、>10~20 cm土层NTS处理>5 mm水稳性团聚体百分比含量及平均重量直径显著高于其他3种处理,NTS及NT处理土壤有机碳含量显著高于CTS及CT处理(P<0.05),4种处理各粒径水稳性团聚体有机碳含量峰值总体出现在1~2 mm处,NTS及NT处理>5、2~5、1~2 mm有机碳贡献率整体高于CTS及CT处理。研究表明,免耕与秸秆还田有利于薄层黑土坡耕地耕层土壤团聚体稳定性的提高和各粒级下团聚体有机碳的积累,与其他3种处理相比,免耕+秸秆还田效果更佳。

子午岭植被恢复过程中土壤团聚体有机碳含量的变化

土壤有机碳是土壤团聚体形成的重要胶结剂之一,土壤团聚体分布影响有机碳含量及其稳定性。对子午岭植被恢复过程中团聚体有机碳含量变化的研究结果显示:相对于农田,植被恢复可增加土壤各个粒径团聚体有机碳含量,同时增加不同层次土壤团聚体有机碳含量。就粒径而言,虽然各个植被下<0.25 mm土壤团聚体有机碳含量最低,植被类型变化对土壤团聚体有机碳含量影响最大的是<0.25 mm粒径,辽东栎林地<0.25 mm土壤团聚体有机碳含量是农田<0.25 mm团聚体有机碳含量的3倍;其次,植被类型对>5 mm团聚体有机碳含量影响较大,辽东栎、早期森林、灌丛、草地和弃耕地土壤>5 mm团聚体有机碳含量比农田土壤>5mm团聚体有机碳含量高149%,209%,104%,62%,10%。说明植被演替可增加土壤团聚体有机碳含量,但首先是增加较大粒径团聚体的有机碳含量;随着植被的进一步演替,小粒径团聚体有机碳含量也相应的增加,这部分有机碳是稳定的,说明植被恢复增强了土壤的碳汇功能。

宁南黄土丘陵区植被恢复对土壤团聚体稳定性的影响

应用分形维数和平均重量直径对宁南黄土丘陵人工植被下土壤团聚体的结构进行了分析,结果发现团聚体分形维数农田最大,山杏、沙棘和柠条其次,荒草地最小,分形维数与>0.25mm团聚体含量负相关。土壤团聚体平均重量直径柠条>沙棘>荒草地>山杏>农田,平均重量直径与>0.25mm团聚体含量成显著的正相关关系。植被恢复改善了土壤结构,提高土壤抗侵蚀能力。在评价土壤团聚体稳定性方面,分形维数与平均重量直径间的相关性较好。

生物炭与氮肥配施改善土壤团聚体结构提高红枣产量

探讨花生壳生物炭配施氮肥对华北平原枣区土壤机械稳定性和水稳性团聚体的分布、稳定性及红枣产量的影响,阐明土壤和枣树对生物炭与氮肥培肥效果的响应,为枣区土壤结构改良和合理培肥制度建立科学依据。通过3 a(2013—2015)田间定位试验,设置生物炭用量4个水平(0,2.5,5和10 t/hm2)、氮肥用量3个水平(300,450和600 kg/hm2),利用干、湿筛法得到不同粒级的土壤团聚体含量。结果表明:与对照相比,生物炭与氮肥配施对机械稳定性团聚体的平均质量直径(MWD,mean weight diameter)、几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)和>0.25 mm大团聚体质量分数无显著影响,但>0.25 mm水稳性大团聚体含量则显著提高20.7%,水稳性团聚体的MWD和GMD较对照分别显著增加29.2%和27.2%。同时,各配施处理降低了土壤团聚体破坏率,最大降幅为27.1%。与对照相比,中、高用量的生物炭与氮肥配施显著提高土壤有机碳含量,且有机碳含量与MWD和GMD均达到了显著水平(P<0.05)。生物炭施入土壤1 a后,随试验时间的推移,与氮肥的培肥效果越来越明显,红枣产量呈上升趋势。综合分析认为,生物炭与氮肥配施对枣区土壤水稳性大团聚体的形成、土壤结构及稳定性提升效果显著,有利于缓解枣区土壤质量退化问题和提高红枣产量。

不同灌溉方式对保护地土壤水稳性团聚体的影响

以相同方案在同一地块连续10年进行节水灌溉试验研究为基础,通过测定渗灌、滴灌和沟灌3种灌溉方法长期灌溉保护地土壤水稳性结构的变化,探讨了灌溉方法对土壤结构性的影响。结果表明:(1)滴灌能够提高0-15 cm土层土壤水稳性团聚体的含量和大小;渗灌则能够提高15-45 cm土层土壤水稳性团聚体的含量和大小。(2)土壤水稳性团聚体的含量(WSA)和平均重量直径(MWD)随土壤有机质含量的增高而增大。(3)从土壤团聚体角度考虑,保护地应优先选择滴灌,其次是渗灌。