粤北山区不同土地利用方式下土壤有机碳及其组分特征

土壤碳库影响土壤肥力和全球气候变化,土壤有机碳及其组分能够敏感地反映土壤碳库的变化。研究不同土地利用方式下土壤有机碳及其组分特征对指导土壤资源的合理利用与管理具有重要意义。采集粤北山区6种土地利用方式(林地、茶园、果园、弃耕地、水田、水旱轮作)的表层土壤(0~20 cm),测定土壤有机碳(SOC)及其易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、胡敏酸碳(HAC)、富里酸碳(FAC)和胡敏素碳(HMC)等组分,分析SOC及其组分对不同土地利用的响应以及SOC各组分之间的关系。研究结果表明:(1)水田和林地土壤SOC含量(16.70和16.42 g/kg)比茶园、果园和弃耕地土壤分别高出28.86%和26.99%、21.54%和20.56%、37.79%和35.48%(P<0.05);(2)水田土壤EOC(4.83 g/kg)、HAC(2.81 g/kg)、胡/富比(0.83),HAC占SOC比例(16.80%)显著高于其他5种利用方式土壤;而林地土壤FAC(5.01 g/kg)含量显著高于其他5种利用方式土壤;(3)SOC与EOC、fPOC、POC、HAC、FAC、HMC呈显著正相关。综上所述,粤北山区HMC是土壤有机碳优势组分,土壤有机碳各组分含量随着有机碳含量增加而增加。种植水稻和林业利用有利于SOC的积累,可增加土壤有机碳库、提高土壤肥力。

香蕉茎秆及其生物炭对珠江三角洲土壤团聚体特征的影响

为了探究施用香蕉茎秆(蕉秆)及其制备的生物炭对珠江三角洲农田土壤肥力的影响, 本文通过土壤 培养和盆栽试验, 研究了施用 0.5%、1.0%和 2.0%蕉秆和水稻秸秆(稻秆)及其生物炭后, 土壤中不同粒级水稳 性团聚体的组成, 并采用团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)和平均重量比表面 积(MWSSA)等评价团聚体的稳定性。结果表明: 1)珠江三角洲农田土壤水稳定性团聚体以<0.25 mm 微团聚体为主, 占团聚体比例 29.80%~52.52%;1~0.5 mm 团聚体次之, 占 18.19%~20.08%。2)施用 1.0%、2.0%蕉秆和 2.0%稻秆显著增加>0.25 mm土壤团聚体总量, 并显著提高土壤团聚体水稳定性;与不施用有机物料对照相比, 团聚体 MWD 分别增加 45.60%、62.37%和 65.50%, GMD 分别增加 43.45%、55.34%和 60.66%, D 分别降低 2.23%、2.32%和 2.78%, MWSSA 分别降低 18.14%、20.09%和 23.01%。3)MWD、GMD 与> 5mm、5~2 mm 和 2~1 mm 团聚体所占比例呈极显著或显著正相关, 与<0.25 mm 微团聚体所占比例呈极显著负相关;D、MWSSA 与<0.25 mm 微团聚体所占比例呈极显著正相关, 与>5 mm、5~2 mm 和 2~1 mm 团聚体所占比例呈极显著或显 著负相关。4)综合主成分和差异显著性分析结果表明, 施用 2.0%和 1.0%蕉秆提高土壤团聚体稳定性效果佳, 均与施用 2.0%稻秆没有显著差异, 而施用蕉秆生物炭和稻秆生物炭短期内不能提高土壤团聚体 稳定性。研究结果可为蕉秆废弃物资源化利用、提高土壤肥力提供参考依据。

土壤游离氧化铁高光谱特征与定量反演

【目的】建立基于可见−近红外光谱的土壤游离铁精确预测模型,简单、快速、经济地预测土壤游离铁,有助于研究土壤发生和分类。【方法】采集广西壮族自治区的铁铝土、富铁土、淋溶土和雏形土等82个旱地土壤剖面的B层土壤,进行室内土壤化学分析、光谱测定,分析不同光谱变换后的光谱反射率与土壤游离铁含量的相关性。基于特征波段利用偏最小二乘回归(PLSR)和逐步多元线性回归(SMLR)法建立土壤游离铁含量光谱预测模型,通过决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和相对预测偏差(PRD)确定最优模型。【结果】土壤光谱曲线分别在457、800和900 nm波段附近有明显的游离铁吸收和反射峰特征;土壤游离铁含量与原始光谱反射率呈负相关;原始光谱经过微分变换后,游离铁含量与光谱反射率相关性显著提高;基于400~580和760~1300 nm特征波段和一阶微分光谱变换的SMLR模型预测精度最高,其验证集的R2和RPD分别为0.85和2.62,RMSE为8.41 g·kg−1。【结论】将可见近红外光谱技术应用于土壤游离铁含量高效快速地预测具有良好的可行性。广西旱地土壤光谱反射率与土壤游离铁含量具有高度的相关性,应用逐步多元线性回归方法可以很好地建立土壤游离铁含量反演模型。