不同发育阶段杉木人工林土壤团聚体分布特征及其稳定性研究

为研究杉木人工林土壤团聚体分布特征及其稳定性,探索杉木人工林土壤结构状况,以不同发育阶段杉木人工林0—100cm土层为研究对象,采用干筛法测定土壤团聚体组成,采用湿筛法测定团聚体稳定性,结果表明:在干筛处理下,各发育阶段杉木人工林土壤团聚体以大团聚体(0.25mm)为主,大团聚体比例皆达80%以上,中龄林和成熟林土壤大团聚体比例在各土层中均高于幼龄林,且在0—20cm土层差异显著(P0.05);在各土层中,不同发育阶段杉木人工林5mm粒径的土壤团聚体皆占较高比例,且不同发育阶段对5mm粒径的土壤团聚体组成比例有显著影响。在湿筛处理下,各发育阶段水稳性大团聚体(0.25mm)比例随土层加深而显著降低,0—80cm各土层内,中龄林和成熟林土壤水稳性团聚体比例高于幼龄林,且在0—20cm和20—40cm土层中龄林比幼龄林分别高41.79%和39.06%,差异显著;各发育阶段杉木人工林土壤团聚体破坏率(PAD)特征与水稳性大团聚体相反;平均重量直径(MWD)和平均几何直径(GMD)随土层加深而显著下降,其中中龄林和成熟林土壤团聚体GMD在0—100cm各土层内均显著高于幼龄林。据此认为,杉木人工林土壤团聚体稳定性随土层加深而降低,中龄林和成熟林土壤结构优于幼龄林。     

不同土地利用方式下土壤团聚体的组成及稳定性研究

采用野外调查与室内分析相结合的方法.就不同土地利用方式下土壤团聚体的组成及稳定性进行了研究.试验结果表明:(1)干筛处理下土壤团聚体均以>5 mm粒径为主,总体随粒径的减小呈先降低后增加再降低的趋势;湿筛处理下土壤团聚体以<0.25 mm粒径为主,总体随粒径的减小呈先降低后增加的趋势.(2)干筛处理下,平均重量直径和几何平均直径均表现为桉树人工林最大,杉木人工林最小;湿筛处理下平均重量直径和几何平均直径均以杉木人工林最大,枇杷园最小.(3)风干性团聚体的分形维数表现为杉木人工林>茶园>枇杷园>桉树人工林>撂荒地,水稳性团聚体的分形维数表现为枇杷园>撂荒地>茶园>桉树人工林>杉木人工林.     

黄土丘陵区生物结皮覆盖对土壤团聚体分布特征及稳定性影响

【目的】以吕梁离石区结皮覆盖（藻结皮、藓结皮、藓草混生结皮，裸地为对照）下土壤为研究对象，研究结皮种类对其下层土壤有机碳及土壤团聚体稳定性的影响。【方法】通过干筛和湿筛法对土壤团聚体分级，探究土壤容重、土壤有机碳含量和土壤静水崩解速率与团聚体稳定的相关性。【结果】在0～5 cm和5～10 cm深度，3种结皮下土壤容重与裸地间均达到显著差异；土壤有机碳含量表现为藓草混生结皮和藓结皮分别比裸地显著增加。不同深度土层，团聚体破坏率、分形维数表现为裸地>藻结皮>苔藓结皮>藓草混生结皮；平均重量直径和几何平均直径变化规律正好相反。相关性分析表明，> 0.25 mm土壤团聚体含量与土壤容重呈显著负相关关系；团聚体破坏率、分形维数与土壤容重、土壤静水崩解速率呈极显著正相关关系，与土壤有机碳含量呈极显著负相关关系；平均重量直径、几何平均直径与土壤容重呈极显著负相关关系，与土壤静水崩解速率呈显著负相关关系，与土壤有机碳含量呈极显著正相关关系。【结论】黄土丘陵吕梁随结皮层次提高，土壤团聚体形成能力和土壤团聚体水稳定性逐渐增高，对土壤水稳定性起主导作用的是土壤有机碳含量。     

免耕覆盖与生物炭对黑垆土团聚体稳定性和腐殖质性质的影响

【目的】研究免耕条件下，长期采用不同的土壤覆盖方式及配合施用生物炭对渭北旱塬农田土壤团聚体稳定性和腐殖质性质的影响，为选择适合的耕作管理措施提供理论依据。【方法】基于连续18年田间定位试验，选择其中免耕条件下的无覆盖(NT)、施用生物炭(NB)、秸秆覆盖(NS)、地膜覆盖(NP)、秸秆地膜二元覆盖(NSP) 5个处理，采集0—10、10—20 cm土层土壤样品，通过干筛+湿筛法分为粉黏粒(<0.053 mm)、微团聚体(0.053～0.25 mm)、细大团聚体(0.25～2 mm)、粗大团聚体(>2 mm)共4个团聚体粒级，并测定了各粒级团聚体中有机碳和腐殖质组分含量。【结果】1)与NT处理相比，NS处理各粒径团聚体胡敏酸含量(0.93%～92.6%)和富里酸含量(1.8%～327.5%)显著增加且增幅最大，NSP处理各粒径团聚体有机碳含量显著提高了1.6%～30.5%;NB处理各粒径团聚体有机碳含量(39.90%～161.8%)及胡敏素含量的增幅最大，0—10 cm土层胡敏素含量显著提高了87.2%～271.7%。与NT相比，NS、NSP和NB处理均提高了土壤团聚体的稳定...     

开垦对盐渍化弃耕地土壤团聚体含量及稳定性的影响

以新疆玛纳斯河流域盐渍化弃耕地为对象,研究人为开垦5年后土壤团聚体及其稳定性变化,进而评价开垦对土壤团聚体特性的影响。结果表明:盐碱弃耕地开垦后增加了大团聚体数量;干筛数据表明,开垦前后各土层0.25~0.053 mm粒径团聚体所占比例均最高,占总量的35.50%~47.32%,与其他各粒径差异显著(P0.05);湿筛数据表明,团聚体多在0.053 mm以下,占总量的27.09%~64.50%;干、湿筛数据均表明,开垦后0~5 cm,5~10 cm和10~20 cm土层土壤大于0.25 mm团聚体所占的比例(R0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)较弃耕地均有显著提高,随着土层深度的增加呈先增加后减小的趋势;弃耕地开垦后各土层土壤的分形维数(D)较开垦前均有所降低,且随着土层深度的增加分形维数(D)值呈先减小后增大的趋势,表明开垦后土壤团粒结构变好,稳定性增强,尤其是在0~20 cm土层表现更为明显。干旱区盐渍化弃耕地人工开垦结合合理的管理措施,有利于土壤大团聚体的增加和土壤结构的稳定。     

施入生物炭对热带农田土壤团聚体组成及碳氮含量的影响

【目的】利用田间试验，从土壤团聚体角度入手，着力探究不同生物炭施入量对热带农田的改良效果，以提高土壤质量。【方法】试验采用花生壳生物炭，施入量分别为10 t hm^-2(P10)、20 t hm^-2(P20)、40 t hm^-2(P40)和60 t hm^-2(P60)，以不施入生物炭(CK)为对照，共计5个处理。在施入生物炭一年后，取0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土壤测其团聚体组成和土壤有机碳、全氮含量。【结果】生物炭施入显著增加了10～20 cm土层2～1 mm和20～30 cm土层<0.25 mm粒径团聚体含量，同时，显著增加了10～20 cm土层团聚体稳定性；生物炭施入使原土和各粒径团聚体有机碳和全氮含量有不同程度提升，在P40和P60处理下提升效果最明显；生物炭施入增加了10～20 cm土层2～1 mm粒径团聚体有机碳和全氮贡献率；P60处理增加了0～10 cm和10～20 cm土层几乎所有粒径团聚体和原土C/N；生物炭施入量、土层深度及其交互作用对土壤团聚体稳定性、...     

不同覆盖材料及旱作方式土壤团聚体和有机碳含量的变化

【目的】研究秸秆和地膜覆盖旱作冬小麦田土壤团聚体分布规律及与有机碳的关系,为探讨覆盖方式对土壤团聚作用的影响,优化黄土高原旱作农田耕作措施提供理论依据。【方法】冬小麦覆盖试验开始于2008年,试验设计4个处理:冬小麦种植期间无覆盖对照(CK)、全年覆盖秸秆9000 kg/hm~2(M1)、全年覆盖秸秆4500 kg/hm~2(M2)和全年地膜覆盖(PM)。利用干筛法和湿筛法筛分了2014年收获期0-10 cm和10 20 cm土层中5 mm、5~2 mm、2~1 mm、1~0.5 mm、0.5~0.25 mm和0.25 mm粒级的团聚体,计算团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),并分析了覆盖方式对土壤总有机碳的影响及其与土壤团聚体的关系。【结果】1)秸秆覆盖显著提高了0-10 cm土层0.25 mm土壤机械稳定性团聚体含量m1和M2处理较CK处理分别提高了5.1%和2.0%;秸秆和地膜覆盖均可提高10-20 cm土层0.25 mm机械稳定性团聚体含量,M1、M2和PM处理较CK处理分别提高了7.6%、4.3%和3.1%。2)秸秆覆盖有利于0-10 cm土层0.25 mm水稳性团聚体的形成M1和M2处理较CK处理分别提高了6.8%和5.0%PM处理与CK处理无显著差异;覆盖处理对10-20 cm土层水稳性团聚体影响不显著。3)秸秆和地膜覆盖均有利于0-10 cm土层土壤团聚体稳定性的提高,M1、M2和PM处理平均重量直径值较CK处理分别提高47.8%、24.7%和24.6%几何平均直径值分别提高了48.9%、34.8%和31.6%。4)秸秆覆盖有利于提高土壤有机碳含量在0-10 cm土层M1和M2处理较CK处理有机碳含量分别提高了11.9%和6.3%在10 20 cm土层分别提高4.2%和4.5%,地膜覆盖对土壤有机碳的积累无促进作用。在0-10 cm土层土壤有机碳含量与0.25 mm水稳性团聚体含量呈显著正相关。【结论】秸秆覆盖处理可提高土壤大团聚体含量提高团聚体的水稳性,改善土壤结构,同时可增加土壤有机碳含量提高土壤肥力,且覆盖量越大效果越明显。地膜覆盖对土壤结构的改良也有一定作用但,效果较秸秆覆盖处理差。覆盖秸秆9000 kg/hm~2处理优于其他处理,可以作为黄土高原旱作农田合理的耕作模式应用到农业生产中。     

四川盆地西南缘不同林分类型土壤团聚体稳定性及有机碳组分特征

为探明林分类型差异对土壤水稳性团聚体分布格局及其稳定性、有机碳组分的影响,测定分析了四川盆地西南缘巨桉人工林、杉木人工林、马尾松次生林土壤水稳性团聚体的分布格局、团聚体平均质量直径、团聚体破坏率、大团聚体比重及有机碳组分含量。结果表明:(1)3种林分土壤水稳性团聚体含量均以大团聚体(0.25mm)为主。不同林分对水稳性团聚体分布格局存在差异,巨桉人工林集中在0—20cm土层的5,0.5~0.25mm和20—40cm的≤0.25mm粒径;杉木人工林集中在0—20cm土层的5,0.5~0.25mm和20—40cm土层的1~0.5,0.5~0.25mm粒径;马尾松次生林集中在0—20cm的≤0.25mm和20—40cm土层的5mm粒径。20—40cm土层不同林分土壤团聚体稳定性差异显著,马尾松林的MWD、R0.25、PAD最高,根据Bissonnais及国际土壤团聚体稳定性分级标准,3种林分土壤水稳性团聚体均处于不稳定水平(0.4≤MWD0.8)。(2)HUC含量马尾松显著高于巨桉,0—20cm土层马尾松的土壤腐殖化程度最高,20—40cm土层杉木最高。(3)不同林分团聚体稳定性与SOC组分的关系因林分类型的差异不同,总体上表现为MWD与SOC、FAC、HUC存在显著相关关系,土壤SOC含量能够促进土壤团聚过程及其稳定性,FAC、HUC含量的作用较大。总之,巨桉人工林、杉木人工林、马尾松次生林土壤团聚体稳定性、SOC组分含量及两者之间的关系存在显著差异,不同林分其影响机制不同。研究结果为准确评价该区域不同林分所发挥的生态系统功能提供重要依据。     

不同林龄杉木人工林土壤团聚体及其有机碳变化特征

土壤团聚体作为土壤结构性状的重要指标,对土壤孔隙、持水、保水等状况都有重要影响;土壤团聚体有机碳除了反映土壤固碳状况外,还与团聚体的稳定性能密切相关,研究森林土壤团聚体及其有机碳状况,旨在为合理利用土壤、提高人工林水源涵养功能提供依据。为此,以福建省洋口国有林场不同林龄杉木人工林(幼龄林、中龄林、成熟林)土壤为研究对象,通过野外调查、采样和室内分析,研究不同林龄杉木人工林土壤团聚体及其有机碳变化特征。结果表明:不同林龄杉木人工林对土壤团聚体及其有机碳具有重要影响,成熟林土壤大团聚体含量、团聚体平均重量直径(MWD)、团聚体有机碳含量及贡献率均分别大于幼龄林、中龄林;不同林龄的土壤水稳性团聚体均以大团聚体(粒径0.25 mm)为主,占59.57%～80.97%,粒径0.053 mm的仅占0.80%;土壤团聚体有机碳贡献率也以大团聚为主,其中以2～0.25 mm粒级贡献率最高,达58.43%;另外,土壤有机碳含量与团聚体MWD呈显著正相关,且具有明显的垂直变化特征,即随土层加深而下降。因此,土壤有机碳对团聚体稳定性具有积极作用,不同林龄土壤团聚体稳定性及有机碳变化规律为成熟林幼龄林中龄林。     

茶园土壤团聚体分布特征及其对有机碳含量影响的研究

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对茶园土壤团聚体的分布及其有机碳的含量及分布进行了研究.结果表明:茶园0-20 cm,20-40 cm土层土壤团聚体的分布均以>2.00mm和2～5 mm团聚体为主,分别占总团聚体的比例为56.57%和69.53%.茶园土壤团聚体平均重量直径平均值为1.02 mm,并且随着土壤层次的增加有增加的趋势.茶园0-20 cm土层0.25～0.5 mm粒径土壤团聚体有机碳含量最高,20-40 cm土层<0.25 mm粒径土壤团聚体有机碳含量最高,而2～5 mm粒径土壤团聚体有机碳含量在0-20 cm和20-40 cm土层均最低.茶园0-20 cm土层.各粒径团聚体中的有机碳分配比例均高于20-40 cm土层土壤.     

渭北旱塬管理措施对冬小麦地土壤剖面物理性状的影响

【目的】研究黄土高原旱作农业区不同施肥覆盖措施对冬小麦地0—40 cm土壤剖面物理性质的影响,可为保持良好的土壤物理性状,探求适合渭北旱塬可持续的田间管理措施提供参考。【方法】基于设在渭北旱塬15年的田间定位试验,选取NP (N 150 kg/hm^2+P 75 kg/hm^2)、NPK (NP+K 30 kg/hm^2)、NPB (NP+biochar 14.0t/hm^2)、NPFFT (NP配合地膜夏闲期覆盖)、NPFGT (NP配合地膜生育期覆盖)和NPFWT (NP配合地膜全年覆盖)共6个处理。于2017年冬小麦收获期采集剖面土样,对0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm和30—40 cm土层土壤含水量、土壤容重、饱和导水率和水稳定性团聚体等相关土壤物理性质进行测定与分析。【结果】与NP相比,NPK处理降低了收获期0—20 cm土壤容重,增加了耕层土壤总孔隙度和0—40 cm土层> 2 mm水稳定性团聚体含量,0—10 cm土层> 2 mm水稳定性团聚体含量显著提高了1.3倍(P <0.05);NPB处理,收获期耕层土壤容重降低,土壤总孔隙度增加,表层土壤饱和导水率显著降低27.9%,剖面土壤含水量和> 2 mm水稳定性团聚体含量均增加,且表层> 2 mm水稳定性团聚体含量显著提高了1.0倍;NPFFT处理收获期剖面土壤含水量降低,耕层土壤容重增加,总孔隙度降低;NPFGT处理收获期耕层土壤容重和剖面土壤含水量均增加,耕层总孔隙度降低,剖面土壤饱和导水率降低,尤其表层显著降低60.2%;NPFWT处理收获期耕层土壤容重增加,总孔隙度降低,表层土壤饱和导水率降低,但10—40 cm土壤饱和导水率平均提高57.5%,剖面土壤含水量、> 2 mm水稳定性团聚体含量、平均重量直径和几何平均直径均增加。受当地传统耕作深度的影响,不同施肥覆盖措施对土壤容重、饱和导水率和孔隙度的影响主要集中在0—20 cm土层,对20—40 cm土层影响较小。【结论】在氮磷肥配施的基础上,增施钾肥、生物炭和地膜全年覆盖均有利于改善试验农田土壤物理性质,但从经济投入和对土壤物理性状改良程度方面考虑,增施钾肥和地膜全年覆盖这两种处理是保持渭北旱塬良好土壤剖面物理性质的有效措施。     

免炼山管理对桉树人工林土壤团聚体养分及稳定性的影响

【目的】在中国南方桉树种植区,炼山作为传统的整地方式正加速桉树人工林土壤养分流失和土壤板结,而免炼山代替炼山可以改善桉树的生长环境并对土壤养分和结构产生积极影响。然而,从土壤团聚体角度来看,免炼山改良桉树人工林土壤结构和提升养分含量的原因仍不明确,需要深入探讨。【方法】研究选取经过炼山和保留采伐剩余物两年后的桉树人工林为研究对象,并以当地常绿阔叶林作为对照,调查了两种林地管理方式下桉树人工林的平均胸径、平均树高和蓄积量,并进一步测定了所有林分中土壤团聚体（> 2 mm、2～0.25 mm、0.25～0.053 mm和<0.053 mm）的粒径分布及其有机碳、全氮和全磷含量。【结果】相比于炼山,免炼山可以显著促进土壤的团聚化作用并提升各粒径团聚体中有机碳、全氮和全磷含量。相关性分析表明,2～0.25 mm和0.25～0.053 mm的土壤团聚体全氮、全磷含量与团聚体平均重量直径和几何平均直径呈显著的相关关系。主成分分析与线性回归分析进一步表明,土壤团聚体稳定性与桉树人工林平均胸径、平均树高和蓄积量显著正相关,且免炼山的土壤团聚体稳定性在两年时间已超过炼山,但短期内其表层土壤的...     

大气CO2浓度升高对水稻土团聚体的分布与有机碳含量的影响

采取中国FACE(Free-air CO2 enrichment)平台9年试验区的土壤,采用干湿筛法获得水稳定性团聚体,研究高CO2浓度处理对水稻土团聚体组成、有机碳含量的影响。FACE试验设对照和高CO2浓度两个主处理,低氮和常氮两个施氮水平裂区。结果表明,经高CO2浓度连续9年处理后,小区土壤有机碳总量显著增加(年均1%)。高CO2浓度改变0~5 cm土层土壤团聚体的分布,大团聚体(250μm)含量有减少趋势,而微团聚体(250~53μm)含量平均增加27.49%(P=0.05);常氮仅改变5~15 cm土层土壤粗大团聚体(2 000μm)含量,平均减少20.60%(P0.05)。分析表明,高CO2浓度使得0~5 cm土层土壤细大团聚体(2 000~250μm)有机碳含量平均降低9.67%(P0.01),微团聚体有机碳含量平均增加31.30%(P0.05),CO2和N交互有促进上述变化趋势。高CO2浓度增加5~15 cm土层土壤粗大团聚体有机碳含量(26.44%,P=0.05),降低细大团聚体有机碳含量(6.83%,P0.01);常氮减少5~15 cm土层土壤粗大团聚体有机碳含量(30.19%,P0.001);CO2和N交互显著降低5~15 cm土层两级大团聚体有机碳含量。高CO2浓度降低耕层土壤(0~15 cm)细大团聚体有机碳储量(6.41%,P0.01),增加微团聚体有机碳储量(15.09%,P0.05);常氮显著降低两级大团聚体有机碳储量,且CO2和N交互降低细大团聚体有机碳储量(P0.05)。     

植被恢复过程土壤基质改良对湘南紫色土抗蚀性的影响

为评价植被恢复过程土壤基质改良对紫色土抗蚀性的影响,在湖南南部耒阳山地紫色土进行土壤基质改良试验,测定土壤基质未经处理（对照地）、表层与底层土置换（土层置换地）、表层与底层土置换并添加有机物改良剂（基质改良地）的紫色土0—10,10—20 cm土层13个抗蚀性评价指标,运用相关性分析和主成分分析方法筛选影响紫色土抗蚀性的主要指标,建立综合评价模型评价紫色土不同土壤基质处理后的抗蚀性。结果表明：（1）与对照地相比,基质改良地0—10,10—20 cm土层有机碳含量、抗蚀指数、> 0.25 mm湿筛团聚体、> 0.5 mm湿筛团聚体、<0.002 mm黏粒含量、湿筛团聚体平均重量直径、湿筛团聚体几何平均直径、结构性颗粒指数、团聚状况分别增加69.19%~99.81%,9.72%~46.86%,41.69%~50.80%,47.26%~58.98%,73.82%~194.35%,47.96%~57.01%,49.06%~68.97%,74.23%~183.25%,14.62%~20.16%,土壤容重、湿筛团聚体分形维数、结构破坏率分别降低10.53%~16.26%,4.64%~7.58%,39.22%~54.64%;（2）土壤容重、有机碳含量、湿筛团聚体含量及其稳定性是影响紫色土抗蚀性的主要因子;（3）与对照地相比,基质改良地0—10,10—20 cm土层抗蚀性综合指数分别提高524.14%,146.99%,土层置换地分别提高93.10%,42.17%,表明植被恢复过程中土壤基质改良不仅提高土壤有机碳含量,也显著提高土壤抗蚀性,可作为治理湖南南部紫色土水土流失的有效措施。     

绿洲灌区玉米农田土壤团聚体组成及其稳定性对绿肥还田方式的响应

针对西北绿洲灌区禾本科作物长期连作造成土壤质量下降问题,研究了不同绿肥还田利用方式对土壤团聚体组成、稳定性及土壤容重的影响。试验设绿肥覆盖免耕(NTG)、绿肥全量翻压(TG)、地上部移除根茬覆盖免耕(NT)、地上部移除根茬翻压(T)以及传统翻耕不复种绿肥(CT,对照)5个处理。两年结果表明,与CT相比, 4种还田利用方式均可提升0～30 cm各土层土壤大团聚体含量、平均重量直径、几何平均直径与平均质量比表面积(P0.05);与其他3种还田利用方式相比, NTG增幅最为显著。与CT相比, 4种还田利用方式均可降低各土层团聚体分形维数(P0.05); NTG处理和NT处理显著低于TG处理与T处理;与NT处理相比, NTG处理0～20 cm土层差异不显著, 20～30 cm土层显著降低。与CT相比,翻压还田(TG和T)能够降低各土层土壤容重(P0.05), NT处理显著增加各土层土壤容重(P0.05), NTG处理仅在2019年0～10 cm和20～30 cm土层显著低于CT,其他不显著。相对于其他绿肥还田利用方式及传统翻耕不复种绿肥,麦后复种绿肥地表覆盖免耕是增加绿洲灌区农田0～30 cm土层土壤大团聚体形成及稳定性、降低土壤容重的适宜措施。     

生物炭和氮肥配施提高土团聚体稳定性及作物产量

【目的】通过田间定位试验,探讨生物炭和氮肥配施对土耕层土壤水稳性团聚体组成、稳定性、有机碳土层分布及冬小麦–夏玉米轮作体系下产量的影响,为生物炭在关中地区农业生产中的应用提供科学依据。【方法】本试验设置4个生物炭水平和2个氮肥水平,生物炭水平分别为0、1000、5000、10000 kg/hm2,依次记为B0、B1、B2、B3;氮肥水平包括两季总氮量480 kg/hm2(NT) 和两季总氮量减半240 kg/hm2(NH),共组成8个处理。采集0—10 cm、10—20 cm土层土壤样品,利用TTF-100土壤团聚体分析仪湿筛获得5种粒级的团聚体 (> 2 mm、1～2 mm、0.5～1 mm、0.25～0.5 mm、< 0.25 mm),用 > 0.25 mm团聚体含量 (R_0.25)、平均重量直径 (MWD)、几何重量直径 (GMD) 表示水稳性团聚体的的稳定性,并测定了不同粒级团聚体中有机碳的含量及小麦–玉米两季作物总产量。【结果】与不施生物炭 (B0NT、B0NH) 相比,施用生物炭的处理显著增加了 > 2 mm、1～2 mm粒级水稳性大团聚体的百分含量 (P < 0.05),两粒级增幅范围分别为3.5%～180.3%、9.4%～98.9%。施用生物炭10000 kg/hm2(B3NT、B3NH) 时,MWD、GMD和R_0.25增幅最高,分别增加了12.5%～112.5%、25.0%～65.7%、20.0%～65.0%。施用生物炭显著提高了土壤各粒级水稳性团聚体有机碳含量,与不施生物炭处理相比,> 2 mm、1～2 mm、0.5～1 mm 和0.25～0.5 mm粒级团聚体有机碳含量增幅分别为6.3%～30.5%、0.2%～28.2%、0.2%～41.6%和4.6%～39.1%。与0—10 cm土层相比,10—20 cm土层氮肥减量降低了土壤团聚体的稳定性,而施用生物炭10000 kg/hm2(B3NH) 可改善土壤团聚体的稳定性,改变有机碳分布。在10—20 cm土层,与B0NT处理相比,B0NH处理土壤水稳性团聚体的R_0.25、MWD、GMD显著下降,三者分别降低了79.2%、25.7%、30.0%,而B3NH与B3NT处理之间无显著差异。与B0NT相比,B0NH处理 < 0.25 mm粒级微团聚体对土壤有机碳分配比例显著增加了17.4%,而B3NH处理与B3NT相比,< 0.25 mm粒级微团聚体对土壤有机碳分配比例无显著差异。此外,施用生物炭显著提高作物总产量,B2NT、B3NT和B3NH处理下两季作物总产量较高,分别较B0NT提高了27.0%、23.6%、27.9%,且三个处理之间无显著差异。从各指标相关分析可知,水稳定大团聚体的GMD与土壤全土有机碳以及两季作物总产量之间有着显著的正相关关系。【结论】生物炭配施氮肥显著提高了土壤水稳性大团聚体含量和团聚体稳定性,且提高小麦—玉米两季作物总产量。减施氮肥有利于有机碳向大团聚体中分配,供试条件下,生物炭10000 kg/hm2配施氮肥240 kg/hm2对提高土耕层团聚体稳定性、土壤有机碳及两季作物总产量效果最佳。     

长期增温对西藏高寒草甸土壤团聚体周转和稳定性影响

【目的】近几十年来青藏高原增温显著，但是增温对土壤团聚体的稳定性影响研究较少，温度升高是否通过影响土壤团聚体的周转和稳定性进而影响土壤有机碳变化还有待探明。【方法】研究以10年的长期增温野外试验为依托，采用物理化学联合分组的方法，探明长期增温对西藏高寒草甸土壤团聚体形成、周转和稳定性的影响；同时揭示团聚体物理保护对土壤有机碳变化的影响。【结果】长期增温没有对土壤有机碳含量产生影响。长期增温对> 2 mm大团聚体的含量无显著影响，但使2～0.25 mm大团聚体、大团聚体内闭蓄态微团聚体、大团聚体内闭蓄态微团聚体外游离的细的颗粒有机质、大团聚体内闭蓄态微团聚体中的粉粒+粘粒的含量分别减少15.4%、25.1%、52.7%和40.5%;0.25～0.053 mm微团聚体及<0.053 mm粉粒+粘粒的含量分别增加了14.8%和43.5%。长期增温处理下，土壤团聚体质量分数的变化导致几何平均直径、平均重量直径和大团聚体比重分别减少23.0%、11.1%和19.5%。土壤有机碳主要分布在2～0.25 mm大团聚体和0.25～0.053 mm微团聚体中，两者约占全土有机碳的71.6%～...     

旱作条件下保护性耕作对土壤结构和容重影响试验研究

【目的】明确外源有机物和耕作方式及其交互作用对土壤容重、团聚体表征物理指标变化的影响。【方法】依托半湿润偏旱区国家农业环境晋中长期耕作试验观测平台,设置免耕(NT)、深松(SU)、旋耕(RT)、翻耕(CT)以及耕作与秸秆耦合作用下免耕+秸秆覆盖还田(NTS)、深松+秸秆还田(SUS)、旋耕+秸秆还田(RTS)、翻耕+秸秆还田(CTS)共8种处理,连续5年进行玉米连作田间试验,通过测定和比较土壤水稳性团聚体(WSA)和容重,探讨了耕作方式及其与秸秆还田措施配合的培肥改良土壤效果。【结果】(1)与CT相比,NT和SU土壤水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、> 0.25 mm团聚体含量(R_0.25)分别得到了显著提升(31.94%,36.61%;23.29%,26.09%;14.42%,12.63%)。(2) 0～40 cm土层的容重,RTS最小,SU次之。相比CT,NT、SU、RT在土层垂直方向上,随着土层深度的增加,对土壤容重影响效果均在逐步减弱。秸秆和耕作的耦合作用,对容重的影响呈随机分布。0～10 cm表层,相比CTS,NTS、R...     

不同利用方式对高寒草地土壤团聚体稳定性及其有机碳含量分布的影响

[目的]分析不同利用方式下新疆巴音布鲁克高寒草地土壤团聚体稳定性及其有机碳分布差异,为评价该区域土壤团聚体有机碳等生态功能提供理论基础。[方法]选取巴音布鲁克高寒草地开垦、弃耕还牧、放牧3种处理,以10 cm为一个梯度,采集0—40 cm土层土壤,采用干筛和湿筛两种方法筛分土壤团聚体,测算土壤团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、土壤团聚体破坏率(PDA)和土壤有机碳(SOC)含量,明确不同利用方式下高寒草地土壤团聚体稳定性及团聚体有机碳含量的差异。[结果](1)3种利用方式下,高寒草地土壤团聚体均以大团聚体(≥0.25 mm粒径)为主。亚表层(10—20 cm)土壤,弃耕还牧处理的PDA显著低于放牧处理(p<0.05),与开垦处理无显著差异(p>0.05);而除亚表层(10—20 cm)外,弃耕还牧处理其余土层土壤PDA显著高于开垦处理和放牧处理(p<0.05)。表层(0—10 cm)土壤,开垦处理与放牧处理PDA无显著差异(p>0.05);而除表层(0—10 cm)外,开垦处理其余土层土壤PDA显著高于放牧处理。(2)弃耕还牧处理的SOC含...     

西北旱作农田不同耕作模式对土壤性状及小麦产量的影响

【目的】在雨养农业区,旱作区因连年翻耕而引起严重的土壤质量退化,使作物生产力下降,需定期改变其耕作方式。免耕深松隔年轮耕可以降低土壤容重,增加耕层土壤团聚体和有机碳氮的含量,增强土壤蓄水保墒能力,对改善土壤性状和提高作物产量具有重要意义。【方法】本研究于2007～2010年在宁夏南部半旱区进行了两年免耕一年深松 (NT/ST/NT)、两年深松一年免耕 (ST/NT/ST)、连年翻耕 (CT) 3种耕作模式试验,研究了其对耕层土壤容重、团聚体、土壤有机碳氮含量、土壤水分及作物产量的影响。【结果】3年耕作处理后,与连年翻耕相比,NT/ST/NT、ST/NT/ST处理0—20 cm层土壤容重分别降低了4.4%和7.3%,20—40 cm土层分别降低2.1%和5.7%,40—60 cm土层分别降低4.1%和5.5%;土壤孔隙度0—20 cm土层分别提高了4.1%和6.8%,20—40 cm土层提高了2.1%和4.3%,40—60 cm土层提高了5.5%和5.7%。0—20 cm土层,NT/ST/NT处理0.25～2 mm机械稳定性团聚体含量平均较CT处理提高了12.4%,ST/NT/ST处理 > 2 mm机械稳定性团聚体含量较CT处理平均提高了42.0%;20—40 cm土层,NT/ST/NT、ST/NT/ST处理 > 2 mm团聚体含量较CT处理平均分别提高了44.3%和50.4%。两种轮耕模式使0—40 cm土层土壤团聚体平均重量直径分别显著高于CT处理21.8%和22.5%,几何平均直径分别高于CT处理9.6%和9.5%。三个处理耕层土壤有机碳氮含量均比试验前有不同程度的增加,轮耕处理0—30 cm土层0.25～2 mm粒级有机碳含量和 < 0.25 mm粒级全氮含量显著高于CT,以ST/NT/ST处理效果最佳。NT/ST/NT和ST/NT/ST处理0—10 cm土层0.25～2 mm团聚体有机碳含量较CT处理分别显著提高7.9%和10.2%,10—20 cm土层分别提高19.0%和15.7%,20—30 cm土层分别提高10.6%和13.3%;0—10 cm土层 < 0.25 mm粒级全氮含量显著提高9.4%和10.9%,10—20 cm土层分别提高6.8%和10.2%,20—30 cm土层分别提高7.4%和9.3%。研究期间,NT/ST/NT和ST/NT/ST处理较CT处理可显著提高0—200 cm土壤贮水量,其中以ST/NT/ST处理保蓄土壤水分效果最佳。在小麦生长前期,轮耕处理土壤贮水量均高于连年翻耕,生长后期ST/NT/ST处理土壤水分含量最高,NT/ST/NT处理次之。轮耕处理的小麦生物量和籽粒产量显著高于连年翻耕,其中小麦籽粒产量分别增加9.6%和10.7%。【结论】免耕/深松轮耕可显著改善土壤的物理性状和水分环境,显著增加耕层土壤有机碳氮含量,提高作物的生产力,在宁南旱区有重要的应用前景。