黄土高原丘陵沟壑区土地利用方式对土壤团聚体特征的影响

为研究黄土高原丘陵沟壑区复垦土地在不同利用方式下对土壤团聚体的影响,以陕西延安南泥湾沟壑区退化耕地整治复垦后,5种不同的土地利用方式,分别为林地(F处理),水稻(R处理),玉米(M处理)、蔬菜(V处理)及荒地(CK处理)。测定分析干筛法和湿筛法0—40cm土层土壤0.25mm团聚体分布、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、团聚体破坏率(PAD)和分形维数(D)。结果表明:(1)各处理在0—40cm各土层土壤团聚体数量及大小均显著优于CK处理,各处理干筛下0—40cm土层0.25mm团聚体含量(DR0.25)和湿筛下该团聚体含量(WR0.25)随着土壤土层深度的增加呈现相反的趋势;(2)干筛法和湿筛法0—40cm土层各处理土壤平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)的平均值大小顺序均呈现F处理R处理M处理V处理CK处理,F处理和R处理对增加土壤团聚体较其它处理效果显著;(3)湿筛法分析表明,各处理土壤团聚体破坏率(PAD)在0—40cm土层内均表现出近似"Z"字形趋势,各处理显著低于CK;(4)各处理的分形维数(D)在0—40cm土层平均值大小顺序为F处理R处理M处理V处理CK处理。土壤分形维数(D)与干筛法和湿筛法下0—40cm土层0.25mm团聚体含量之间存在良好的线性关系,分别为R2=0.73和R2=0.80。林地和水稻田利用方式可有效提高土壤团聚体数量和质量,增加土壤稳定性和改善土壤结构。     

天然沸石对黑土团聚体含量及稳定性的影响

通过天然沸石改良黑土试验,采用干筛法、湿筛法分别测定土壤中机械稳定性团聚体和水稳性团聚体含量,分析了不同掺配量天然沸石对土壤平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、团聚体破坏率(PAD0.25)、0.25 mm机械稳定性团聚体含量和0.25 mm水稳性团聚体含量(WSA0.25)的影响,结果表明:在黑土中加入天然沸石能够提高黑土湿筛时的MWD和GMD,提高0.25 mm机械稳定性团聚体含量;在天然沸石掺配量为15%时对提高土壤中0.25 mm机械稳定性团聚体含量的效果最好,且主要以增加2~1、1~0.5 mm粒级团聚体为主;改良后土壤团聚体的团聚度提升,结构稳定性增强,说明用天然沸石改良黑土能够提高黑土抗侵蚀能力。     

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—20cm和20—40cm)的不同粒径(5mm,2~5mm,1~2mm,0.5~1mm,0.25~0.5mm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—20cm)土壤粒径0.25mm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0.25mm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0.25mm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。     

不同治理措施下高速公路堆积体土壤团聚体变化特征

为定量评价坡面治理措施(植被恢复模式、恢复年限、削坡分级)对高速公路堆积体土壤团聚体的调控作用,以陕西省不同区域高速公路堆积体为对象,用干筛法和湿筛法测定其土壤团聚体组成。同时选取>0.25 mm水稳性团聚体含量(R_0.25)、土壤团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)和破坏率(PAD)等指标进行土壤团聚体稳定性分析。结果表明:与冰草相比,坡面自然植被恢复为小冠花和白三叶时对应的R_0.25,MWD和GMD均显著增加,增幅分别介于12%～15%,38%～40%,38%～41%,表明堆积体坡面恢复为豆科草本植物有利于提高土壤团聚体的稳定性; 与未复垦相比,坡面人为复垦种植玉米和黄豆时对应的MWD和GMD均显著降低,降幅分别为13%和12%,表明堆积体坡面(36°)不宜复垦种植农作物; 与恢复1 a相比,恢复2 a和5 a堆积体所对应的R_0.25和GMD均显著增加,增幅分别为13%和18%,29%和24%,但恢复5 a所对应的MWD,GMD和D与2 a均无显著差异,表明侧柏人工林短期恢复土壤团聚体稳定性持续提高; 短坡长(<60 m)堆积体坡面土壤团聚体稳定性空间分布相对均匀; 相比未治理全坡面,削坡分级治理后平台和坡面所对应的R_0.25显著增加,增幅分别介于57%～95%和38%～44%,表明工程措施可提高土壤团聚体稳定性,且平台稳定性高于坡面; D与根重密度存在极显著负相关。研究结果不仅可为工程堆积体土壤团聚体稳定性评价提供参考,也可为其治理措施配置提供指导。     

稻壳及稻壳生物炭对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

【目的】长期种植雷竹(Phyllostachys praecox)会导致土壤酸化加剧,土壤结构破坏。我们比较了施用不同量稻壳和稻壳生物炭对土壤理化性状和团聚体组成的影响,以寻求实现雷竹的可持续生产的有效措施。【方法】采用盆栽方法进行雷竹幼苗试验,供试土壤长期种植雷竹,pH为5.3。设置分别施用稻壳、稻壳生物炭10 t/hm² (10H、10B)和30 t/hm² (30H、30B)处理,以不施稻壳和稻壳生物炭的处理为对照(CK)。雷竹幼苗生长262天后,采集土样测定土壤基本理化性质,采用湿筛法筛分不同粒级土壤团聚体,测定各粒级团聚体中有机碳和全氮含量。【结果】30H和30B处理均显著降低了<0.053 mm粒级团聚体含量,显著提高了水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)以及>0.25 mm粒级团聚体(R0.25)含量;10H和10B处理对水稳性团聚体的MWD、GMD以及R0.25含量均无显著影响。30B处理显著增加了>2 mm、0.25～2 mm、0.053～0.25 mm粒级团聚体中有机碳含量,其中增...     

丹江口库区不同土地利用方式土壤团聚体稳定性及分形特征

为分析南水北调(中线)丹江口库区不同土地利用方式土壤团聚体稳定性及其分形特征,揭示人类活动对土壤结构的影响,以库区内不同土地利用方式(水田、旱地、果园、人工林地、自然林地)土壤为研究对象,经干筛和湿筛法测定团聚体组成,以土壤团聚体稳定性指标(大团聚体含量(R0.25)和团聚体破坏率(PAD))、土壤团聚体直径指标(平均质量直径(MWD)和几何均重直径(GMD))以及分形维数(D)作为评价指标,对比分析丹江口库区不同土地利用方式下土壤团聚体组成及其稳定性。结果表明,对土壤团聚体组成的测定,湿筛法相对干筛法重现性更好,能更真实反映土壤团聚体组成及其稳定性。各土地利用方式总体上表现为林地(人工林和自然林)土壤稳定性和抗蚀性更好,其MWD和GMD值相对较高,D值相对较低;相反,旱作农地(果园和旱地)土壤团聚结构及其稳定性较弱,其MWD和GMD值相对较低,D值相对较高。说明各团聚体稳定性指标均能从不同角度反映不同土地利用方式对土壤团聚体稳定性的影响。相关性分析表明,土壤团聚体MWD、GMD值和D值与各粒径团聚体含量呈明显线性关系,在土壤团聚化过程中,土壤团聚体从微团聚体(0.25 mm)—中等团聚体(0.25~5 mm)—大团聚体(5 mm)的转化中,0.25,1,5mm粒级是较为关键的临界点。     

黄土高原吕梁山不同撂荒年限土壤团聚体稳定性及有机碳分布特征

为探究不同撂荒年限土壤结构及有机碳分布特征,试验选取黄土高原吕梁山自然撂荒1、2、3、5、10、15、20 a枣园土壤为研究对象,以清耕作业下的枣园土壤为对照(CK),利用干筛和湿筛法测定并分析各样地0～20 cm土层中土壤团聚体稳定性、团聚体有机碳与土壤总有机碳含量及其相关性。结果表明:撂荒初期,土壤团聚体含量呈波动变化趋势,撂荒3 a后土壤水稳性大团聚体含量(0.25 mm团聚体含量,R_(0.25))及团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)随撂荒年限的增加逐步提高。20 a撂荒地土壤水稳性大团聚体含量占团聚体总量的69.6%,较CK提高了55.2个百分点。土壤总有机碳、团聚体有机碳含量随撂荒年限的延长均呈先降低后增加的趋势,撂荒20 a土壤总有机碳含量达最大值7.88 g/kg;团聚体有机碳含量随团聚体粒径的减小呈先增加后降低的特点,主要集中于1～0.25 mm团聚体内。不同撂荒年限土壤中机械稳定性大团聚体有机碳对土壤总有机碳的贡献率为54.3%～82.2%,较CK(29.3%)提高25.0～52.9个百分点;水稳性大团聚体有机碳对土壤总有机碳的贡献率为17.7%～71.8%,除撂荒1 a和3 a土壤外,其他样地均高于CK (21.1%)。水稳性团聚体MWD、R_(0.25)与土壤总有机碳含量极显著相关(P0.01);水稳性团聚体GMD与土壤总有机碳含量显著相关(P0.05);水稳性团聚体R_(0.25)与2～1、1～0.25和0.25 mm水稳性团聚体有机碳含量极显著相关(P0.01),与5～2 mm团聚体有机碳含量显著相关(P0.05)。可见,撂荒恢复促进了土壤有机碳及水稳性团聚体有机碳含量的提高,从而提高了团聚体的稳定性。     

不同年限红柳恢复川西北高寒沙地对土壤团聚体和有机碳的影响

利用土壤大团聚体含量(R_(0.25))、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、团聚体破坏率(PAD)和团聚体对有机碳贡献率(F)指标,研究不同时间尺度红柳恢复川西北高寒沙地对土壤团聚体稳定性和有机碳分布的影响。结果表明:红柳不同恢复年限土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体都以微团聚体(0.25mm)组成为主,随着恢复年限增加,表层(0—20cm)2,0.5~2mm粒级土壤团聚体含量显著增加,表层(0—20cm)土壤团聚体R_(0.25)、MWD和GMD表现为0年5年10年15年,PAD呈现相反的特征;红柳恢复引起表层(0—20cm)土壤有机碳含量显著增加,随着恢复年限增加,2,0.5~2mm粒级团聚体有机碳含量显著提高,0.5mm粒级团聚体对土壤有机碳贡献率高达34%~60%;红柳恢复对亚表层(20—40cm)土壤团聚体与有机碳分布特征影响不显著。研究表明土壤团聚体稳定性和有机碳指标可作为川西北高寒沙地土壤生态修复适应性指标,红柳恢复对该区沙化土壤改良具有重要作用。     

祁连山浅山区退耕地土壤团聚体及其有机碳和全氮的分布特征

[目的]分析祁连山浅山区退耕地土壤团聚体及其有机碳和全氮分布特征,为该区退耕地植被恢复及水土流失防治提供理论依据。[方法]以祁连山大黄山林区三种类型退耕地为研究对象,通过干筛法测定团聚体粒径,分析不同粒级团聚体组成及其有机碳和全氮分布规律。[结果] 3种类型退耕地≥0.25 mm的大团聚体含量高于0.25 mm的微团聚体,其中以5 mm和0.25～2 mm粒级团聚体为主;封育草地团聚体稳定性最强,平均重量直径(MWD)高于沙棘林地9.31%,高于未封育草地31.95%;未封育草地土壤有机碳含量低于沙棘林地和封育草地,且差异显著,三种类型退耕地土壤全氮含量没有明显变化趋势;0.25～2 mm团聚体有机碳含量最高,0.25 mm微团聚体全氮含量最高,沙棘林地和封育草地土壤团聚体养分优于未封育草地;与团聚体分布特征相同,5 mm和0.25～2 mm粒级团聚体依然是退耕地有机碳和全氮储存的主体。[结论]祁连山浅山区退耕地以≥0.25 mm的大团聚体为主,沙棘林地和封育草地团聚体稳定性及其有机碳和全氮含量高于未封育草地。     

长期施肥对红壤性水稻土团聚体特征的影响

利用干筛法研究了红壤性水稻土连续施肥23年后,各粒径土壤团聚体含量及其特征值变化.结果表明:施用有机肥(NPKM、OM)与CK相比,可提高粒径3～5 mm土壤团聚体含量25.4%～24.6%,并分别降低粒径0.05～0.25 mm、＜0.05mm团聚体含量70.6%～71.1%和113.6%～121.7%,差异达显著水平;单施化肥处理(N、NP、NPK)与CK相比,各粒径土壤团聚体含量无明显差异,表明施肥对红壤性水稻土团聚体的影响主要受有机肥的控制.施用有机肥显著提高红壤性水稻土团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD),而降低团聚体的分形维D值:水稻土团聚体的MWD、GMD与＞3 mm团聚体含量和水稻年产量存在显著的正相关,而团聚体分形维D值则与＞3 mm团聚体含量和水稻年产量存在显著的负相关,因而土壤团聚体的MWD、GMD和分形维D值可较客观地反映土壤肥力的状态.不同施肥处理的水稻年产量与粒径3～5 mm团聚体含量呈显著正相关而与0.05～0.25 mm、＜0.05 mm团聚体含量呈显著负相关,表明红壤性水稻土团聚体干筛分析条件下,粒径3～5 mm、0.05～0.25 mm、＜0.05 mm团聚体含量可作为红壤性水稻土土壤肥力表征的物理性指标.     

水稻旱作条件下土壤水分对红壤磷素的影响

通过温室盆栽和大田试验研究旱作水稻在施用中量磷肥条件下,土壤水分对红壤中几种磷的含量和动态的影响。研究表明:土壤水分水平和采样时间对红壤全磷、有效磷、有机磷和不同形态的无机磷含量都有极显著的影响,且相互间的交互作用明显。栽种水稻后总体来说,土壤全磷、有机磷和O-P含量均有一定的提高,有效磷和Al-P、Fe-P、Ca-P含量则下降;土壤中不同形态无机磷含量为O-P>Fe-P>Al-P>Ca-P;大田和盆栽实验相比,在4种形态的无机磷、全磷和有机磷的排列顺序、演变趋势等方面基本一致,但有效磷则出现相反的结果,同时,大田试验土壤中各种磷的含量要比盆栽试验高得多,表明盆栽条件下,由于根系密度大,使土壤磷素消耗更快。     

不同耕作方式对紫色土侵蚀的影响

采用人工模拟降雨试验法对四川盆地丘陵区不同耕作方式紫色土侵蚀的影响实验结果表明：在平面耕作与顺坡垄作两种耕作方式下地表侵蚀率随着降雨历时的变化过程可以用对数相关方程进行描述，20min是侵蚀率变化的转折点；两种耕作制起初的径流含沙量变化起伏较大，以后随着降雨历时的延长，含沙量总体趋于稳定；顺坡耕作加大了土壤侵蚀，两种方式地表稳定侵蚀率最大可以相差30多倍。     

金沙江干热河谷典型区土壤退化机理研究——土壤侵蚀对土壤退化的作用

云南省金沙江干热河谷典型区土壤侵蚀普遍而严重 ,对土壤退化有关键性影响。通过对该区不同退化土壤的侵蚀状况 ,从土壤侵蚀对土壤退化的空间分布格局 ,土壤侵蚀对土壤退化类型的发生和作用机制 ,探讨了土壤侵蚀对土壤退化的作用和影响。结果表明 :(1)侵蚀和水土流失是造成土壤退化的要因 ,不同侵蚀类型及其强度控制了土壤退化的空间分布 ;(2 )土壤侵蚀对土壤退化的作用机制主要是 :不同土壤侵蚀强度 ,决定了土壤退化发生类型的数量和程度 ;通过对该区几类主要土壤退化类型发生机制进行分析 ,看出土壤侵蚀是以冲刷剥蚀、搬运扩散和沉积掩埋等作用为主 ,造成和加速了土壤退化的发生和发展。     

未开垦干扰黑土土壤磷素形态垂直分布特征

以典型黑土区未经干扰的天然次生林土壤为研究对象,采用修正的Hedley分级方法,研究了0~190 cm土壤剖面中不同磷素形态的分布特征。结果表明:未开垦干扰黑土土壤剖面有机磷含量高于无机磷,不同形态磷素含量以中活性有机磷Na OH-Po比重较大,占土壤全磷总量的50.78%,而活性磷H2O-Pi、Na HCO3-P含量及分别占土壤全磷总量的比重较低;垂直空间上,土壤各磷素形态含量以0~10 cm土层含量显著高于其他土层(P0.05),并且除Na OH-Po除外,其他磷组分随土壤深度的增加均表现为0~70 cm土层范围内逐渐降低,之后先增加后下降的一致性变化规律;相关分析表明,不同形态磷素与土壤有效磷均呈显著的相关关系,均可以作为植物吸收利用磷素的重要来源,其中Na HCO3-Pi、Na OH-Pi和Na OH-Po对有效磷的贡献较大。研究结果可为黑土区土壤磷素有效性评价提供本底值参考。     

我国华南地区不同利用条件下土壤演变对障碍因子的影响

华南地区不同土壤利用条件下土壤性质演变和障碍因子的识别,对该地区土壤发生过程和管理利用有重要参考价值。本文根据中国土壤系统分类的检索原则,在收集华南9省土种志典型剖面资料的基础上,确定了系统分类的土壤类型,并基于此,研究了不同利用条件下,土壤性质的演变,分析了土壤障碍因子及其影响程度。总的来看,发育在林地条件下的土壤,粉粒、pH、阳离子交换量(CEC)、盐基饱和度(BS)、速效磷、速效钾都明显低于旱耕地土壤,有机质、全氮则相反。林地土壤随着风化作用增强,从雏形土、淋溶土、富铁土到铁铝土,土壤黏粒含量逐渐增加,而土壤pH、CEC、有效CEC(ECEC)、有机质、全氮、速效磷、速效钾等逐渐降低。对旱耕地而言,各种土壤性质基本具有与林地土壤性质一致的变化趋势,但是增加或减少的程度有所不同。结合主成分中土壤性质的组合特征来分析土壤障碍,结果表明华南地区土壤在不同土壤利用和类型下都存在养分贫瘠化、酸化、黏化、磷和钾供应能力低下的主要障碍因子,但各障碍因子发生的次序不同,随着风化作用加强,土壤黏化成为最主要的障碍因子。因此,在土壤利用和管理过程中应因土制宜,根据土壤类型来确定适当的改良措施。     

东北黑土区土壤团聚体迁移特征的模拟降雨试验研究

坡面侵蚀过程中土壤团聚体迁移反映了团聚体的破碎程度以及雨滴打击和径流搬运之间的相互作用。基于模拟降雨试验,研究了黑土坡面不同粒级土壤团聚体的迁移特征。研究结果表明,同干筛处理相比,湿筛后≥0.25mm粒径的水稳性团聚体含量为52%,其较干筛处理减少24%。湿筛后土壤团聚体的粒级分布以<0.25mm团聚体居多;湿筛处理后>1mm粒级的团聚体含量较干筛处理减少了83.8%。在50和100mm/h两个降雨强度下,团聚体流失以<0.25mm的微团聚体为主,其流失量占团聚体流失总量的80%以上,且不同降雨强度下微团聚体流失量与含沙浓度存在显著正相关关系。50mm/h降雨强度下微团聚体流失量随降雨历时的增加呈先快速增加后递减,最后趋于相对稳定的变化趋势;而100mm/h降雨强度下,其变化趋势则表现为先快速增加后缓慢上升趋势。≥0.25mm各粒级团聚体的流失比例和流失团聚体的平均重量直径(MWD)均随降雨强度的增加而减小,反映了大雨强下雨滴打击对团聚体的分散作用。     

长期定位试验条件下红壤性水稻土有机质的变化

通过22年长期定位试验,研究了红壤性水稻土有机质的含量及其结合形态在3种稻作制、3种有机肥施用水平及2种地下水位深度条件下的长期演变规律,结果表明:红壤旱土改水田后,土壤有机质含量逐渐增加,各处理平均增长15.2gkg-1,增长率达98.9%。不同稻作制间,以稻—稻—冬泡处理土壤有机质增长幅度最大,21年共增加了18.0gkg-1,增长率达116.9%;稻—稻—冬绿处理次之,共分别增长15.8gkg-1和102.6%;稻—稻—冬油处理最低,仅分别增长11.9g kg-1和77.3%。不同有机肥施用水平间,以高量有机肥处理土壤有机质增长最快,21年共增加了17.9gkg-1,增长率为116.2%;常量有机肥处理次之,共分别增加16.1gkg-1和104.5%;化肥处理最低,共分别增加11.8gkg-1和76.6%。不同地下水位深度对土壤有机质积累的影响不显著。土壤腐殖质结合形态以紧结态为主,占腐殖质总量的50～70%,松结态腐殖质次之,占20～40%,稳结态腐殖质最少,仅5～11%。冬种处理土壤腐殖质的松/紧比大于冬泡处理。施用有机肥料能提高土壤腐殖质的松/紧比。     

土壤不同形态氮素在剖面中移动特征的模拟研究

应用室内土柱模拟试验方法,在可控水量条件下,研究不同水量淋溶情况下,土壤不同形态氮素在剖面中的分布和移动特征.研究表明,土壤有机氮组分中,氨基酸氮和NH₃-N是易于移动的形态,非酸解性氮则相对稳定;无机氮组分中NO₃^--N是易于移动的形态,NH₄⁺-N运移性差,非交换态NH₄⁺-N为相对稳定形态;水、肥条件是决定NO₃^-     

土壤酶在土壤有机培肥研究中的意义

土壤酶在土壤碳、氮、磷、硫等元素的循环中起着重要的生物学催化剂的作用,其活性的强弱直接与土壤肥力因素密切相关,各种有机培肥措施可直接或间接地影响土壤酶的活性。在土壤有机培肥研究中,可以把土壤酶活性作为评价土壤肥力的指标之一,直接研究各种酶类的活性变化,对于揭示土壤有机质转化的过程、方向及规律,土壤养分形成机理具有重大的意义。     

东北黑土区土壤容许流失量与水土保持治理指标探讨

在明确土壤容许流失量概念与意义的基础上，指出了我国东北黑土区现行的土壤容许流失量标准存在的不足。参考国内外土壤容许流失量制定的影响因子，以成土速率、水土流失类型与强度、土层厚度为主要参考指标，并提出以我国现行及未来一定时期内，水土保持实践中可能达到的限制土壤侵蚀的极限，作为确定东北黑土区土壤容许流失量的重要参考指标。综合考虑对黑土区内72条小流域水土保持实践的调查结果，初步确定了东北黑土区主要水土流失类型区土壤容许流失量指标及水土保持治理指标。