植茶年限对土壤团聚体氮、磷、钾含量变化的影响

采用野外调查和室内分析相结合的方法,研究了植茶年限对土壤团聚体氮、 磷、 钾含量变化的影响。结果表明, 1）土壤团聚体速效钾含量随粒径的减小先升高后降低,在0.5~0.25 mm粒径中较高,为38.52~70.32 mg/kg; 全磷、 全钾和碱解氮含量在各粒径中分布较均匀,其变异系数分别为2.77%~11.58%、 0.82%~3.72%和5.98%~10.62%;而全氮和有效磷含量则集中在 0.25 mm 粒径的团聚体中,分别为0.40~0.98 g/kg和8.53~29.32 mg/kg。2）随着植茶年限的增加,各粒径团聚体全氮、 碱解氮、 全磷和有效磷含量逐渐升高,而速效钾含量则有所降低,全钾含量变化不明显。3）不同粒径土壤团聚体对土壤氮、 磷、 钾含量的贡献率有45%~72% 来自5 mm 的团聚体,随着植茶年限的增加,5 mm 的团聚体对土壤养分的贡献率先升高后降低,在植茶23年和31年时较高,为60%~72%。不同粒径团聚体对土壤氮、 磷、 钾的保持和供应能力存在明显差异,长期植茶有利于土壤团聚体全氮、 碱解氮、 全磷和有效磷的积累,但速效钾含量却逐年降低,故在茶园的生产管理中,需平衡施用氮、 钾肥,植茶23年后应增施有机肥料,以促进土壤大团聚体含量的增加,提高茶园土壤的保肥和供肥能力。     

稻田植茶后土壤团聚体水稳性变化特征及影响因素分析

采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究名山地区稻田植茶后土壤团聚体水稳性变化特征及其影响因素。结果表明:稻田及植茶后的土壤水稳性团聚体含量在各粒径及土层间表现不同,稻田、茶园5年和10年土壤水稳性团聚体含量总体上随着粒径的减小呈先降低后上升的趋势,茶园15年水稳性团聚体含量则随着粒径的减小逐渐增加。从不同土层来看,在0—20,20—40cm土层中,随着稻田植茶年限的增加,土壤团聚体含量以2mm粒径团聚体为主转变为以0.25mm粒径团聚体为主,而在40—60cm土层中,总体上0.25mm粒径团聚体占据着主要地位;在0—20cm和20—40cm土层,稻田植茶后土壤团聚体水稳性逐年下降,由大到小依次为水稻田茶园5年茶园10年茶园15年,而在40—60cm土层,土壤团聚体水稳性由大到小依次为茶园5年茶园10年水稻田茶园15年,不同土层中团聚体的水稳性与0.25mm粒径团聚体含量呈正相关关系。稻田及稻田植茶后的土壤团聚体水稳性受土壤的理化性质影响,其中受0.25mm粒径团聚体含量、土壤容重、总孔隙度的影响较显著。就所测养分而言,稻田土壤团聚体的水稳性影响因素为有机质和游离氧化铁,茶园5年的影响因素为有机质和阳离子交换量(CEC),茶园10年的影响因素为有机质、CEC和有效磷含量,而茶园15年的影响因素主要是CEC含量。     

林地转变为茶园对土壤团聚体及渗透性能的影响

采用野外调查和室内分析相结合的方法,研究了林地转变为茶园对土壤团聚体及渗透性能的影响。结果表明:林地和植茶30年茶园土壤水稳性团聚体以5mm粒径为主,新垦3年茶园以0.25mm的微团聚体含量为主。林地开垦为茶园后,在0—20cm土层中土壤0.25mm的水稳性团聚体含量(R0.25)、平均重量直径(MWD)、几何平均值(GMD)、初始渗透速率、平均渗透速率、稳定渗透速率、前30min渗透量和总渗透量分别降低了10.59%~19.38%,30.32%~65.60%,44.04%~72.08%,49.97%~76.62%,51.04%~73.90%,51.90%~55.66%,55.61%~78.82%,59.65%~69.23%(P0.05),分形维数(D)则显著增加了4.61%~7.52%(P0.05);各样地土壤R0.25、MWD、GMD、初始渗透速率、平均渗透速率、稳定渗透速率、前30min渗透量和总渗透量均表现为林地植茶30年茶园新垦3年茶园,D表现趋势则相反;Pearson相关分析表明,各样地土壤渗透性能指标与R0.25、MWD、GWD和5mm团聚体含量呈极显著正相关,与1~2,0.5~1,0.25~0.5,0.25mm团聚体含量、分形维数(D)呈显著或极显著负相关;各样地土壤团聚体稳定性能指标(D除外)和渗透性能参数均与土壤有机碳、碱解氮、速效钾、孔隙度和田间持水量之间呈极显著正相关,与土壤容重之间呈极显著负相关,与pH和速效磷之间相关性不显著。以上结果表明,林地开垦为茶园后,土壤水稳性团聚体含量下降(尤其是5mm大团聚体含量),从而导致土壤团聚体稳定性降低,渗透性能指标也随之下降;随着植茶年限增加,土壤有机碳和速效养分增加,有利于增加土壤大团聚体含量,土壤团聚体稳定性和渗透性能指标得到恢复,但仍未达到林地水平。     

连续施用土壤改良剂对砂质潮土团聚体及作物产量的影响

  【目的】   研究施用无机和有机土壤改良剂对团聚体形成和作物产量的影响,为新型土壤改良剂的应用提供理论依据。   【方法】   以河北廊坊砂质潮土为研究对象,以虾头蟹壳废弃物为核心材料的有机土壤改良剂 (SC) 和以凹凸棒土为核心材料的无机土壤改良剂 (SA) 为试材,进行4年 (2015—2019) 定位试验。试验设4个处理:单施化肥 (CK)、化肥+无机改良剂 (SA)、化肥+有机改良剂 (SC)、化肥+无机改良剂+有机改良剂 (SCA)。种植方式为小麦–玉米轮作。2019年小麦和玉米收获后,测定作物产量并采集耕层土壤,测定土壤理化指标、微生物量碳氮含量、团聚体组成及其碳氮含量。   【结果】   在小麦季和玉米季,SCA处理均可显著提高作物产量,较CK处理分别提高了54.16%和24.26%;在小麦季,SC处理较CK处理显著提高土壤全氮 (TN)、有机碳 (SOC)、速效钾 (AK) 和有效磷 (AP) 含量,微生物量碳 (MBC) 显著提高8.82%,pH显著降低3.19%;在玉米季,SCA处理较CK显著提高了土壤TN、SOC、AK、AP含量,MBC显著提高了33.65%,土壤pH显著降低了5.92%;在小麦季和玉米季,土壤团聚体均以粒径0.053～0.25 mm为主;与CK处理相比,小麦季SC处理土壤粒径 > 0.25 mm的大团聚体含量、平均重量直径 (MWD) 和几何平均直径 (GMD) 分别显著提高42.51%、22.41%和20.35%,玉米季SCA处理3个指标分别显著提高68.71%、35.47%和29.65%;各粒级团聚体中SOC和TN含量都以粒径 > 0.25 mm大团聚体最高,且SCA处理显著增加土壤各级别团聚体SOC和TN含量;施用土壤改良剂增加粒径 > 0.25 mm大团聚体SOC和TN贡献率,小麦季SC处理较CK处理分别增加了29.06%和69.24%,玉米季SCA处理较CK处理分别增加了61.62%和114.20%;通过冗余分析和结构方程模型分析发现,粒径> 0.25 mm大团聚体与pH呈负相关关系,与AP、MBC、SOC以及各粒级团聚体中碳含量呈正相关关系;稳定的团聚体结构会影响SOC含量和pH,改善土壤C/N,进而影响作物产量。   【结论】   在砂质土壤上,单独施用以虾头蟹壳废弃物为核心材料的有机土壤改良剂或与无机土壤改良剂配施均可改善土壤理化性质,促进大团聚体形成,提高团聚体稳定性,稳定的土壤团聚体可通过改善土壤碳氮比以提高作物产量。     

植被恢复对亚热带侵蚀红壤团聚体养分分布的影响

为深入了解不同植被恢复年限下土壤团聚体养分分布特征,以典型红壤侵蚀区福建省长汀县河田地区恢复年限分别为0,5,10,15,30,80a的坡地土壤为研究对象,分别对0—20cm和20—40cm土层不同粒径团聚体养分含量进行测定,并分析了它们与不同团聚体的相关关系。结果表明:(1)植被恢复过程中,土壤团聚体有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量的变化范围分别为2.06~27.71g/kg,0.54~2.12g/kg,0.034~0.171g/kg,2.20~6.89g/kg,0.31~3.30mg/kg和7.35~85.71g/kg;(2)有机碳、全氮、全磷和速效磷含量随着团聚体粒径的减小总体上表现出显著升高趋势(P0.05),全钾和速效钾含量无明显差异(P0.05);(3)随植被恢复年限增加,各粒径团聚体中有机碳、全氮、全磷、速效磷含量总体上呈显著升高趋势(P0.05),全钾含量先升高后降低,而速效钾含量表现出波动增加趋势;(4)恢复初期(0a和5a)不同土层间团聚体养分含量无明显变化(P0.05),其它恢复年限0—20cm土层团聚体有机碳、全氮、全磷、速效磷和速效钾含量显著高于20—40cm土层(P0.05);(5)团聚体对土壤养分的贡献率表现为(5mm)(2~5mm)(0.5~1mm)(1~2mm)(0.25~0.5mm)(0.25mm),2mm粒径养分贡献率达34.18%~49.93%,土壤养分含量与0.25mm粒径相关性较强(P0.01)。植被恢复在降低土壤侵蚀的同时,土壤团聚体养分含量明显增加,土壤结构得以改善,养分固持能力得到加强。     

生物炭施用下潮土团聚体微生物量碳氮和酶活性的分布特征

  【目的】  探究生物炭配施化肥对不同粒级团聚体中微生物量碳、氮 (MBC、MBN) 含量和胞外酶活性的影响,分析影响团聚体胞外酶活性变化的主控因素,为提升土壤质量提供科学依据。  【方法】  田间微区试验在河南现代农业研究基地进行,供试土壤为石灰性潮土。设置4个处理:不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、单施生物炭 (BC) 和生物炭配施化肥 (BC+NPK),生物炭是以花生壳为原料高温裂解制备而成,仅在试验开始前施用一次,化肥每季均施用。试验开始于2017年小麦季,于2019年9月玉米收获后采集耕层土壤样品,测定土壤养分含量,分析各粒径团聚体MBC、MBN含量和酶活性。  【结果】  与CK相比,NPK处理可显著提高耕层土壤有效磷、速效钾和硝态氮含量,BC处理可显著提高有机碳和全氮含量,BC+NPK处理则显著提高了以上各指标含量。与CK相比,BC处理显著降低了粒径2～0.25 mm团聚体MBN含量,并明显增加了该粒径的MBC/MBN值;BC+NPK处理显著增加了粒径 > 2 mm和0.25～0.053 mm团聚体中MBC含量 (增幅分别为59.57%和34.68%),也增加了耕层土壤、粒径 > 2 mm和2～0.25 mm团聚体中MBN含量 (增幅分别为17.33%、42.24%和19.28%)。与CK相比,NPK、BC和BC+NPK处理均显著增加粒径 > 2 mm团聚体微生物熵,而BC和BC+NPK处理则显著降低了耕层土壤、粒径2～0.25 mm和0.25～0.053 mm团聚体微生物熵。与CK相比,NPK和BC+NPK处理均显著提高了粒径2～0.25 mm和0.25～0.053 mm团聚体中β-葡糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、α-葡糖苷酶和β-木糖苷酶活性;在粒径 > 2 mm团聚体中,仅BC+NPK处理明显提高了该四种酶的活性。与CK相比,NPK和BC+NPK处理均明显提高了粒径 > 2 mm团聚体中脲酶活性及粒径0.25～0.053 mm团聚体中乙酰氨基葡糖苷酶活性,仅BC+NPK处理可显著提高粒径 > 2 mm和0.25～0.053 mm团聚体中亮氨酸氨基肽酶活性。团聚体酶活性变化与MBC、MBN含量以及MBC/MBN值显著相关。粒径 > 2 mm团聚体中酶活性变化与微生物熵、全氮和MBC含量均显著相关,粒径2～0.25 mm团聚体中酶活性变化与MBC/MBN值显著相关,而粒径0.25～0.053 mm团聚体中酶活性变化与MBC含量显著相关。  【结论】  生物炭与化肥配施有利于土壤碳的固存,改善土壤微环境,提升土壤质量,且生物炭添加到土壤中有较长的后效。     

片麻岩山地土壤团聚体分布及养分特征

为了探明太行山片麻岩山地土壤团聚体的分布及养分特征,以河北省平山县为试验地,研究了土壤团聚体分布、土壤养分特征以及各粒级土壤团聚体的养分贡献率。结果表明,风化层、半风化层土壤团聚体均以0.5~1mm粒级为主,2~5mm粒级次之,1~2mm粒级团聚体含量最少。有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量在团聚体中的分布存在一定差异。其中有机质、碱解氮含量均随着团聚体粒径的增大而升高;有效磷含量随团聚体粒径的增大呈现先增大后减小的趋势;全氮、全钾、速效钾含量在团聚体中的分布相对较均匀;而全磷含量在5 mm粒级团聚体中最高,在其他粒径团聚体中分布均匀。不同粒级团聚体对土壤主要养分的贡献率有所不同,其变化趋势与土壤团聚体含量分布一致。总体来看,土壤团聚体中的养分约90%来自0.25mm粒级的团聚体。     

植茶年限对土壤团聚体中交换性盐基离子分布的影响

采用野外调查和室内分析相结合的方法,就植茶年限对土壤团聚体中交换性盐基离子分布的影响进行了研究。结果表明：（1）土壤团聚体交换性K 含量随粒径的减小先升高后降低;交换性Mg2 含量在各粒径中分布较均匀;而交换性Na 、Ca2 含量和交换性盐基总量（TEB）随粒径的减小而升高。各粒径团聚体交换性盐基离子平均含量表现为Ca2 > Mg2 > K > Na ;（2）随着植茶年限的增加,各粒径团聚体交换性K 、Na 含量逐渐降低;交换性Ca2 、Mg2 含量和TEB先升高后降低,且均在植茶23 a和31 a含量较高。其中,0～20 cm土层比20～40 cm土层的变化幅度更明显;（3）土壤团聚体（K Na ）/（Ca2 Mg2 ）含量比值随粒径的减小先升高后降低;而团聚体含量随粒径的减小则先降低再升高最后降低。随着植茶年限的增加,各粒径团聚体（K Na ）/（Ca2 Mg2 ）含量比值先降低后升高,植茶23 a和31 a含量比值较低,这与>5 mm团聚体含量的变化规律相反,0～20 cm土层表现更明显。不同粒径团聚体对交换性盐基离子的保持和供应能力存在明显差异,各粒径团聚体交换性K 、Na 含量逐年降低,交换性Ca2 、Mg2 含量在植茶23 a和31 a较高,其后有所降低。因此,在茶园管理中需平衡施用氮、钾肥,植茶23 a后应增施有机肥料,加强水土保持,防止土壤严重酸化以减少Ca2 、Mg2 淋失。     

化肥配施不同剂量有机肥对黑土团聚体中有机碳与腐殖酸分布的影响

【目的】 团聚体的形成为土壤有机碳的稳定提供了重要的物理保护,施用有机肥影响着土壤团聚体的形成,量化有机肥施用剂量与团聚体有机碳稳定性之间的关系对于阐明农田土壤有机碳的固碳机制具有重要意义。 【方法】 以黑龙江省海伦市国家野外科学观测研究站为平台,选择连续10年进行化肥配施不同剂量有机肥处理[0、7.5、15、22.5 t/(hm2·a)]的黑土为研究对象,将团聚体分组与腐殖酸提取相结合,分析了不同粒径团聚体中有机碳和腐殖酸的含量与光学特性。 【结果】 1)与单施化肥相比,化肥配施有机肥增加了大团聚体( > 0.25 mm)的分配比例与团聚体的平均重量直径,二者均随着有机肥剂量的增加而逐渐升高,回归拟合分析表明,团聚体的平均重量直径与有机肥剂量之间呈现显著的正相关关系(P=0.03)。2) 2~0.25 mm团聚体是黑土有机碳的主要贮存场所,约占有机碳总量的64.8%~68.8%,大团聚体中有机碳的含量与储量均随着有机肥剂量的增加而逐渐升高, < 0.053 mm团聚体中有机碳含量与储量则维持在较稳定的水平。3)各粒级团聚体中腐殖酸碳含量以0.25~0.053 mm团聚体最高,各粒级团聚体中腐殖酸碳占有机碳百分比之间的差异不显著。化肥配施有机肥提高了各粒级团聚体中腐殖酸碳的含量,使团聚体对有机碳的固持能力增加,且各粒级团聚体中腐殖酸碳的含量随着有机肥剂量的增加逐渐升高。4)化肥配施有机肥增加了各粒级团聚体中腐殖酸的E4/E6比值,表明其分子结构简单化,且以 > 2 mm和0.25~0.053 mm团聚体中腐殖酸E4/E6比值的增加最显著。 【结论】 在黑土中,长期连续进行化肥配施有机肥,促进了团聚体的形成,改善了耕层土壤结构,增加了团聚体中有机碳的积累与固持能力,并使各粒级团聚体中腐殖酸的结构“年轻化”,这种促进作用在高剂量有机肥施用下更为显著。实际生产中,在短期内可通过适当提高有机肥的施用量以提高黑土肥力及其固碳能力。     

恢复年限对裸露边坡土壤团聚体颗粒和碳、氮、磷分布的影响

研究了不同恢复年限下裸露边坡土壤团聚体颗粒的分布以及土壤团聚体颗粒碳、氮、磷元素的含量。研究选取切挖后恢复43a和切挖后恢复3a的裸露边坡为研究对象,以农田为对照,分别采集上述边坡土壤样本,通过一组土壤筛将土壤样品筛分,计算各粒级(0.25mm,0.25~0.5mm,0.5~1mm,1~2mm,2~3mm,3~5mm和5mm共7个粒级)土壤团聚体百分含量,而后将土壤各粒级团聚体分别研磨用于化学测定。研究结果表明,随着边坡恢复年限的增加土壤颗粒向大团聚体聚集,5mm粒级团聚体含量表现为切挖43a边坡切挖3a边坡农田。切挖后恢复43a的裸露边坡2mm粒级团聚体占全土的82.85%,切挖后恢复3a的裸露边坡2mm粒级团聚体占77.48%。土壤有机碳和氮含量在对应各粒级团聚体中均表现为切挖43a边坡农田切挖3a边坡。切挖后恢复43a的裸露边坡粒径5mm团聚体中有机碳占全土有机碳含量的46.24%,切挖后恢复3a的裸露边坡为35.48%。切挖后恢复43a的边坡粒径5mm团聚体氮含量占全土氮含量的比例为56.62%,切挖后恢复3a的边坡为43.61%。各粒级团聚体的C/N研究结果显示,切挖后恢复43a的裸露边坡土壤团聚体C/N高于切挖后恢复3a的裸露边坡的C/N。而土壤团聚体磷含量表现为农田切挖43a边坡切挖3a边坡,其中切挖后恢复43a的边坡和切挖后恢复3a的边坡土壤各粒级团聚体磷含量之间差异不显著。研究认为,随着边坡恢复年限的增加,土壤结构逐渐恢复,土壤大团聚体(粒径5mm)所能提供的碳、氮和磷元素也逐渐增加。     

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...     

钾钠离子添加对土土壤团聚体和有机碳矿化的影响

  【目的】  评价单价阳离子对团聚体稳定性和土壤有机碳矿化的影响,为有机肥尤其是粪肥的科学施用提供理论依据。  【方法】  采用恒温培养法,研究了不同钾、钠离子浓度下土壤团聚体的稳定性。供试土壤为土。试验中设置K+梯度分别为120、200、280、370、540 mg/kg;Na+梯度分别为90、180、270 mg/kg;并设置在K+ 370 mg/kg浓度下,添加Na+ 0、90、180、270 mg/kg的各处理;并以不添加钾钠离子的处理为对照。土壤在70%田间持水量下培养,定期取样,直到培养105天结束。监测土壤有机碳的矿化动态,以双库指数模型模拟有机碳的矿化特征,湿筛法测定团聚体稳定性。  【结果】  所有处理中2～0.25 mm和 >2 mm团聚体的比例均显著高于0.25～0.053 mm团聚体和<0.053 mm粉粘粒,分别占总量的42.0%～52.7%和26.0%~38.9%。添加K+、Na+以及同时添加K+和Na+总体上降低了>2 mm团聚体比例,增加了2～0.25 mm团聚体和< 0.053 mm粉黏粒组分比例,从而降低了团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),钾钠共同作用效果更明显。K+ 120 mg/kg和Na+ 180 mg/kg两个处理显著降低了有机碳累积矿化量,其余单独添加K+或Na+的处理均无显著影响。钾钠共同处理的土壤有机碳累积矿化量随Na+浓度的增大而减小,降幅为1.2%～22.3%。双库指数模型能较好的模拟有机碳的矿化动态。拟合结果表明,所有处理均增加了来源于活性碳库有机碳的矿化量(Ca),降低了除K+540 mg/kg处理外其他处理源于惰性碳库有机碳的矿化量(Cs),且均降低了活性碳库的矿化速率常数(Ka)。同时,所有处理均增加了Ca占总有机碳矿化量的比例(Ra),而降低了Cs的占比(Rs)。冗余分析(RDA)表明,有机碳累积矿化量与GMD显著正相关,与土壤结构稳定性阳离子比值(CROSS)、钠吸附比(SAR)和可交换性钠百分比(ESP)显著负相关。  【结论】  钾、钠离子的累积显著影响了土壤团聚体组成,降低了团聚体MWD和GMD,抑制了惰性有机碳的矿化,提高了活性有机碳的矿化量,这可能是施用钾肥很难提高土壤有机质含量的一个原因。     

秸秆和生物炭还田对棕壤团聚体分布及有机碳含量的影响

  【目的】  比较长期秸秆和生物炭还田后土壤团聚体的变化与差异，旨在探索棕壤适宜的改良方法。  【方法】  在辽宁沈阳棕壤上连续进行了6年的田间定位微区试验，种植制度为玉米连作，试验共设6个处理:不施肥 (CK)、单施氮磷钾 (NPK)、单施生物炭 (B)、生物炭与氮磷钾配施 (BNPK)、单施秸秆 (S)、秸秆与氮磷钾配施 (SNPK)。在玉米收获后，采集0—20和20—40 cm两土层土壤样品，采用Yoder湿筛法进行了团聚体分级和测定。  【结果】  与NPK相比，BNPK和SNPK处理显著提高了0—20和20—40 cm土层 > 1 mm、1～0.5 mm和 0.25～0.5 mm粒级团聚体含量占比，降低了0.25～0.053 mm粒级团聚体含量占比，SNPK处理提高大团聚体含量占比的效果显著高于BNPK。与NPK处理相比，BNPK和SNPK处理显著增加了团聚体平均重量直径 (MWD)、几何平均直径 (GMD) 和0.25 mm粒级团聚体含量 (R_0.25)，即增加了团聚体的稳定性，SNPK处理的团聚体MWD和GMD值又显著高于BNPK，R_0.25值两处理间无显著差异 (0—20 cm土层)。随团聚体粒级减小，不同粒级团聚体有机碳含量随之减少，以 > 1 mm粒级团聚体有机碳含量最高。与CK相比，各施肥处理均增加了各粒级团聚体有机碳含量，BNPK处理对0—20 cm土层0.25～0.053 mm粒级团聚体有机碳含量影响最显著，有机碳含量增加了44.57%。  【结论】  长期秸秆和生物炭还田能够改变土壤团聚体的分布，有利于大团聚体的形成和土壤结构改善，可提高土壤团聚体有机碳含量和团聚体稳定性，增加作物产量；秸秆直接还田提高团聚体稳定性的效果优于生物炭还田，生物炭还田提高团聚体有机碳的效果方面优于秸秆直接还田。     

湿筛过程中分散液的质量对土壤团聚体稳定性影响

【目的】土壤团聚体是土壤结构的基本单元,决定着土壤在生态系统中的作用和功能。保持良好的结构状态和稳定的结构性能是确保土壤水、 肥、 气、 热肥力因子协调的基本条件。现代土壤管理中大量使用的化肥无机盐以及灌溉水体富含的离子都会造成对团聚体的破坏,本文以富含有机质的黑土为研究对象,探索湿筛过程中分散溶液的质量对团聚体稳定性的影响。【方法】以氯化钠、 氯化钙和氯化铝3种不同价态的阳离子溶液为介质,采用改进的萨维若夫（Саввинов）法进行湿筛,设置0（不加盐去离子水,CK）、 0.1、 0.3、 0.5 mol/L 4个浓度水平,研究直径0.25 mm的土壤团聚体在不同阳离子盐溶液作用下的稳定性。【结果】不同盐溶液中黑土团聚体的稳定性差异很大。在氯化钠盐溶液中,黑土团聚体的盐破坏率（PAD0.25/w）均为正值,且随钠盐溶液浓度的增大而增加,在浓度为0.1、 0.3和0.5 mol/L的氯化钠溶液中分别为0.21%、 10.7%和14.4%。在氯化钙溶液和氯化铝溶液中,黑土PAD0.25/w均为负值, 氯化钙溶液中PAD0.25/w的绝对值随着盐浓度的增大而减小,氯化铝溶液中PAD0.25/w的绝对值均在51%以上。【结论】一价盐溶液加剧了0.251 mm黑土团聚体的分散,但能够保护直径1 mm以上的团聚体,而二价盐和三价盐溶液对团聚体的分散有明显的抑制和保护作用。     

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。     

近30年扬州市耕地土壤肥力变异特征及其驱动因素分析

  【目的】   揭示耕地土壤肥力变异特征及其影响因素，以指导长江中下游粮食主产区农业生产与耕地保育。   【方法】   江苏省扬州市是长江中下游粮食主产区的典型区域，选取扬州市1984年与2014年土壤pH、全氮、有效磷、速效钾和有机质作为土壤综合肥力评价指标，采用内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数，采用GIS和地统计学相结合的方法，确定各项肥力指标和综合肥力指数的时空变异特征和分布格局，通过回归分析探究土壤肥力差异的主控因素。   【结果】   1) 30年间 (1984—2014年) 长江中下游粮食主产区耕层土壤有机质、全氮和有效磷含量分别增加了6.01 g/kg、0.33 g/kg和21.21 mg/kg，速效钾含量降低了9 mg/kg，土壤pH降低了0.77。土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈中等变异性，土壤pH呈弱变异性；2) 30年间耕地土壤肥力指数增加0.31，年度间稳定，呈中等变异性和中等空间自相关性，耕地土壤肥力水平上升明显。耕地土壤肥力等级1984年以Ⅲ级为主、占总耕地面积的73.27%，2014年以Ⅱ级为主、占比76.20%；3) 成土母质、土类、亚类、土壤质地、土地利用方式对长江中下游粮食主产区耕地土壤肥力变异达到极显著影响 (P < 0.01)。1984年和2014年土地利用方式能够独立解释53.9%和58.0%的耕地肥力演变差异，是长江中下游粮食主产区30年耕地土壤肥力变异最主要影响因素。   【结论】   长江中下游粮食主产区耕地土壤肥力总的呈增加趋势，肥力等级由1984年的以Ⅲ级为主，提升到2014年的以Ⅱ级为主。土地利用方式是长江中下游粮食主产区 (扬州市) 30年间耕地土壤肥力变异的最主要驱动因素。     

生物炭对酸化茶园土壤性状和细菌群落结构的影响

  【目的】   生物炭作为一种高效、绿色、多功能的土壤调理剂受到了广泛关注，但生物炭对酸化茶园土壤改良的长期效应还缺乏了解。研究施用生物炭5年后对茶园土壤性状和细菌群落结构的影响，为生物炭在酸化土壤改良上的合理应用提供科学依据。   【方法】   茶园生物炭田间试验在福建安溪县进行，茶园种植年限超过7年，茶树品种为铁观音，土壤为黄壤 。试验设生物炭施用量0、2.5、5、10、20和40 t/hm2共6个水平，一次施入土壤，5年后调查了茶园土壤pH、电导率 (EC)、可溶性有机碳含量、细菌群落结构变化及它们间的相关关系。   【结果】   施用生物炭5年后，茶园土壤pH提高了0.16～1.11个单位，可溶性有机碳含量提高了52.6%～92.3%，EC值降低了1.85%～47.77%，其中施用10～40 t/hm2生物炭处理的pH值均显著高于0～5 t/hm2处理。施用生物炭5年对土壤性质的改变，进一步影响了细菌群落结构，细菌群落Chao指数、ACE指数表现为随生物炭施用量增加而增加得趋势，Shannon指数呈现先增加后降低的趋势。施用生物炭促进了适宜酸中性或弱碱性环境的节杆菌属、硝化螺旋菌属、黄色杆菌科细菌相对丰度的增加，降低了嗜酸性细菌如酸杆菌属细菌的相对丰度。细菌群落结构与环境因子的关联分析表明，施用0～10 t/hm2生物炭处理细菌群落结构受pH、EC环境因子的影响较大；施用20～40 t/hm2生物炭处理细菌群落结构受土壤可溶性有机碳等环境因子的影响较大；其中硝化螺旋菌属、α-变形菌门、酸杆菌属、康奈斯氏杆菌属等的相对丰度与土壤pH、EC值间具有显著相关性。   【结论】   在酸化茶园施用生物炭5年后，土壤pH、EC和可溶性有机碳含量发生了显著变化，增加了细菌群落多样性指数，且适宜酸中性或弱碱性环境的细菌丰度增加，嗜酸性细菌丰度降低；其中施用0～10 t/hm2生物炭的处理土壤pH、EC是显著影响细菌群落结构的环境因子，施用20～40 t/hm2生物炭的处理土壤可溶性有机碳含量是显著影响细菌群落结构的环境因子。     

皖北主产烟区亳州市谯城区农田耕作层土壤钾素研究

亳州市谯城区是皖北烟叶主产区,但烟叶钾含量低,导致烟叶品质不高。土壤钾素状况是影响烟叶钾含量的主要因素之一,为此,本研究于2013年采集谯城区90个典型农田的耕作层土壤,测定了其全钾、缓效钾和速效钾含量,并与第二次土壤普查的相应结果进行了对比,旨在摸清谯城区农田耕作层土壤钾素现状及其变化趋势,通过指导钾肥施用提高烟叶含钾量。研究结果表明:谯城区农田耕作层土壤缓效钾和速效钾含量总体上较高,但现烟叶种植集中的西北部是土壤缓效钾和速效钾含量相对最低的地区;与第二次土壤普查期间相比,种烟少的土壤耕作层速效钾含量呈增加趋势,但种烟多的土壤耕作层速效钾呈勉强平衡或亏损状态;西北部应加大烟叶种植期间钾肥施用量,并可以考虑在土壤缓效钾和速效钾含量较高的西南部和中部扩大烟叶种植面积。