灌溉方式对保护地土壤微团聚体及其碳、氮分布的影响

以连续13年沟灌、滴灌和渗灌3种不同灌溉方式灌溉的保护地土壤为对象,研究不同灌溉处理保护地土壤微团聚体的分布及其碳、氮含量变化.结果表明,不同灌溉处理间,0-10 cm和10-20 cm土层土壤微团聚体含量均以渗灌处理最高,且0-10 cm土层灌溉处理间差异大于10-20 cm土层;各灌溉处理0-10 cm土层和10-20 cm土层土壤微团聚体均以0.01～0.05 mm粒级为优势粒级,0.05～0.25 mm粒级为次优势粒级,而＜0.01 mm粒级土壤微团聚体含量最少;灌溉处理间0-10 cm和10-20 cm土层各粒级土壤微团聚体全氮含量分布的总体趋势是滴灌高于沟灌和渗灌,且颗粒越小、这一处理间差异越明显,而处理间各粒级土壤微团聚体总碳含量差异不明显;0-10 cm土层某粒级土壤微团聚体总碳和全氮含量高于10-20 cm土层同粒级土壤微团聚体,而在同一土层微团聚体粒径越小、其总碳和全氮含量越高.从土壤结构及养分性状考虑,滴灌和渗灌比沟灌更适合于保护地蔬菜栽培灌溉.     

不同灌溉方式对保护地团聚体的影响

不同灌溉方式对保护地团聚体影响的研究,为10 a定位试验。土壤样品采自保护地长期定位灌溉试验地。试验设渗灌、滴灌和沟灌3种灌溉方式,通过测定3种灌溉方式长期灌溉保护地土壤结构的变化,探讨了灌溉方式对土壤结构性能的影响。结果表明:与传统的沟灌相比,滴灌能够提高团聚体的含量和平均质量直径(φm);渗灌则能提高水稳性团聚体的含量及平均质量直径(φm),在团聚体稳定性方面有更为突出的贡献。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。     

不同灌溉方式对保护地土壤酸化特征的影响

自连续13a在同一地块以不同灌溉方式进行灌溉试验的保护地,分层采集沟灌、滴灌、渗灌3个处理0～60cm土层土壤样品,研究灌溉方式对土壤酸化特征的影响。结果表明,3种灌溉处理土壤活性酸度和交换性酸含量均随着土层加深而降低,各处理间土壤活性酸度在0～40cm土层差异明显,总体为沟灌>渗灌>滴灌;土壤交换性酸差异出现在0～30cm土层,为渗灌>沟灌>滴灌;土壤交换性Al3+随土层加深呈先增加后降低的变化趋势,且以滴灌含量最低。各处理土壤盐基饱和度(BS)随土层加深而增加,在0～30cm土层为滴灌>渗灌>沟灌。土壤pH与交换性酸、硝态氮含量呈极显著负相关,与盐基饱和度、特别是Ca2+饱和度呈极显著正相关;Al3+占交换性酸比例与有机质含量呈极显著负相关。总之,保护地土壤酸化与硝态氮含量、盐基饱和度、有机质含量关系密切;与沟灌和渗灌相比,滴灌更利于抑制土壤酸化。     

灌溉方法对保护地土壤有机氮矿化特性的影响

采用Stanford和Smith提出的长期间歇淋洗通气培养法,对连续7a采用渗灌、滴灌和沟灌灌溉,栽培番茄的保护地不同剖面层次土壤的有机氮矿化特点进行了研究。渗灌管为发汗式半软管,埋深为30cm;渗灌、滴灌和沟灌灌水方法及施肥、田间管理同当地农业生产。当20cm深处的土壤水吸力达到40kPa时开始灌水,渗灌和滴灌每次的灌水量是沟灌灌水量的1/2。试验结果表明,土壤矿化氮含量随着土层深度的增加而降低。从累积矿化氮量—时间曲线变化的趋势看,可将保护地土壤0～50cm剖面分为三个层次,其中渗灌与滴灌处理相似,为0～20cm、20～40cm和40～50cm土层,而沟灌处理则为0～30cm、30～40cm和40～50cm土层。保护地不同层次土壤有机氮的矿化可以用Twopool模型表达。比较不同灌溉处理,在0～10cm土层,易矿化有机氮含量(N1)表现为滴灌>沟灌>渗灌,易矿化有机氮矿化速率(k1)常数也以滴灌处理最大,说明滴灌更有利于表层土壤易矿化有机氮的形成。与渗灌和沟灌相比,长期使用滴灌灌溉有利于改善保护地土壤有机氮的品质。     

保护性耕作对土壤团聚体及其有机碳含量的影响

为了探讨保护性耕作对旱作农田套作模式土壤团聚体的影响,在重庆北碚西南大学试验农场对传统耕作(T)、垄作(R)、传统耕作+覆盖(TS)和垄作+覆盖(RS)4种处理下的西南紫色土丘陵区小麦—玉米—大豆套作体系玉米大豆共生时期土壤团聚体进行筛分和测定分析.结果表明:在玉米条带,随着团聚体粒级的减小各处理间水稳性团聚体质量分数差异降低,且差异主要出现在＞0.25 mm粒级的大团聚体中.但是在小麦—大豆条带,不同处理的水稳性团聚体含量没有明显差异.不同土层的土壤水稳性团聚体含量趋势一致,大小排序为A1(＞2 mm粒级的团聚体)＞A2(2～0.25 mm粒级的团聚体)＞M2(＜0.053mm粒级的团聚体)＞M1(0.25～0.053 mm粒级的团聚体).0-5 cm土层＞2 mm粒级的团聚体含量在36.31％～54.84％之间,低于5-10 cm土层的含量(55.22％～70.73％),耕作处理对土壤水稳性团聚体的影响主要表现在0-5 cm土层中,5-10 cm土层各处理间没有差异.不同粒级团聚体内有机碳含量大小排序为A2＞A1＞M1＞M2,有机碳主要富集在2～0.25 mm粒级的团聚体内,其中的水稳性团聚体有机碳含量变化尤其敏感.保护性耕作措施能显著提高土壤有机碳含量,虽然2～0.25 mm粒级中的有机碳含量最高,但是它的质量分数较低,土壤总有机碳增加主要是由于＞2 mm粒级的土壤水稳性团聚体有机碳含量提高.在西南紫色土丘陵区小麦—玉米—大豆套作模式下,保护性耕作有利于改善土壤团聚体结构,增加大团聚体含量,促进土壤有机碳的固定.     

短期放牧对高寒草甸土壤水稳性团聚体构成及稳定性的影响

土壤水稳性团聚体是土壤肥力的基础。以青藏高原东北边缘地区高寒草甸为对象,采用放牧控制试验研究不同放牧强度下各粒级水稳性团聚体含量、根系和微生物数量的变化特征,以期阐明短期放牧对水稳性团聚体及其稳定性的影响。结果表明,中牧能够增加土壤内水稳性大团聚体的含量。土壤水稳性团聚体有机碳含量随土层深度增加而减少,中牧时在0—10cm土层,粒径1mm的土壤水稳性团聚体有机碳含量显著低于对照,但在10—20cm土层,粒径1mm土壤水稳性团聚体有机碳含量大于对照和其他放牧处理;随着放牧梯度的增大,地下生物量也递增,在0—10cm土层表现最为明显;中牧处理下土壤中真菌数量最大,而放线菌的数量随着放牧强度的增大而增大。     

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。     

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。     

灌溉方式对设施土壤总有机碳及其腐殖质组分的影响

通过13年连续的番茄栽培灌溉试验,分析了沟灌、滴灌和渗灌3种灌溉处理0—80cm土层土壤有机碳及其腐殖质组分(胡敏酸、富里酸、胡敏素等)含量,探讨了不同灌溉方法对温室土壤有机质变化的影响。结果表明:3种灌溉处理土壤总有机碳、腐殖质各组分含量剖面变化特征一致,均随土层加深而降低,且这一变化主要集中在0—50cm土层,50—80cm土层变化较小。土壤总有机碳及其组分各灌溉处理间差异明显,将土壤剖面分为0—20,20—80cm上、下2个层次,总体上总有机碳含量上层为渗灌沟灌滴灌,下层滴灌沟灌渗灌;腐殖酸含量上层滴灌沟灌渗灌,下层为渗灌滴灌沟灌;胡敏素上层为沟灌滴灌渗灌,下层为渗灌滴灌沟灌。滴灌处理既能使0—40cm土层土壤有机碳含量保持较高水平,土壤腐殖质含量又高于沟灌、渗灌处理,这对于提升设施土壤肥力水平、保证番茄养分供应是有利的。     

长期不同施肥方式对华北地区温室和农田土壤团聚体形成特征的影响

土壤的团聚状况是土壤重要的物理性质之一,团聚体数量是衡量和评价土壤肥力的重要指标。施用有机肥是提高土壤有机碳(SOC)含量、促进土壤团聚体形成和改善土壤结构的重要措施。本文以华北地区曲周长期定位试验站的温室土壤和农田土壤为研究对象,运用湿筛法,对比研究施用化肥(NP)、有机肥加少量化肥(NPM)、单施有机肥(OM)3种施肥方式对温室和农田两种利用方式土壤水稳性团聚体含量、分布和稳定性的影响,以提示施肥措施对不同土地利用方式土壤水稳性团聚体特征的影响。结果表明:在温室土壤和农田土壤中,OM处理较NP和NPM处理显著降低了土壤容重,增加了土壤有机质含量(P0.05),且在0~10 cm土层中效果最为明显。其中在温室土壤0~10 cm土层,单施有机肥处理(OM1)的土壤容重为1.17 g·cm~(-3),分别较施用化肥(NP1)和有机肥加少量化肥(NPM1)处理降低12.0%和8.6%,OM1的土壤有机质含量为54.81 g·kg~(-1),较NP1和NPM1增加104.8%和35.7%;在农田土壤0~10 cm土层,单施有机肥处理(OM2)的土壤容重为1.19 g·cm~(-3),较施用化肥(NP2)、有机肥加少量化肥(NPM2)分别降低8.5%和7.0%,OM2的土壤有机质为22.67 g·kg~(-1),较NP2、NPM2分别增加23.1%和15.0%。温室土壤和农田土壤中,0~10 cm、10~20 cm和20~40 cm层土壤团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均为OMNPMNP;OM处理下水稳性团聚体的分形维数(D)值最低,NP处理下最大。OM处理显著降低0~20 cm土层内水稳性团聚体的D值,表层0~10 cm土层效果最为明显,土壤结构明显得到改善;相比农田土壤,温室土壤稳定性指标变化最为明显,团聚体结构改善效果最好。土壤有机质含量与0.25 mm水稳性团聚体含量间呈极显著正相关关系(P0.001),说明土壤有机质含量越高,0.25 mm水稳性团聚体的含量就越高,土壤团聚体水稳性越强,土壤结构越稳定。因此有机施肥方式能在补充土壤有机碳库和有效养分含量的同时,显著增加土壤中大团聚体的含量及其水稳性,是提高华北平原农田土壤、尤其是温室土壤结构稳定性和实现土壤可持续发展的有效措施。