黔中地区坡耕地土壤机械组成对界限含水量的影响

土壤界限含水量作为重要的土壤力学指标,直接影响着坡耕地土壤抗冲性和土壤侵蚀过程。土壤机械组成与界限含水量特征值存在因果关系;研究两者间关系,有助于阐明坡耕地土壤侵蚀机理。以黔中3种主要岩性区坡耕地为研究对象,用野外调查及室内试验的方法,探讨了土壤机械组成对界限含水量的影响。结果表明:3种母岩区坡耕地土壤塑限为石灰岩区(30.49%)>紫色砂岩区(24.12%)、砂页岩区(20.50%),土壤液限为石灰岩区(56.30%)>紫色砂岩区(43.09%)>砂页岩区(32.80%),塑性指数为石灰岩区(26.03%)>紫色砂岩区(18.97%)>砂页岩区(12.29%)。石灰岩区坡耕地土壤粗砂含量、粉粒含量与液限、塑性指数呈负相关,黏粒含量与液限、塑性指数呈正相关;紫色砂岩区坡耕地粗砂含量与液限、塑性指数呈显著负相关,粉粒含量、黏粒含量与液限、塑性指数呈显著正相关;砂页岩区坡耕地粗砂含量与液限、塑性指数呈显著负相关,黏粒含量与液限、塑性指数呈显著正相关。不同岩性分布区坡耕地的界限含水量存在差异,成土母岩的差异是造成3种坡耕地土壤界限含水量差主要原因。     

长期水耕植稻对水稻土耕层质地的影响

为了解长期水耕植稻对南方地区水田表土层颗粒组成的影响,以浙江省为研究区,采用历史资料分析、典型样区调查及定点观察相结合的方法,研究水稻土耕作层(包括犁底层)与心土层间黏粒含量的差异,分析植稻时间对水稻土不同土层颗粒组成的影响,比较植稻期间稻田排水中泥砂物质的颗粒组成与对应土壤间的差异,探讨了长期植稻对水稻土剖面质地分异的影响。对浙江省456个代表性剖面统计,与水稻土心土层比较,耕作层和犁底层黏粒含量平均下降了14%和10%。对植稻不同时间的浅海沉积物(从10～20年至80年)、第四纪红土(从5～20年至70年)和玄武岩风化物(从5～20年至35～70年)发育的水稻土比较发现,随植稻时间的增加,耕作层和犁底层土壤砂粒含量呈现增加趋势,黏粒含量明显下降,耕作层、犁底层与心土层黏粒含量的比值逐渐下降。农田排水中泥砂物质的黏粒和粉砂含量高于对应农田土壤,而砂粒含量则低于相应的土壤。分析认为,长期水耕植稻可导致耕作层土壤砂化(即砂粒含量增加,黏粒含量下降),其原因除与水耕过程中黏粒淋淀外,排水中黏粒和粉砂细颗粒的选择性流失对耕作层砂化也有较大的贡献。     

焉耆盆地白刺灌丛沙堆土壤理化性质

对焉耆盆地白刺灌丛沙堆不同演化阶段和沙堆间低地土壤理化性质进行分析。结果显示:（1）白刺灌丛沙堆不同演化阶段土壤粉砂、黏粒、有机质和养分含量均高于沙堆间低地,而土壤砂粒含量和pH值低于沙堆间低地;从白刺灌丛沙堆发育到稳定阶段,土壤砂粒含量和pH值逐渐降到最小值,而粉砂、黏粒、有机质和养分含量达到最高值,从白刺灌丛沙堆稳定到活化阶段,土壤砂粒含量和pH值急剧增加,而粉砂、黏粒、有机质和养分含量大幅度下降;（2）从整个剖面来看,由于白刺灌丛沙堆侵蚀和堆积的差异,随着深度的增加砂粒含量先减后增,而pH值、粉砂、黏粒、有机质和养分含量先增后减;0—15 cm土层砂粒含量最高,而15—45 cm土层最低;0—15 cm土层pH值、粉砂、黏粒、有机质和养分含量最低,而15—45 cm土层最高;（3）白刺灌丛沙堆发育和活化阶段强烈的吹蚀不利于有机质的积累,白刺灌丛沙堆稳定后为降尘截存、凋落物积累和微生物的繁殖提供有力的保障,表层黏粒得以截存和地衣状薄层结皮形成,增加土壤的有机质和养分含量。     

黔中白云岩坡耕地土壤界限含水量与机械组成量化关系研究

[目的]对黔中白云岩坡耕地土壤界限含水量与机械组成量化关系进行研究,为该区坡耕地土壤侵蚀过程机理研究提供科学依据。[方法]通过对野外采集土样、室内试验及SPSS软件分析。[结果]白云岩区坡耕地土壤塑限与土壤黏粒含量、粉粒含量和细砂粒含量都表现出正相关性,而与粗砂粒的含量表现出负相关性;白云岩区坡耕地土壤液限与土壤黏粒含量、粉粒含量和细砂粒含量的增加而随之增加,而随粗砂粒的含量增加而减少;白云岩区坡耕地土壤液性指数与土壤黏粒的含量具有显著正相关性,而与粗砂粒的含量具有显著负相关性;白云岩区坡耕地土壤机械组成与土壤的塑性指数无显著相关性。[结论]土壤机械组成与界限含水量关系密切,黔中白云岩区坡耕地土壤界限含水量值可以通过土壤机械组成得出。     

亚热带地区几种红壤坡面侵蚀泥沙的物质组成特性

以三种母质发育的5个红壤为研究对象,在人工降雨条件下,研究不同降雨动能下（采用裸地和纱网覆盖控制）坡面侵蚀泥沙的颗粒分布特征及物质组成状况。结果表明：侵蚀泥沙的颗粒分布受土壤母质和降雨侵蚀力影响差异较大,相同母质红壤产生泥沙的颗粒组成特征相似,纱网覆盖条件下泥沙中细颗粒相对含量普遍高于裸地,泥质页岩发育红壤(HS)和花岗岩发育红壤(TG1和TG2)泥沙（分散后）表现为黏粒和粉粒的富集,富集率为1.15~3.14,第四纪红黏土发育红壤（HQ1和HQ2）砂粒富集比较明显,富集率最高为3.84;对于HS、TG1和TG2而言,泥沙中有机质(OM)、游离氧化铁铝(Fed和Ald)主要分布在<0.05mm粒径中,而对于HQ1和HQ2而言,则主要分布在>0.25mm和<0.05mm两个粒级中,其中有机质（OM）富集最明显;泥沙中OM、Fed和Ald之间达到极显著相关(r≥0.82),而且它们与土壤中阳离子交换量（CEC）、Fed、Ald、非晶形氧化硅（Sio）、黏粒含量的相关性也达到极显著水平(r≥0.81),说明这些物质间相互影响,在侵蚀过程中随泥沙迁移行为相似。     

围栏种植红柳对川西北高寒沙地土壤颗粒组成和矿质养分的影响

为了揭示川西北高寒沙地生态修复过程中土壤颗粒组成和矿质养分的积累和变化特征,以川西北围栏种植红柳生态修复年限分别为0、2、4、6和8年的沙化土地作为研究对象,并结合土壤样品的采集和室内分析化验,研究了川西北沙化土地生态修复过程中土壤颗粒组成及磷、钾养分的变化特征。结果表明,生态修复过程中沙化土地0~20 cm土层土壤全磷和全钾含量略有增加,但不同生态修复年限之间土壤全磷和全钾含量差异未达显著水平(P0.05),而20~40 cm和40~60 cm土层土壤全磷和全钾含量无明显变化特征。随着生态修复年限的增加沙化土地0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层土壤黏粒、粉粒、速效磷和速效钾含量均呈现逐步增加的趋势,而土壤砂粒含量呈现出逐步下降的趋势,其中0~20 cm土层变化最为明显,生态修复8年后沙化土地粉粒、黏粒、速效磷和速效钾含量分别增加了66.67%、96.30%和109.82%、102.61%,而土壤砂粒含量减少了5.57%,不同生态修复年限沙化土地0~20 cm土层土壤砂粒、粉粒、黏粒、速效磷和速效钾含量差异均达极显著水平(P0.01)。20~40 cm和40~60 cm土层土壤速效磷和速效钾含量增加幅度及差异显著性不及0~20 cm土层。沙化土地植被覆盖度与土壤全磷、全钾呈显著正相关关系(P0.05),与土壤速效钾、速效磷呈极显著正相关关系(P0.01);土壤速效磷、速效钾与土壤砂粒含量呈极显著负相关关系(P0.01),与土壤粉粒和黏粒含量呈极显著正相关关系(P0.01),土壤全磷、全钾含量与土壤颗粒组成相关性未达显著水平。     

南亚热带不同母质发育土壤团聚体特征及其稳定性

团聚体是土壤的基本结构单位,其稳定性是评价土壤质量的重要指标。以南亚热带地区不同母质(石灰岩、第四纪红黏土、砂页岩)发育的土壤作为研究对象,采用湿筛法和LB法测定不同母质发育土壤团聚体稳定性特征。结果表明:(1)随着土层深度的增加,土壤容重呈上升趋势,而孔隙度、有机质和游离氧化铁含量呈下降趋势。砂页岩母质发育的土壤有机质含量最高,为22.44～42.97 g/kg。石灰岩和第四纪红黏土母质发育的土壤以黏粒(40.93%,42.51%)和粉粒(41.69%,42.31%)为主,砂页岩母质发育的土壤黏粒含量最低,为33.79%。(2)经湿筛法处理后,石灰岩母质发育土壤水稳性团聚体含量为91.58%～92.31%,第四纪红黏土母质发育土壤水稳性团聚体含量为76.45%～90.80%,砂页岩母质发育土壤水稳性团聚体含量为79.18%～86.67%,3种土壤团聚体的稳定性都随着土层深度增加而降低。(3)LB法处理后土壤团聚体MWD值均表现为慢速湿润处理预湿润振荡处理快速湿润处理,砂页岩母质发育的40—60 cm土层对消散和机械破碎作用最为敏感,其相对消散指数RSI和相对机械破碎指数RMI分别为0.78和0.42。不同母质土壤团聚体稳定性均与黏粒、有机质、游离态铁含量呈正相关。     

红壤丘陵区坡地土壤颗粒组成的空间分布特征研究

通过分析红壤丘陵区农田坡面14个0~100 cm剖面的土壤颗粒组成,结合研究区土壤侵蚀等相关资料,拟阐明坡面尺度土壤砂粒、粉粒和黏粒含量的空间分布特征,揭示自然条件下土壤颗粒组成在水平和垂直方向上的分布规律。结果表明:坡面尺度土壤砂粒、粉粒和黏粒均呈现出中等的空间异质性,变异系数分别介于17.6%~23.2%、10.7%~15.8%和13.5%~17.0%。由于粗颗粒的沉积,花生地和橘园地均表现出坡下的砂粒含量显著高于坡上和坡中(P0.05),黏粒含量坡下显著低于其他坡位(P0.05);由于黏粒更容易随入渗过程向深层运动,两种植被类型均表现出土壤砂粒含量随深度增加而降低(P0.05)、黏粒含量随深度增加而增加的趋势(P0.05)。无论在水平方向还是垂直方向上,粉粒含量均无明显变化规律(P0.05)。砂粒含量随坡位和土壤深度的变化程度均大于粉粒和黏粒。植被类型及相应的耕作制度影响土壤颗粒的分布,土壤砂粒在水平方向上的运动在花生地表现得强于橘园地;橘园地土壤黏粒含量在垂直方向上的迁移速率大于花生地,而对粉粒含量的分布规律影响不大。     

土壤颗粒悬液搅拌对土壤质地分析的影响

[目的]探究土壤颗粒悬液搅拌对土壤质地分析的影响,为实验室准确测定土壤机械组成提供可行的参考与指导。[方法]采用比重法测定土壤机械组成,在搅拌不同行程、搅拌不同次数、悬液静置不同时间后搅拌、不同测定时点搅拌的多种条件下所测结果进行比较分析。[结果]搅拌行程、搅拌次数、悬液静置后搅拌对黏粒含量测定无影响,对粉砂粒和砂粒含量测定均有影响。搅棒从液面下行至沉降筒底搅拌,有利于颗粒充分运动及均匀分布,黏粒、粉砂粒、砂粒含量测定稳定,精密度良好;以氢氧化钠为分散剂的悬液搅拌30次,黏粒、粉砂粒、砂粒含量测定准确,精密度良好;悬液静置的适宜时间大于1h,搅拌30次所测粉砂粒和砂粒含量的精密度呈下降趋势,搅拌45次所测粉砂粒、砂粒、黏粒含量稳定,精密度良好,与洗后即搅拌30次的测定结果一致。在第2测定时点增加搅拌1min对测定结果无影响。[结论]本试验方法测定结果准确可靠,避免了重复操作,有利于减少误差,适用于多个样品的同时检测。     

冲沟不同部位土壤机械组成及抗冲性差异

选取3类典型冲沟(活跃、较活跃和稳定)的集水区、沟头和沟床土壤,探明冲沟不同空间部位土壤机械组成特性及其抗冲性差异,结果表明:1活跃、较活跃冲沟土壤质地均为砂质壤土,稳定冲沟各部位土壤质地各不相同;黏粒含量、粉粒含量总体为活跃冲沟较活跃冲沟稳定冲沟;细砂粒含量为较活跃冲沟活跃冲沟稳定冲沟;粗砂粒含量则是活跃冲沟较活跃冲沟稳定冲沟。23类冲沟各部位土壤抗冲性均是沟床最高,而3类冲沟同一部位抗冲性大小比较中,沟头和沟床土壤抗冲性为稳定冲沟较活跃冲沟活跃冲沟,集水区以活跃冲沟土壤抗冲性最小,较活跃与稳定冲沟的土壤抗冲性相当。3线性回归分析表明:砂粒含量是影响3类冲沟各部位土壤抗冲性的主要指标,黏粒含量影响稳定冲沟各部位土壤抗冲性,粉粒含量与较活跃冲沟沟头、稳定冲沟集水区和沟床的土壤抗冲性有关。研究结果从土壤机械组成和土壤抗侵蚀性的关系角度为冲沟研究提供一定的理论参考。     

土壤特性对保水剂吸水性能的影响

该文测试了保水剂与砂壤土、壤砂土、砂黏壤土1和砂黏壤土2四种土壤混合后的吸水倍率，研究了土壤特性对保水剂吸水性能的影响，混合时土壤为风干土，保水剂与土壤的混合比例为0.5%。结果表明：与对照相比，保水剂与土壤混合后明显降低了吸水倍率，且随着吸水时间加长，降低幅度增大。吸水10 min后，吸水倍率下降14.4%～58.0%，70 min后，下降41.8%～90.2%。研究认为：吸水初期，吸水倍率主要受土壤孔隙特性的影响，随着吸水时间的加长，土壤溶液中离子增多，对保水剂吸水倍率产生了影响。土壤溶液中离子量与黏粒含量有关，黏粒含量高，土壤溶液中离子量大，反之则小，保水剂在黏粒含量高的土壤中的吸水倍率较在黏粒含量低的土壤中低。与土壤混合还改变了保水剂的吸水规律，对照中，吸水倍率随着吸水时间加长而加大，达到最大后趋于稳定；而在土壤中，短时间内吸水倍率达到最大，随着吸水时间加长，吸水倍率逐渐下降。     

广东省不同母质发育土壤颗粒分布的分形维数特征

采集广东省主要成土母质(玄武岩、砂页岩、第四纪红土和花岗岩)发育的林地、耕地和园地土壤剖面各发生层土壤,测定了土壤颗粒组成、有机质、CEC等理化性质,探讨了不同母质发育土壤颗粒分布的分形维数特征及其与土壤理化性质的关系。结果表明,玄武岩、第四纪红土、花岗岩和砂页岩发育土壤分形维数变幅分别为2.923 9~2.981 2,2.858 8~2.937 7,2.769 3~2.923 1和2.544 6~2.885 6;玄武岩和第四纪红土发育土壤颗粒分布分形维数与砂页岩发育土壤存在显著差异。土壤颗粒分布的分形维数随土壤深度增加呈增大的趋势,相同母质发育土壤的深层土壤颗粒分布的分形维数接近一致。玄武岩和第四纪红土发育土壤颗粒分布的分形维数在不同深度土壤之间变幅较小,砂页岩和花岗岩发育土壤变幅较大。土壤颗粒分布的分形维数与砂粒含量呈极显负相关,与黏粒含量呈极显著正相关,与土壤全磷、速效钾、全铁、CEC、有机质、全氮、碱解氮呈极显著或显著正相关;土壤颗粒分布的分形维数可以作为表征土壤肥力状况指标。     

第二松花江干流底泥有机无机复合体组成及有机碳分布特征

以第二松花江干流为对象,研究其底泥有机无机复合体的组成及有机碳分布的差异,同时分析底泥有机无机复合体组成及其有机碳分布与岸边土壤之间的关系。结果表明:底泥与岸边土壤在有机无机复合体组成、有机碳分配和腐殖质组成方面表现出较好的一致性,说明岸边土壤对底泥的有机碳组成和分布有显著贡献。底泥的中央粒径呈现上游高、下游低的特点,抚松底泥中央粒径为200μm,吉林底泥中央粒径在70μm左右,榆树、松原底泥中央粒径在50μm左右;底泥的有机碳和腐殖酸含量也表现出上游高于下游的特点。底泥有机无机复合体组成以砂粒复合体为主,黏粒、粉粒复合体含量次之;并且随着复合体粒径的增加,有机碳含量减少。底泥HA/FA均大于1,从上游至下游表现为抚松>吉林>榆树>松原;底泥HA/FA均小于岸边土壤。     

武夷山丘陵茶园红壤土壤可蚀性近似计算初探

土壤可蚀性是土壤侵蚀内动力因素,反映土壤对外营力作用的敏感性,但其定量化计算普遍存在参数复杂、计算过程繁琐的问题。为寻找近似计算K值的途径,分别使用沉降法及丘林法对武夷山市丘陵地区32组茶园红壤机械组成与有机质进行测定,对比M层(耕作层)、N层(非耕作层)机械组成差异,以EPIC方程计算茶园红壤K值并分析变化规律,建立了并优化单个粒径数据与K值的近似方程。结果发现:(1)丘陵茶园红壤以砂粒及黏粒为主,M层pH值更低,N层K值高于M层,更易被侵蚀;(2)砂粒与K值有强负相关关系,粉粒与黏粒与K值有强正相关关系,有机碳与K值相关关系弱;(3)通过线性、幂函数、二次多项式拟合形式,砂粒、粉粒与K值可建立拟合效果良好的近似方程,二次多项式对砂粒拟合效果较好,幂函数对粉粒拟合效果较好,黏粒拟合效果差。将两种方程联立,结合多元线性回归分析赋予权重,并通过平均绝对偏差多次迭代修正的方法,可降低拟合误差。     

砒砂岩与沙复配土壤质地与有机质动态变化特征

为了研究毛乌素沙地砒砂岩与沙混合构成的一种新型复配土壤在长期种植过程中土壤质量发育状况,基于2010-2018年不同比例砒砂岩与沙(1∶1,1∶2,1∶5)复配土壤的田间定位试验,综合分析了不同比例复配土壤机械组成、颗粒分形特征、有机质的变化特征及之间的关系。结果表明:(1)随着种植年限的增加,3种比例复配土壤耕层质地向变细和颗粒组成合理的方向发展,土壤颗粒分形维数和有机质含量总体呈增加趋势;(2)1∶2复配土壤粉黏粒含量、分形维数值和有机质含量增加速率均大于1∶1,1∶5;1∶2复配土壤种植9年后有机质含量达到最高值(6.24±0.30)g/kg,与种植前相比较提高了12倍;(3)不同比例复配土壤颗粒分形维数与有机质含量均存在显著正相关关系(p<0.05),粉粒和黏粒是研究区沙化土地复配土壤质地改善和有机质提升最关键的两个粒级。综上,随种植年限的增加,复配土向无机-有机胶体复合状态发展,1∶2复配土壤最适合玉米种植,提高了土壤的稳定性和农业适应性。     

沂蒙山区不同母岩发育土壤物理性质

以沂蒙山区小圣堂小流域为研究区,对比分析了酸性岩石和钙质岩石发育土壤的物理性质及其影响因素。结果表明:(1)酸性岩石发育土壤石砾及砂粒含量较高,土壤质地由砂壤质到壤砂质,且随土层深度增加,石砾含量增加。钙质岩石发育土壤粉粒及黏粒含量较高,上下两层的土壤颗粒组成相差不大。受成土母岩影响两种土壤分形维数都很低,且酸性岩石发育土壤的分形维数更低。两种土壤石砾含量均大于10%,为粗骨土。(2)酸性岩石发育土壤的容重较大,总孔隙度和毛管孔隙度较小。两种土壤的容重和毛管孔隙度随土层深度的增加而变大,总孔隙度和非毛管孔隙度则反之。毛管孔隙度大小主要受土壤分形维数的影响。(3)酸性岩石发育土壤的饱和导水率大于钙质岩石发育土壤,酸性岩石发育土壤10—20cm土层的饱和导水率较0—10cm土层大,而钙质岩石发育土壤饱和导水率在不同土层深度呈现不规律的变化。土壤质地是影响沂蒙山区土壤饱和导水率的主导因素,其中,砂粒和粉粒含量的影响尤为明显。     

梅江盆地叶塘组紫色岩上发育土壤的物理性质研究

采用野外调查、取样和室内实验分析相结合的方法,研究了梅江盆地白垩系上统叶塘组（Kyt^2）紫色岩上土壤物理性质特征扣差异,结果表明：叶塘组紫色岩母质发育的土壤粘粒含量低而砂粒含量高,具有容重较大,比重相对偏小,孔隙度不高,自然含水量偏低的特点。从丘顶、丘腰到丘脚,土层逐渐增厚,土壤粘粒含量逐渐增加,砂粒含量逐渐减少,容重递增而比重减小。孔隙度表现出丘顶〉丘腰〉丘脚的趋势,含水量则表现出丘顶〈丘腰〈丘脚的趋势。针对情况,提出相应建议以维护紫色土利用的可持续发展。     

Addition of a clay subsoil to a sandy topsoil changes the response of microbial activity to drying and rewetting after residue addition – a model experiment

The effect of drying and rewetting (DRW) on C mineralization has been studied extensively but mostly in absence of freshly added residues. But in agricultural soils large amounts of residues can be present after harvest; therefore, the impact of DRW in soil after residue addition is of interest. Further, sandy soils may be ameliorated by adding clay‐rich subsoil which could change the response of microbes to DRW. The aim of this study was to investigate the effect of DRW on microbial activity and growth in soils that were modified by mixing clay subsoil into sandy top soil and wheat residues were added. We conducted an incubation experiment by mixing finely ground wheat residue (20 g kg^–1) into top loamy sand soil with clay‐rich subsoil at 0, 5, 10, 20, 30, and 40% (w/w). At each clay addition rate, two moisture treatments were imposed: constantly moist control (CM) at 75% WHC or dry and rewet. Soil respiration was measured continuously, and microbial biomass C (MBC) was determined on day 5 (before drying), when the soil was dried, after 5 d dry, and 5 d after rewetting. In the constantly moist treatment, increasing addition rate of clay subsoil decreased cumulative respiration per g soil, but had no effect on cumulative respiration per g total organic C (TOC), indicating that the lower respiration with clay subsoil was due to the low TOC content of the sand‐clay mixes. Clay subsoil addition did not affect the MBC concentration per g TOC but reduced the concentration of K₂SO₄ extractable C per g TOC. In the DRW treatment, cumulative respiration per g TOC during the dry phase increased with increasing clay subsoil addition rate. Rewetting of dry soil caused a flush of respiration in all soils but cumulative respiration at the end of the experiment remained lower than in the constantly moist soils. Respiration rates after rewetting were higher than at the corresponding days in constantly moist soils only at clay subsoil addition rates of 20 to 40%. We conclude that in presence of residues, addition of clay subsoil to a sandy top soil improves microbial activity during the dry phase and upon rewetting but has little effect on microbial biomass.