农旅融合背景下水田改林地对土壤性质影响

为探讨农旅融合背景下土地利用方式改变对土壤理化及生物学特性的影响，在浙江省绍兴市境内选择代表性土壤剖面，分层采集土壤样品，采用田间调查与室内分析方法，研究了水田改制后土壤剖面性态及土壤微生物特性的演变。结果表明：水田改林地后地下水位明显下降，表层土壤坚实度增加了6.79倍，容重增加了33.7%；土壤颜色亮度和彩度增加，土壤结构体增大；表层土壤全铁和游离铁含量增幅分别为7.44%和8.70%；表层土壤活性铁和亚铁含量降幅分别为18.20%和91.56%；土壤微生物磷脂脂肪酸总量下降44.57%，好氧细菌/厌氧细菌比值增加92.6%，革兰氏阴性细菌/革兰氏阳性细菌比值下降45.3%。总之，农旅融合背景下水田改林地后土壤理化性质发生明显变化，对植被和土壤微生物生长带来负面影响，不利于土壤可持续利用。     

干湿交替条件下稻田土壤裂隙开闭规律

为研究江汉平原稻田土壤在干湿交替过程下的裂隙发育规律,利用室内试验和数字图像处理方法对典型稻田耕作层和犁底层土壤裂隙特征进行了定量研究。结果表明:在干燥过程中,土壤裂隙形成初期裂隙长而窄,随着土壤含水量的降低,裂隙面积率和当量宽度逐渐增大;在增湿过程中,随着土壤含水量的增加,裂隙面积率和当量宽度逐渐减小,但裂隙长度密度降幅较小。干湿交替条件下的裂隙形成和闭合过程不可逆,且干燥形成的土壤裂隙并不能通过增湿完全闭合。土壤有机质含量和容重差异影响了耕作层和犁底层裂隙开闭特征。在干燥过程中,耕作层土壤裂隙面积率、长度密度和当量宽度分别为16.1%,0.076 mm/mm~2,2.13 mm,约为犁底层的1.63倍、1.09倍和1.54倍。而增湿结束后,犁底层裂隙闭合程度高于耕作层。耕作层和犁底层的裂隙面积闭合率为39.8%,61.6%,裂隙长度密度降幅为7.9%,20.0%,当量宽度降幅为35.7%,53.6%。为减少裂隙发育造成的稻田水肥渗漏,需合理控制土壤水分含量,特别应避免冬春季节长期干旱造成犁底层裂隙无法闭合的现象。     

全年淹水种植茭白对水田土壤性态的影响

水田全年淹水种植茭白是南方地区一种特色的土地利用方式,为了解其对土壤性状的影响,多点分别采集了全年淹水种植茭白(5 a以上)与长期种植水稻的水田耕层土壤样品,比较了它们之间在土壤理化性状上的差异;同时以长期种植水稻的水田为对照,选择种植茭白4、12、19 a的3块同类型土壤的水田,观察分析了土壤剖面的物理、化学和形态学性状,探讨水田长期种植茭白后土壤性态的演变趋势。结果表明,水田全年淹水种植茭白后耕层土壤有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾均呈现明显的增加,但土壤结构逐渐退化,土壤分散性增强,并容易出现黏闭、起浆、僵硬和水气矛盾等问题。全年淹水种植茭白后,水田土壤犁底层逐渐变薄最终消失,上部软糊土层加厚,种植茭白19 a时软糊土层厚度已达40 cm;全年淹水种植茭白20～40 cm土层有机质含量明显地增加,0～40 cm土层土壤氧化还原电位下降,土色变暗,无定形氧化铁和铁的活化度显著地增加;相应地土壤类型也逐渐由水耕人为土向滞水潜育土演变。     

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。     

不同种植模式对稻田土壤剖面构型及团聚体稳定性的影响

土壤结构是评价耕地质量的重要指标之一,探明双季稻改制后不同种植模式对土壤结构尤其是对土壤剖面构型及团聚体稳定性的影响,对长江中下游典型稻区耕地质量保育具有重要的理论支撑意义。研究依托华中农业大学试验基地双季稻改制长期定位试验,选取4种种植模式(双季稻、再生稻、稻油轮作和稻麦轮作)的土壤作为研究对象,对比分析不同种植模式下土壤剖面构型和水稳性团聚体组成的差异。结果表明,(1)与双季稻相比,稻油轮作和稻麦轮作的耕作层厚度分别增加7.25%和4.15%,而再生稻模式耕作层显著变化36.27%(P<0.05),犁底层发生上移;(2)4种种植模式的土壤团聚体颗粒组成和团聚体稳定性均在耕作层和犁底层间存在显著差异(P<0.05);(3)双季稻改水旱轮作后(稻油轮作和稻麦轮作),耕作层中游离氧化铁含量分别降低8.5%和26.5%(P<0.05),从而显著降低了土壤团聚体稳定性;再生稻模式因耕作次数减少,其耕作层土壤团聚体稳定性显著提高。综上所述,双季稻改制后的两种水旱轮作模式能使土壤保持良好的剖面构型,而再生稻模式虽然能提高耕作层土壤的团聚体稳定性,但因其一种两收的种植特点导致耕作层显著薄化,犁底层上移,因此,不提倡在同一地块多年种植再生稻。     

秸秆还田对云南典型烟区土壤物理性状的影响

为研究典型烟区秸秆还田对土壤物理性状的影响,以云南省典型烟区(峨山县)为研究区,对CK(未秸秆还田)和SR(秸秆还田)处理的耕作层(0～15 cm)和犁底层(15～25 cm)土壤进行调查分析,结果表明:与CK相比,SR处理耕作层土壤有机质、全氮和活性有机质含量分别提高了13.4%、10.9%和21.6%,犁底层分别提高了32.7%、25.7%和47.4%,秸秆还田对犁底层的改良效果更为明显。从土壤物理性质上看,SR处理耕层作和犁底层土壤容重分别比CK降低了4.9%和6.6%,通气孔隙度分别比CK增加了34.3%和163%。因此,在典型烟区实施秸秆还田,可以显著增加土壤通气孔隙,降低土壤容重,显著提高土壤活性有机质含量,使之满足优质烟草生长所需的土壤环境,为其他烟区土壤改良提供理论指导和技术支持。     

九宫山土壤剖面中黏土矿物的组成特征

以湖北省九宫山的4种垂直地带性土壤为对象,研究其剖面层次的黏土矿物组合和铁、铝氧化物的特征,揭示山地土壤中黏土矿物的变化特点。结果表明,随海拔升高,土壤中黏土矿物类型从以高岭石为主,逐渐变为以14.0?矿物、伊利石及三水铝石为主,有从1︰1型向2︰1型矿物过渡的趋势;不同层次的土壤中黏土矿物类型和相对含量变化明显;土壤随垂直高程的升高,其中游离态铁、铝减小,非晶形和络合态铁、铝增加,各种形态铁、铝氧化物的总量也增加。     

田间原位试验分析长期机械作业下稻麦轮作地块土壤入渗性能

田间原位不同深度入渗试验是表达土壤分层状态、展示土层物理分异以及定量土壤剖面水功能变化的关键。为了探究不同深度水稻土的入渗能力及保水作用,该研究以华东稻麦轮作区小农户长期机械化耕整模式下代表地块的土层分异为目标,设计田间原位不同深度入渗试验。在试验地块内开挖7个不同深度的入渗坑并在坑底进行入渗试验,然后渗透48 h分层测取土壤含水率,研究不同坑底深度（坑深）土壤的入渗能力和入渗后各土层含水率的变化。结果表明,不同深度入渗试验准确表达了不同坑深土壤的水分入渗及土层持水分异,同时也能清晰地鉴别出犁底层所在位置和厚度,犁底层始于15 cm深,且耕作层与犁底层分异明显,耕作层平均紧实度为1 005.79 kPa,犁底层平均紧实度为1 910.73 kPa;土壤剖面分析表明,耕作层土壤形态疏松,根系分布稠密,犁底层土壤容重大,孔隙度小,透水性差,心土层土壤铁锰斑点较多,结构性差;土壤入渗参数随坑深的增加而减少,其中0～15 cm坑深范围内平均的平均入渗速率和累计入渗量分别为>20～30 cm的17.04倍和18.06倍;通过对比初始含水率和渗透48 h后含水率,得到坑深在15 cm范围内的...     

东北典型县域稻田不同肥力土壤剖面肥力变化特征及验证

研究东北典型县域稻田不同肥力土壤剖面特征,阐明东北典型县域高肥力土壤的特征及中、低肥力土壤的关键障碍因素,为进一步提升该区域稻田肥力和水稻产量提供科学依据。在黑龙江省方正县7个乡镇采集了9个稻田不同肥力土壤剖面样,测定了耕层和犁底层厚度、土壤容重、pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、硫离子(S2-)、锰离子(Mn2+)、阳离子交换量(CEC)、团聚体组分、微生物量碳/氮等指标,进行土壤综合肥力评价以及水稻产量与各土壤肥力指标的逐步回归分析,探究肥力差异的主控因子。结果表明,稻田不同肥力土壤剖面有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、CEC、Mn2+含量随剖面土层深度增加逐渐降低,且均表现为高肥力土壤>中肥力土壤>低肥力土壤。方正县高肥力土壤(产量大于10000 kg/hm²)耕作层厚,容重低,耕作层有机质含量丰富,全氮含量高,全磷含量中等,且犁底层有机质、全氮和碱解氮含量高。中肥力土壤(产量介于7500～10000 kg/hm²)耕作层有机质含量高,全氮含量中等,全磷含量低。低肥力土壤(产量介于5500～7500 kg/hm²)耕作层薄,土壤S2-含量高,其他养分含量均低于高肥力土壤。高、中、低肥力土壤有效磷和速效钾养分达到丰富水平。高肥力土壤与中肥力土壤耕作层有机质、全氮、碱解氮、微生物量碳、0.25～0.053 mm团聚体含量和Mn2+差异显著,中肥力土壤与低肥力土壤耕作层除全磷和阳离子交换量外,其他指标无显著差异。高、中、低肥力土壤耕作层和犁底层土壤综合肥力指数分别为0.70和0.83、0.42和0.49、0.21和0.26。水稻产量与各土壤肥力指标的逐步回归分析表明,有机碳和全磷对产量的影响最大,耕作层微生物量氮和pH以及犁底层有效磷和全钾对产量影响较小。耕作层土壤有机碳和全磷对产量的影响最大,中、低肥力土壤有机碳和全磷养分供应不充足,全氮和碱解氮含量中等,低肥力土壤耕作层薄,因此,中、低肥力土壤建议采用增施有机肥和磷肥等措施,同时加强改良和培肥管理,以实现高肥力土壤的产量目标。     

不同水耕年限稻田土壤水分渗漏与保持特征

以江汉平原连续水耕年限大于100年(老稻田)和由旱耕改为水耕17年(新稻田)的稻田为研究对象,通过测定土壤剖面基本理化性质和水力学参数,揭示了2种稻田土壤水分渗漏和保持特征差异。结果表明:(1)新稻田土壤的平均饱和导水率(Ks)为32.05cm/d,显著高于老稻田(17.91cm/d)。新、老稻田土壤Ks均表现为耕作层底土层犁底层,新稻田耕作层Ks分别为犁底层和底土层的6.3倍和5.7倍,老稻田耕作层Ks分别是犁底层和底土层的6.9倍和4.0倍。(2)老稻田土壤持水能力高于新稻田,同一剖面不同土层持水能力表现为耕犁底层底土层耕作层。0.03mm当量孔径的孔隙比例随土壤剖面深度的增加而降低,新稻田各层土壤比例大于老稻田。(3)新、老稻田最大有效水含量随土壤深度的增加而降低,老稻田各土层(32.25%~46.59%)均高于新稻田(26.99%~36.74%)。老稻田平均总库容(135.8mm)大于新稻田(124.4mm),新稻田滞洪库容(11.21~38.74mm)大于老稻田(8.1~60.74mm)。旱耕改水耕加重了水资源的消耗,增加了浅层地下水污染风险。     

鄂湘两省山地土壤粘粒矿物的研究──Ⅲ．神农架自然保护区北坡土壤的粘粒矿物与表面化学特性

本文研究结果表明：（１）神农架垂直带土壤矿物的风化脱硅作用较弱，粘土矿物以２：１型矿物为主，１：１型高岭含量很少。（２）随海拔升高，矿物的淋溶脱钾和层间羟基铝化作用增强，低海拔土壤的２：１型矿物以水云母为主，高海拔土壤以１．４ｎｍ矿物为主，其中１．４ｎｍ过渡矿物相对增多。（３）土壤的络合态铁、铝和非晶形铁，铝含量随海拔升高明显增大。（４）土壤的可变电荷量，阴离子交换量，交换性酸和铝饱和度等均随海拔     

太白山北坡土壤的粘土矿物

太白山位于陕西省西部,绝顶海拔近4000米,是秦岭山脉的主峰,属于我国西北中部地区最高名山之一。地理位置约为北纬33.9-34.15度,东经107.4-108.0度。由于秦岭的屏障使潮湿的海洋气团不易深入西北,同时也阻挡了北方的寒潮不致长驱南下,所以秦岭已成为自然地理上划分我国东部南北的重要界线。太白山的气候具有南温带的温和气候和北亚热带的温暖气候特点,属于温带和亚热带过渡性地带。     

Soils in the semi-arid area of the El Melah Lagoon (NE Tunisia) — Variability associated with a closing evolution

Soils of the semi-arid area of the El Melah coastal lagoon (NE Tunisia), with a closing evolution dynamic, were studied aiming: (1) the chemical and mineralogical characterization of surface and subsurface layers of soil profiles from locations previously submerged and of soils developed on dunes; (2) to evaluate the dependence on the environment conditions of the geochemical patterns of the soils; and (3) to determine chemical and mineralogical variations with the emersion of the sediments resulting from the decrease in the extent of the area permanently covered by water in the lagoon. The compositional results obtained showed significant differences depending on the environment (littoral plain, old dunes and sandy spit), but soils of the different environmental zones studied do not appear to be significantly polluted as far as trace elements are concerned. Among the elements studied, high element/Sc ratios and variations were found for As, Sb and Zn. Antimony is more concentrated in coarser samples suggesting its adsorption in Fe or Mn oxides coating quartz grain surfaces. Arsenic and zinc may be incorporated into the carbonates structure, as well as adsorbed on, or coprecipitated with, iron oxides. Zinc may also be significantly incorporated in clay minerals. Iron was found to be more oxidized in the cultivated soil from the old dune strand; and more reduced in the sandy spit where ankerite occurs suggesting the reduction of Fe³⁺ in oxide/hydroxides by microorganisms and incorporation of Fe²⁺ in carbonates. REE patterns, particularly the HREE/LREE are correlated with carbonates, indicating preferential incorporation of the HREE in carbonates, and of the LREE in clay minerals/iron oxides. High Ga contents were found in soils and sediments rich in clay minerals/Al, suggesting its incorporation in clay minerals structure. Therefore, Ga may be used as an indicator of the clay minerals proportion in sediments and soils. Carbonates, sulphates, besides Fe and/or Mn oxides and clay minerals, appear to play an important role on the trace elements distribution.     

台湾红壤及森林土壤中之氧化铁

本文综合汇整近年来在台湾，应用高梯度磁场分离技术，配合一般化学分析，Ｘ－射线衍射法，磁测分析，电子显微镜观察与电子衍射鉴定，以及铁－５７穆期堡尔谱学分析等方法，研究红壤与森林土壤中，氧化铁的分布及其结构性质之成果回顾；关于氧化铁之分布情形，其研究结果显示：台湾红壤中普遍存在有赤铁矿与针铁矿等氧化铁矿物，而在化育自大屯山更新世纪安山岩母质与澎湖列岛更新世纪玄武岩母质的红壤中，以及兰屿绿岛海边之银白色     

亚热带小流域不同沉积区土壤粘粒矿物的演变

在亚热带丘陵河谷地小流域范围内地表物质的迁移常可导致不同沉积区物质组成的变化 .从黄泥土→洪积泥砂土→培泥砂土 ,随着搬运距离的增加 ,其粘粒矿物组成发生了一系列的变化 ;高岭石逐渐下降 ,云母逐渐增加 ,蛭石渐趋下降消失 ,而绿泥石则逐渐形成 ;同时赤铁矿、针铁矿也先后下降消失 .矿物的演化与沉积物所处环境的水分条件及溶液中盐基物质和酸碱度变化有关     

绰墩遗址古今水稻土黏土矿物特征比较研究

在江苏绰墩山遗址考古发掘中,发现了在剖面不同深度埋藏的距今约6000年的史前水稻土层、距今约3 000年的商周史前的古水稻土层和现代水稻土层.本研究为了比较古今水稻土黏土矿物特征的差异,以土壤剖面P01(包含史前古水稻土、商周史古水稻土和现代水稻土)与P03(仅含商周时期古水稻土和现代水稻土)为对象,测定其各种形态铁锰...     

中国土壤胶体研究 Ⅵ.西藏高原几种主要土壤的粘土矿物组成和演变

西藏高原突起于我国西南,绝大部分地面的海拔高度在4000米以上,为世界上最高的大高原。它大致在第三纪开始形成,后来曾受第四纪冰川的深刻作用,高山顶部至今仍是冰川的活动场所^[1,2]。高原为昆仑山、唐古拉山、喜马拉雅山和横断山等大山脉所盘踞。     

Evaluation of ferrolysis in soil formation

The concept of ferrolysis as defined in the 1970s by Brinkman and co‐workers is mentioned in the recent literature as a dominant process to explain clay disintegration, interlayering of clay minerals, and strong texture contrast of duplex soils, in which bleaching and mottling are predominant features. Ferrolysis is based on biochemical reduction of free iron(III) oxides to Fe²⁺ and re‐oxidation of Fe²⁺ during alternating reducing and oxidizing conditions in the soil. The acidity produced during the oxidation is assumed to release cations from silicates which results in the destruction of clay minerals. A detailed analysis of data from chemical analyses, laboratory experiments, and mineralogical and micromorphological investigations, which have been considered to sustain the ferrolysis theory, has been carried out. Some soils in Belgium and France, which have been considered to be formed mainly by ferrolysis, show strong textural contrast or albeluvic features. It has been shown that the development of these soils is due to clay translocation rather than to clay destruction by ferrolysis. Fine quartz and chlorite, assumed to be secondary minerals formed during ferrolysis, are more likely formed by disintegration of larger quartz and chlorite particles.     

Interaction of aluminum and iron oxides and clay minerals and their effect on soil physical properties: A review

Abstract

Amorphous and crystalline aluminum and iron oxide minerals play a major role in stabilizing soil structure as measured by aggregate stability and clay dispersion. Aluminum and iron oxide interactions with clays are pH dependent. At low pH, where the oxides carry sufficient positive charge, they precipitate on clay surfaces. These coatings, once formed, are stable at higher pHs. Precipitation of oxides at high pH occurs as phases separate from the clays. Aluminum and iron oxides stabilize clay minerals by decreasing critical coagulation concentration, clay dispersion, water uptake, and clay swelling and by increasing microaggregation. The presence of aluminum and iron oxide minerals in soils has a favorable effect on soil physical properties, increasing aggregate stability, permeability, friability, porosity, and hydraulic conductivity, and reducing swelling, clay dispersion, bulk density, and modulus of rupture.     

Charge Properties and Clay Mineral Composition of Tianbao Mountains Soils

The clay mineral association,oxides of clay fraction and surface charge properties of 7 soils,which are developed from granite,located at different altitudesof the Tianbao Mountains were studied.Results indicate that with the increase in altitude,1) the weathering process and desilicification of soil clay minerals became weaker,whereas the leaching depotassication and the formation process of hydroxy-aluminum interlayer got stronger;2)the contents of amorphous and complex aluminum and iron,and the activity of aluminum and iron oxides for soil clay fraction increased;and 3) the amount of variable negarive charge,anion exchange capacity and the values of PZC and PZNC also increased.The activity of aluminum and iron oxides,the accumulation of aluminum,and surface charge characteristics and their relation to clay oxides of the vertical zone soils were observed and recorded.