连续种植不同绿肥作物耕层的土壤团聚体特征

【目的】为探明连续种植绿肥对土壤团聚体的影响。【方法】以箭筈豌豆(Vicia sativa L.)、肥田萝卜(Raphanus sativus L.)、蓝花苕子(Vicia cracca L.)、毛叶苕子(Vicia villosa Roth)、光叶苕子(Vicia villosa var.)为对象,研究连续种植不同绿肥对耕层土壤团聚体组成、直径的影响。【结果】连续种植光叶苕子主要提高 5 mm粒径的机械稳定性团聚体含量、2～0. 25 mm粒径的水稳性团聚体含量,肥田萝卜主要提高5～2 mm粒径的机械稳定性团聚体含量、 5 mm粒径的水稳性团聚体含量,蓝花苕子和毛叶苕子主要提高2～0. 25 mm粒径的机械稳定性团聚体含量。 5 mm粒级的土壤水稳性团聚体增加有利于水稳性大团聚体的积累,其中肥田萝卜的土壤水稳性大团聚体含量最高。连续种植肥田萝卜、毛叶苕子有利于耕层土壤平均重量直径、几何平均直径的提升,而光叶苕子降低了土壤团聚体直径。土壤水稳性团聚体含量越高,土壤平均重量直径、几何平均直径越大,土壤结构的团聚度越高。【结论】连续种植绿肥能够提高不同粒径土壤机械稳定性、水稳性团聚体含量,有利于土壤水稳性大聚体( 0. 25 mm)的形成,对土壤团聚体直径的影响表现不同。     

施肥对洞庭湖平原水稻土团聚体特征及其有机碳分布的影响

【目的】团聚体是土壤重要的物理属性,也是土壤有机碳的主要固存场所。研究长期不同施肥对洞庭湖平原红壤性水稻土团聚体数量、稳定性、分形特征及其有机碳含量及分布的影响,为区域双季稻田施肥管理提供理论依据。【方法】以国家稻田土壤肥力与施肥效应长期试验为平台（1986—2013）,运用湿筛法获得不同粒级水稳性团聚体,分析对照（不施肥,CK）、单施氮磷钾肥（NPK）、低量有机肥与氮磷钾肥配施（LOM,有机肥氮比例为30%）和高量有机肥与氮磷钾肥配施（HOM,有机肥氮比例为60%）4种处理影响下耕作层（0—20 cm）土壤粒径＞0.25 mm的水稳性团聚体数量（WR_0.25）、平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）、分形维数（D）及其有机碳含量与分布的变化特征。【结果】除粒径＞5 mm的土壤团聚体外,水稳性团聚体含量和团聚体对土壤有机碳的贡献率均随团聚体粒径减小呈现逐渐增加的趋势,而团聚体有机碳含量则呈现逐渐降低的变化趋势,其变化特征在不同处理间表现一致。长期不同施肥对2—5 mm和0.5—2 mm团聚体含量影响最大,与对照相比,施肥处理中上述两粒级团聚体含量分别增加35.5%—64.5%和6.2%—14.7%。施肥后团聚体的WR_0.25、MWD、GMD分别增加8.6%—12.5%、7.1%—15.1%、13.7%—28.4%,而D值降低2.3%—3.5%,说明长期施肥增强团聚体稳定性,改善团聚体结构。单施氮磷钾肥和氮磷钾肥配施有机肥均可显著提高各粒级团聚体中有机碳含量（P＜0.05）,并始终表现出HOM强于LOM、LOM强于NPK的处理效应,与对照相比,HOM处理各级团聚体中有机碳含量较对照提高了22.1%—36.6%。水稳性大团聚体是土壤有机碳的主要载体,不同处理间＞0.25 mm团聚体中有机碳的分量占土壤有机碳的比例表现出HOM（83.5%）＞LOM（81.6%）＞NPK（79.2%）＞CK（69.9%）的顺序。施肥各处理均可显著提高＞5 mm、2—5 mm、0.5—2 mm三级团聚体中有机碳对土壤有机碳的贡献率,且主要影响土壤有机碳在2—5 mm和0.5—2 mm两级团聚体中的分配率。＞0.5 mm的各级团聚体含量与土壤有机碳含量呈极显著正相关（P＜0.01）,说明施肥后土壤新增有机碳主要向＞0.5 mm的水稳性团聚体中富集。【结论】长期实行NPK平衡施肥及与有机肥配施有利于洞庭湖平原红壤性水稻土水稳性团粒结构的形成及大团聚体中有机碳的积累,与单施氮磷钾肥处理相比较,施用有机肥特别是高量有机肥与化学氮磷钾肥配施更有利于土壤良好结构体的形成和固碳能力的增强,是更优的稻田施肥模式。     

秸秆添加对潮土团聚体及有机碳分布和稳定性的影响

【目的】探明添加水稻秸秆对潮土团聚体及有机碳分布和稳定性的影响,为外源秸秆降解过程中在不同粒级团聚体中的分配规律提供参考。【方法】在恒温培养箱内用潮土进行对比培养试验,试验设置2个处理:不添加秸秆处理(对照组,CK)和土壤添加1%13C秸秆处理(试验组,Str),培养周期为120 d,通过室内对比培养试验,运用湿筛法得出不同粒级水稳性团聚体含量,然后测定各粒级水稳性团聚体有机碳含量。【结果】对照组中2000μm粒级水稳性团聚体含量最少,水稳性团聚体稳定性差,不同粒级团聚体有机碳含量比较低。与对照组相比,试验组显著促进了2000μm粒级水稳性大团聚体的团聚(P0.05);培养到120 d时,试验组中2000μm水稳性团聚体比对照组增加了595.8%,水稳性大团聚体(250μm)含量达到70.4%,成为优势粒级。添加水稻秸秆显著提高了潮土水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)值,降低了土壤不稳定团粒指数(ELT)和分形维数(D)值,土壤团聚体结构稳定性明显增强,MWD、GMD与R0.25之间均呈极显著的正相关关系(P0.001)。不同培养时期试验组各粒级团聚体有机碳含量均显著增加,其中水稳性微团聚体有机碳增加幅度明显大于大团聚体有机碳的增加幅度。【结论】采取秸秆添加的方式对耕地进行保育,显著提高了水稳性大团聚体有机碳的贡献率,增强了潮土的有机碳稳定性和固持能力,改善了潮土肥力和土壤性状。     

长期施肥对红壤水稻土水稳性团聚体有机碳、氮分布与储量的影响

 【目的】研究长期施用化肥以及化肥与稻草配合施用对红壤水稻土水稳性团聚体有机碳、氮分布与储量的影响。【方法】试验土壤采自湖南省望城无机有机肥长期定位试验田小区,各施肥处理为：CK（不施肥）、NP（施氮磷肥）、NPK（施氮磷钾肥）、NP+RS（施氮磷肥和稻草）和NPK+RS（施氮磷钾肥和稻草）。【结果】氮磷钾长期平衡施用和化肥与稻草长期配合施用有利于2～5 mm和0.5～2 mm水稳性团聚体含量增加。与CK处理相比,化肥与稻草长期配合施用处理能提高2～5 mm和0.5～2 mm水稳性团聚体内的有机碳含量和全氮、可矿化氮含量,同时也显著提高了二者在较大粒径（2～5 mm,0.5～2 mm）水稳性团聚体内有机碳、全氮和可矿化氮储量。与CK处理相比,NPK长期平衡施用的处理,也能提高大粒径水稳性团聚体（2～5 mm,0.5～2 mm）内的有机碳、全氮、可矿化氮的含量和储量,但提高的幅度小于化肥与稻草长期配合施用的处理。【结论】水稳性大团聚体对土壤有机碳、氮具有强富集和物理保护作用;化肥和稻草长期配合施用能显著提高大团聚体内有机碳、氮的含量和储量,是改善土壤团粒结构,提升红壤水稻土肥力的有效措施。2～5 mm和0.5～2 mm粒径团聚体是红壤水稻土有机碳、全氮和可矿化氮的主要载体。     

基于质量和数量方法的不同粒径土壤团聚体水稳性评价

【目的】研究湿筛后不同粒径土壤团聚体质量和数量分布特征以及水稳性,为土壤结构的改良提供科学依据。【方法】以黄土丘陵区不同撂荒年限(7,14和34年)的草地和坡耕地土壤(对照,CK)为研究对象,从质量和数量的角度探讨了不同恢复年限和不同粒径土壤团聚体湿筛后粒径分布特征,选取粒径大于0.25mm团聚体含量(R0.25)以及平均质量直径(MWD)2个指标评价不同粒径团聚体的水稳性。【结果】(1)随着植被恢复年限的延长,土壤中粒径1mm的团聚体质量分数增加,粒径为0.25～1mm的团聚体质量分数增加不明显;团聚体数量与质量变化规律一致,但数量变化量随粒径减小而成倍的增加。(2)不同粒径土壤团聚体湿筛后,粒径0.25mm微团聚体的质量分数最高;团聚体数量则表现为随粒径的减小而成倍增加。(3)当粒径为0.25～5mm时,随着粒径的增大,土壤团聚体的水稳性降低,其中粒径2～5mm团聚体的水稳性最差。(4)当粒径为0.25～5mm时,有机质含量随粒径的减小呈增加趋势,各粒径团聚体有机质含量与MWD减小比例呈负相关,与R0.25呈正相关。【结论】用数量方法评价团聚体分布特征的结果与用质量方法评价的结果存在差异,小粒径团聚体的水稳性更强。     

秸秆还田与浅埋滴灌对玉米耕层土壤水稳性团聚体及其碳含量的影响

为探明秸秆还田与灌溉方式对玉米田耕层土壤水稳性团聚体及其碳含量的影响，本研究于2019—2020年进行玉米秸秆还田定位试验，采用裂区设计，主处理设秸秆还田（S⁺）和秸秆离田（S^-），副处理设传统畦灌（F）和浅埋滴灌（D），分析秸秆还田和不同灌溉方式下耕层土壤水稳性团聚体含量、稳定性及其有机碳固持变化特征。秸秆还田可显著提高耕层土壤0.25~5 mm粒径的水稳性团聚体含量，浅埋滴灌可显著提高0.25~1 mm粒径水稳性团聚体含量，秸秆还田与浅埋滴灌互作对>0.25 mm粒径的水稳性大团聚体含量的提高均有正效应；秸秆还田可显著提高>0.25 mm粒径的团聚体含量（R_0.25），降低不稳定团粒指数（E_LT），浅埋滴灌可显著提高团聚体平均质量直径（MWD），秸秆还田与浅埋滴灌互作可显著增加水稳性团聚体平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD），从而提高团聚体稳定性；秸秆还田与浅埋滴灌互作效应还可显著提高0.5~3 mm粒径的水稳性大团聚体中有机碳含量，提高1~3 mm粒径水稳性大团聚体有机碳富集系数，从而提高土壤有机碳含量；秸秆还田、浅埋滴灌均可优化土壤三相比，且在吐丝期作用更为明显，秸秆还田与浅埋滴灌互作可显著提高土壤气相占比和广义土壤结构指数。秸秆还田与浅埋滴灌对提高耕层土壤水稳性大团聚体含量及其稳定性作用明显，可增加0.5~3 mm粒径水稳性大团聚体有机碳含量，提高其有机碳富集系数，优化土壤三相比。秸秆还田配合浅埋滴灌种植模式可作为改土培肥、提高耕地质量的种植方式。     

基于质量和数量方法的不同粒径土壤团聚体水稳性评价

【目的】研究湿筛后不同粒径土壤团聚体质量和数量分布特征以及水稳性，为土壤结构的改良提供科学依据。【方法】以黄土丘陵区不同撂荒年限（7，14和34年）的草地和坡耕地土壤（对照，CK）为研究对象，从质量和数量的角度探讨了不同恢复年限和不同粒径土壤团聚体湿筛后粒径分布特征，选取粒径大于0.25 mm团聚体含量（R0.25）以及平均质量直径（MWD）2个指标评价不同粒径团聚体的水稳性。【结果】（1）随着植被恢复年限的延长，土壤中粒径＞1 mm的团聚体质量分数增加，粒径为0.25~1 mm的团聚体质量分数增加不明显；团聚体数量与质量变化规律一致，但数量变化量随粒径减小而成倍的增加。（2）不同粒径土壤团聚体湿筛后，粒径＜0.25 mm微团聚体的质量分数最高；团聚体数量则表现为随粒径的减小而成倍增加。（3）当粒径为0.25~5 mm时，随着粒径的增大，土壤团聚体的水稳性降低，其中粒径2~5 mm团聚体的水稳性最差。（4）当粒径为0.25~5 mm时，有机质含量随粒径的减小呈增加趋势，各粒径团聚体有机质含量与MWD减小比例呈负相关，与R0.25呈正相关。【结论】用数量方法评价团聚体分布特征的结果与用质量方法评价的结果存在差异，小粒径团聚体的水稳性更强。     

复垦模式对矿区土壤团聚体组成及其有机碳、氮分布的影响

为研究不同复垦模式对矿区土壤团聚体组成及其有机碳、氮分布的影响,以平朔矿区安太堡露天煤矿3 a荞麦复垦、3 a苜蓿复垦为研究对象,以3 a自然恢复地为对照,分别采集3种模式下表层0～20 cm土样,测定机械稳定性团聚体、水稳性团聚体含量及其有机碳、氮含量,并进行相关指标分析。结果表明,随着团聚体粒径的减小,荞麦复垦与自然恢复地下的土壤机械稳定性团聚体含量均呈现出先增加后减少的趋势,且主要集中在1～2、0.25～1.00、≤0.25 mm粒径内,其中,2 mm粒径中机械稳定性团聚体含量表现为苜蓿复垦显著高于荞麦复垦和自然恢复地,0.25～1.00 mm粒径中苜蓿复垦显著低于荞麦复垦和自然恢复地,≤0.25 mm粒径中各复垦模式间无显著性差异;土壤水稳性团聚体主要集中于≤0.25 mm微团聚体内,而苜蓿复垦显著提高了0.25 mm粒径的水稳性团聚体含量,其中,苜蓿复垦下2 mm粒径的水稳性团聚体含量达23.77%,比荞麦复垦与自然恢复地分别高出13.37%和14.12%;土壤团聚体稳定性从大到小表现为苜蓿复垦荞麦复垦自然恢复地。团聚体有机碳、氮含量主要集中于0.25 mm粒径内,其中,苜蓿复垦下0.25～1.00 mm粒径的团聚体有机碳、氮含量分别达到最大值7.66、1.35 g/kg,各处理团聚体碳氮储量均以0.25 mm大团聚体为主;植物复垦提高了0.25 mm土壤团聚体C/N值,降低了≤0.25 mm粒径团聚体C/N值。植物复垦能够提高0.25 mm粒径机械稳定性团聚体和水稳性团聚体含量,增强团聚体的稳定性,并且可提高土壤团聚体有机碳、氮含量;苜蓿效果优于荞麦,其可作为矿区复垦优选植被。     

秸秆生物炭与猪粪配施对山原红壤团聚体结构的影响

【目的】探讨不同生物炭添加对山原红壤团聚体结构的影响。【方法】以山原红壤(CK)为对照,选用不同比例的秸秆生物炭(0、1%和1.5%),添加到施用相同量猪粪的山原红壤中,研究山原红壤团聚体结构的改变。【结果】与CK相比,随着生物炭量的增加,0.25 mm水稳性团聚体的含量(WSA0.25)和0.25 mm机械稳定性团聚体的含量(MSA0.25)分别增加了26.15%、30.45%和31.48%,10.11%、10.32%和10.59%;土壤团聚体平均质量直径(MWD)则分别降低20.41%、4.08%和3.06%,但炭粪处理的MWD值和CK差异不显著;土壤团聚体破坏率(PAD)分别显著降低了18.03%、22.57%和22.55%;水稳性团聚体分形维数(D)分别降低到2.70、2.69和2.68;通过分形维数和0.25 mm团聚体含量的回归分析以及土壤有机质和WSA0.25的相关分析,分形维数和土壤有机质用于表达土壤团聚体含量和稳定性是合理的。【结论】生物炭和猪粪配施显著提高了土壤水稳性团聚体的含量和稳定性。     

植被恢复对退化红壤水稳性团聚体有机碳的影响

为从微观角度揭示植被恢复对土壤结构的影响,采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究南方红壤退化地3种典型植被恢复类型[马尾松与阔叶复层林(PB)、木荷×马尾松混交林(SP)、阔叶林(BF)]土壤(0~60 cm土层)水稳性团聚体有机碳分布特征及其对总有机碳的贡献率。结果表明:土壤水稳性团聚体含量及其有机碳贡献率随团聚体粒径的减小总体呈"W"或"N"字分布;不同粒径水稳性团聚体含量以粒径<0.05 mm占优势,而大粒径团聚体含量在湿筛过程中大幅降低,表明大粒径团聚体在水的浸润中更易受到影响;上层土壤(0~40 cm)水稳性大团聚体(粒径>0.25 mm)总含量均以PB最高,而在下层土壤(40~60 cm)3种植被恢复类型较为接近(48.80%~51.64%)。土壤总有机碳和水稳性团聚体有机碳含量大小顺序均表现为PB>SP>BF,随着土层深度的增加,两者均呈下降趋势;水稳性大团聚体有机碳含量总体高于微团聚体(粒径<0.25 mm),说明有机碳对水稳性大团聚体的形成具有积极作用。不同林分土壤团聚体有机碳贡献率均以粒径0.05~0.25 mm最小,且PB中粒径>2.00 mm的团聚体有机碳贡献率显著高于SP和BF(P<0.05)。保留密度大、灌木(草)层盖度高的马尾松与阔叶复层林土壤水稳性大团聚体与团聚体有机碳含量更高,对土壤结构改善与功能恢复效果更好。     

黄土高原次生林植被演替过程中土壤团聚体动态特征分析

【目的】分析植被自然演替过程中土壤团聚体的动态变化特征,为植被的近自然恢复和适地适树适草提供科学参考。【方法】选取黄土高原中部子午岭林区8个演替阶段（玉米地、退耕10 a草地、退耕20 a草地、白刺花灌木林、白桦林、油松林、辽东栎 油松混交林和辽东栎林）的典型地块设置样地,分层采集土样和植物根系,测定不同粒径（<0.25,0.25~0.5,0.5~1,1~2,2~5和≥5 mm）水稳性团聚体和有机质（SOM）含量及根系生物量(RB),计算表征土壤团聚体稳定性的指标（平均质量直径（MWD）、分形维数（D）、≥0.25 mm水稳性团聚体含量（R_0.25）、团聚体破坏率（PAD））,采用Spearman法分析不同粒径（<0.25,0.25~0.5,0.5~1,1~2,2~5和≥5 mm）水稳性团聚体含量与演替阶段、MWD、D、R_0.25、PAD、RB、SOM的相关性。【结果】①在植被演替过程中,与演替初期（玉米地）相比,小粒径（<0.25 mm）水稳性团聚体含量总体减少,大粒径（≥5,2~5和1~2 mm）水稳性团聚体含量总体增加。②在植被演替过程中,MWD呈先增加后下降趋势,最大值出现在退耕20 a草地。与演替初期相比,植被演替总体上增加了MWD、R_0.25,增幅分别为77.7%~148.4%和40.1%~71.1%;降低了PAD和D,降幅分别为48.0%~63.2%和3.4%~7.2%。③整个演替过程中,辽东栎 油松混交林直径≤2 mm的RB最大。各土层中,随着植被演替,SOM呈现先波动增加后略下降的变化趋势。④植被演替阶段与RB、SOM呈极显著正相关（P<0.01）,MWD与2~5和≥5 mm水稳性团聚体含量、SOM呈极显著正相关（P<0.01）,R_0.25和SOM分别与D、PAD呈极显著负相关（P<0.01）。【结论】在植被演替过程中,与演替初期（玉米地）相比,土壤有机质含量和植被根系生物量均增加,土壤团聚体结构得以改善,团聚体粒径分布更趋合理,土壤抗蚀抗冲能力提高。     

子午岭林区土地退化/恢复过程中土壤水稳性团聚体的动态变化

【目的】揭示子午岭林区土地退化/恢复过程中土壤质量演变及其与土壤侵蚀的关系。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,对陕西省富县任家台林场子午岭林区土地退化/恢复过程中,土壤水稳性团聚体和有机质的动态变化规律进行了系统研究。【结果】土地退化过程中,土壤中>0.25 mm水稳性团聚体含量减少;土地恢复过程中,土壤中>0.25 mm水稳性团聚体含量增加;土壤有机质含量随开垦/恢复年限的增加而减小/增大;土壤有机质含量与>0.25 mm土壤水稳性团聚体含量之间存在着显著的正相关关系;土壤水稳性团聚体平均质量直径随着土壤中>0.25 mm水稳性团聚体含量或退耕年限的增加而增大。【结论】土地开垦,土壤水稳性团聚体含量减少,土壤结构稳定性被破坏,调控能力减弱;土地恢复,土壤水稳性团聚体含量增加,平均质量直径增大,稳定性增强,土壤结构得到改善。     

不同植茶年限土壤团聚体有机碳的分布特征

【目的】探索和了解茶园土壤有机碳的稳定性及碳固持能力。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,开展植茶年限为15 a、22 a、30 a和50 a土壤团聚体有机碳分布特征研究。【结果】随着土壤团聚体粒径的减小,团聚体总有机碳、活性有机碳、颗粒有机碳、水溶性有机碳和可矿化碳含量增加,最大值主要集中于＜0.25 mm、0.5—0.25 mm团聚体中,而团聚体微生物量碳含量则随粒径减小而先增加再减小,最大值分布于5—2 mm团聚体中,团聚体中各组分有机碳占总有机碳比例随团聚体粒径减小而减小;随植茶年限的延长,团聚体中总有机碳含量增加,活性有机碳和颗粒有机碳先降低再增加,植茶22 a时含量最低,而水溶性有机碳、可矿化碳和微生物量碳则呈现先增加再降低的趋势,植茶30 a时含量最高,且团聚体中各组分有机碳占总有机碳比例均随着植茶年限的延长呈现下降的趋势;土壤团聚体总有机碳以及各个碳组分含量均为0—20 cm土层大于20—40 cm土层,而土壤团聚体各组分有机碳占总有机碳的比例均为20—40 cm土层大于0—20 cm土层。【结论】较小粒径团聚体有机碳稳定性较强,土壤有机碳固持能力存在临界植茶年限;0—20 cm土层碳汇效应较20—40 cm土层强。     

长期施用氮肥对麦玉轮作体系土壤水稳性团聚体和有机碳的影响

本研究依托华北平原小麦—玉米轮作12年定位试验，采用湿筛法分析不同氮肥用量（N0、N100、N180、N255、N330）对水稳性团聚体粒径组成、土壤结构稳定性及团聚体有机碳的影响。结果表明：各个施氮水平下土壤水稳性大团聚体含量（> 0.25 mm）和大团聚体有机碳含量均高于微团聚体（<0.25 mm）。施用氮肥处理（N100、N180、N255和N330）较不施氮肥处理显著提高了> 2 mm粒径团聚体含量、团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）。N255处理> 2 mm和0.5～2 mm粒径较N0处理均显著提高了水稳性团聚体有机碳含量。而过量施用氮肥（N330处理）则会降低<2 mm粒径团聚体比重和该粒径有机碳含量。土壤团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）分别与> 2 mm团聚体含量、> 2 mm团聚体有机碳含量呈显著正相关，且> 2 mm粒径团聚体含量与该粒径有机碳含量呈极显著正相关。综上，适量施用氮肥可以增加> 2 mm粒径水稳性大团聚体分布和该粒径团聚体有机碳含量，且不会明显破坏土壤结构。     

沼液施用年限对土壤团聚体、养分及重金属的影响

【目的】研究集约化畜禽养殖场沼液施用对土壤环境质量的影响,合理施用沼液,促进种养结合循环农业发展和保护农业生态环境。【方法】采集连续施用沼液4、5、8、10年的土壤,分别测定土壤机械稳定性团聚体与水稳性团聚体含量、土壤碱解氮、有效磷、有机质和重金属含量,研究长期施用沼液与土壤团聚体、养分含量及重金属的关系。【结果】沼液施用明显增加2 mm土壤机械稳定性团聚体和水稳定性团聚体含量,其中沼液施用10年水稳性大团聚体含量增加19.50%,土壤团聚体稳定性指标MWD、GMD、R_(0.25)增加,土壤团聚体稳定性得到明显提升;沼液施用能显著增加2 mm和0.5～2 mm土壤团聚体有机质,增幅为28.11%～522.42%;不同沼液施用年限都能增加土壤碱解氮、有效磷和有机质含量,最大增幅分别为93.86%、121.96%和138.46%,有效提高土壤供肥能力;长期施用沼液,土壤Zn、Cu积累明显,存在土壤污染风险。【结论】连续施用沼液能增加土壤大团聚体、团聚体有机质、土壤碱解氮、有效磷和重金属的含量,但在增加土壤肥力和土壤团聚体稳定性的同时存在部分重金属累积污染风险,长期使用需要采取重金属防治措施。     

不同保护性耕作方式对微团聚体有机碳氧化稳定性的影响

【目的】探讨保护性耕作措施对土壤微团聚体有机碳含量及其氧化稳定性的影响。【方法】以关中平原历时7年、不同耕作方式(深松、旋耕、免耕、秸秆还田+传统耕作、传统耕作)的定位试验田为研究对象,于2008-10玉米收获后采集耕层(0~20 cm)土样,测定了全土及0.05~0.25 mm,0.01~0.05 mm,<0.01 mm土壤微团聚体中总有机碳、易氧化有机碳和难氧化有机碳含量,并对其相关性进行了分析。【结果】与传统耕作比较,深松和旋耕提高了土壤总有机碳含量,降低了有机碳的氧化稳定性,而免耕和秸秆还田+传统耕作对土壤总有机碳含量及氧化稳定性的影响较小。旋耕和深松使土壤总有机碳、易氧化有机碳、难氧化有机碳含量在0.05~0.25 mm和0.01~0.05mm微团聚体中显著增加,而在<0.01 mm微团聚体中有所降低;深松和旋耕对微团聚体有机碳氧化稳定性的影响未达到显著水平,免耕明显降低了各粒级微团聚体有机碳的氧化稳定性。相关分析表明,总有机碳、易氧化有机碳含量在全土和0.05~0.25 mm,0.01~0.05 mm微团聚体之间呈极显著相关关系,而与<0.01 mm微团聚体之间无相关关系。【结论】土娄土总有机碳含量和氧化稳定性主要取决于0.05~0.25 mm微团聚体,深松、旋耕有利于总有机碳含量的积累及有机碳氧化稳定性的降低。     

长期施肥对紫色水稻土团聚体中有机碳和微生物的影响

【目的】土壤微生物在维持土壤肥力、土壤健康和提高作物产量等方面都具有非常重要的作用,探讨长期不同施肥措施对紫色水稻土团聚体微生物量及活性的影响,明确不同施肥制度下土壤不同粒级团聚体中微生物特性,为系统了解施肥管理对土壤肥力演变的影响提供理论依据。【方法】依托重庆市北碚区中性紫色水稻土22年的长期定位试验,选取对照（CK,不施肥）、氮磷钾（NPK）、稻草还田（S）、氮磷钾+稻草还田（NPK+S）4个处理,采集0-20 cm耕层土壤样品,采用湿筛法获得不同粒级土壤团聚体,研究不同粒级土壤团聚体中的有机碳以及微生物量、呼吸代谢熵等微生物特性。【结果】连续22年定位试验表明,与CK相比,各施肥处理均显著增加了耕层土壤中水稳性大团聚体（＞0.25 mm）含量,以NPK+S的促进作用最为明显,表明化肥与稻草还田长期配施有利于紫色水稻土水稳性大团聚体的形成;施肥还显著提高了团聚体稳定性和土壤有机碳水平,以稻草还田（S和NPK+S处理）效果最佳。长期施肥改变了土壤养分及生物活性在不同粒径团聚体上的分布。土壤中有机碳、微生物量碳、呼吸代谢熵在不同粒级团聚体中呈异质分布,在2.00-1.00 mm和1.00-0.25 mm两个级别的水稳性大团聚体中土壤有机碳、呼吸速率和代谢熵显著高于0.25-0.053 mm和＜0.053 mm两个级别的水稳性小团聚体。【结论】＞0.25 mm的水稳性团聚体是土壤有机碳和微生物量碳的主要载体,2.00-1.00 mm团聚体的生物活性最强;长期氮磷钾配施结合稻草还田显著提高了紫色水稻土团聚体的水稳性及大团聚体中有机碳和微生物量碳的含量,是改善紫色水稻土团粒结构和生物功能的有效措施。     

聚丙烯酰胺对紫色土水稳性团聚体的改良效果

通过室内土柱培养,研究PAM对紫色土水稳性团聚体的改良效果,并探讨其作用机理和合理的施用浓度.结果表明,在浓度为15～60g/500L时,PAM均可促进土壤＞0.25mm水稳性团聚体的形成,并有效降低土壤团聚体分形维数,改善土壤结构;方差分析表明,PAM能够将＜0.25mm的水稳性团聚体聚合为更大粒径的水稳性团聚体,使＞0.5mm的水稳性团聚体含量增加.PAM改良紫色土水稳性团聚体达到显著水平时的浓度也不相同,其适宜浓度为60g/500L.土壤的黏粒含量和有机质含量可能是影响PAM对不同土壤的水稳性团聚体的改良效果差异的主要原因.     

不同施肥处理红壤性水稻土团聚体有机碳矿化特征

【目的】在已有团聚体碳氮分布研究的基础上,进一步研究不同施肥处理红壤性水稻土团聚体有机碳矿化特征,并分析有机碳矿化的影响因素,为揭示施肥对土壤肥力的影响及土壤有机碳矿化作用机制提供理论依据。【方法】以长期定位施肥红壤性水稻土为研究对象,包括9个处理:不施肥(CK)、有机质循环(C)、氮肥(N)、氮肥+有机质循环(NC)、氮磷肥(NP)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+有机质循环(NPKC)、氮钾肥(NK)和氮磷钾肥+1/2秸秆回田(NPKS)。运用湿筛法得到2 mm、1—2 mm、0.25—1 mm、0.053—0.25 mm和0.053 mm 5个粒级团聚体,观测团聚体和全土有机碳矿化动态变化,测定团聚体中微生物生物量碳含量和转化酶活性。【结果】全土和1 mm团聚体有机碳矿化速率在培养前期快速下降,之后逐渐降低至稳定状态,而1 mm粒级尤其是0.053—0.25 mm团聚体,有机碳矿化速率在培养前期降低幅度减小并更早达到稳定状态。有机碳累积矿化量在2 mm和1—2 mm团聚体中最高,在0.053—0.25 mm团聚体中最低。与对照相比,施磷肥处理(NP和NPK)各粒级团聚体有机碳累积矿化量平均提高17.0%—62.1%,施有机肥处理(C、NC和NPKC)则平均提高25.0%—80.5%。2 mm和0.25—1 mm团聚体对全土有机碳矿化的贡献最大,分别为21.0%—42.5%和20.6%—32.7%。0.25 mm大团聚体微生物生物量碳含量和转化酶活性均高于0.25 mm微团聚体。施磷肥处理各粒级团聚体微生物生物量碳含量较对照平均高73.4%—92.0%,施有机肥处理平均高60.8%—99.6%。磷肥和有机肥的施用显著提高0.25 mm大团聚体转化酶活性,其中NC处理大团聚体转化酶活性最高,较对照提高46.0%—135.0%。团聚体有机碳累积矿化量与有机碳、全氮、微生物生物量碳含量及转化酶活性均呈极显著正相关,但与有机碳的相关性最大。【结论】大团聚体在土壤有机碳矿化中发挥主导作用;有机碳含量是影响团聚体有机碳矿化的最主要因素;磷肥和有机肥的施用促进了土壤团聚体有机碳的矿化,是提高红壤性水稻土供肥能力的有效措施。     

不同施肥处理对红壤水稻土团聚体有机碳、 氮分布和微生物生物量的影响

【目的】研究不同施肥处理对红壤水稻土水稳性团聚体组成、不同粒级团聚体中有机碳、氮含量与分布及土壤微生物生物量碳氮含量的影响,为揭示施肥对土壤肥力形成演变的影响机制提供重要理论依据。【方法】依托鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站已进行了20年的长期定位试验,试验包括9个处理：对照（不施肥,CK）、有机质循环（C）、化学氮肥（N）、氮肥+有机质循环（NC）、化学氮磷肥（NP）、化学氮磷钾肥（NPK）、化学氮磷钾肥+有机质循环（NPKC）、化学氮磷肥（NK）和化学氮磷钾肥+1/2秸秆回田（NPKS）。采集各小区耕层土壤,利用湿筛法得到不同粒级水稳性团聚体,测定团聚体中有机碳、氮含量及土壤微生物量碳、氮含量。【结果】长期不同施肥处理对＞2 mm团聚体含量影响最大,与对照相比,施用有机肥的处理（NC、NPKC、C）该粒级团聚体含量分别提高了37.0%、22.6%和33.2%。各施肥处理下,有机碳、氮在1—2 mm团聚体中含量最高,在0.053—0.25 mm团聚体中含量最低,＞0.25 mm大团聚体比＜0.25 mm微团聚体含有更多的有机碳、氮。有机肥的施用显著提高了各粒级团聚体中有机碳、氮的含量,NC处理各粒级团聚体中有机碳、氮含量均最高,与对照相比,各粒级有机碳提高了17.0%—34.6%,全氮提高了25.8%—48.3%。0.25—1 mm和＞2 mm粒级团聚体对全土有机碳和全氮的贡献率最大,前者贡献率分别为22.1%—30.3%和23.3%—33.7%,后者贡献率分别为24.7%—37.3%和25.5%—38.0%。不同施肥处理间土壤微生物量碳、氮含量也有显著差异,与对照相比, NC、NPKC和C处理微生物量碳提高了122.1%、127.0%、94.0%,微生物量氮提高了92.0%、43.1%、91.1%。＞2 mm团聚体含量与全土有机碳、全氮、微生物量碳、微生物量氮含量及水稻产量呈显著或极显著正相关,＜0.053 mm团聚体则与之呈显著或极显著负相关。【结论】水稳性大团聚体是土壤有机碳、氮的主要载体;有机肥的施用显著提高了水稳性大团聚体及其中有机碳、氮的含量,是改善土壤团粒结构,提高红壤生物功能和生产力的有效措施。