土壤团聚体微结构研究技术及进展

土壤团聚体是土壤结构的重要组成部分。土壤团聚体微结构研究技术是获取土壤团聚体基础数据的关键。综述了土壤团聚体微结构的研究尺度,土壤团聚体的采集、制备方法及土壤团聚体微结构的分析方法和数字图像处理技术,阐述了土壤团聚体微结构在水土保持、土壤侵蚀、生态修复、土地利用、农业生产、建筑工程、环境保护、土壤系统分类等领域的研究进展,并对其研究前景进行了展望。     

土地利用方式对土壤团聚体及微团聚体的影响

在宁夏固原上黄试验区,对灌木林地、农地、天然草地、果园和人工草地5种土壤的团粒结构和微团聚体结构进行了分析,探讨了土地利用方式对土壤结构性质的影响。结果表明:土壤团聚体总量:天然草地>灌木林地>果园>农地>人工草地:对于不同的用地类型．灌木林地及天然草地有利于形成大粒径的团聚体颗粒,而农地、果园和人工草地形成的团聚体颗粒粒径较小。土壤微团聚体:灌木林地和草地土壤1-0．01mm微团聚体含量较高,果园偏低:灌木林地和草地对于土壤微结构的形成有促进作用;果园表层土壤的微结构水稳性最差,灌木林地和人工草地最好。     

不同水土保持植被对典型黑土微团聚体稳定性的影响

以典型黑土区落叶松人工林、水曲柳人工林和草地等水土保持植被以及耕地土壤为研究对象,通过土壤微团聚体分散系数、粒径组成以及不同粒径微团聚体有机碳质量分数的测定计算和分析。结果表明:(1)与耕地相比,所研究的3种水土保持植被均可显著增加(0.05 mmd≤0.25 mm)大粒径微团聚体组成比例、降低(d≤0.002 mm)小粒径微团聚体组成比例(P0.05),并表现出乔木植被对增加土壤大粒径微团聚体比例的作用显著强于草地植被(P0.05);(2)所研究的3种水土保持植被总体上均不同程度地较耕地增加了土壤微团聚体有机碳质量分数,尤其是乔木植被显著增加了土壤中各个粒径的微团聚体有机碳质量分数,且增加幅度显著高于草地植被(P0.05);(3)水土保持植被均显著降低了土壤分散系数(P0.05)。可以认为,水土保持植被通过改善土壤微结构和增加微团聚体有机碳质量分数,进而实现增强微团聚体的稳定性,以微团聚体有机碳质量分数增加的贡献大于微团聚体组成的改变。     

土壤团聚体与有机碳固定关系研究进展

土壤固碳是目前认可的固碳措施之一,对稳定土壤生产力和应对全球气候变化具有积极效应。土壤团聚体是土壤的重要组成部分,也是一种特殊的有机-无机复合体,影响着土壤的各种物理和化学性质,因此土壤团聚体和有机碳是不可分割的,目前土壤团聚体中有机碳方面已经积累了大量的研究,随着现代研究方法的发展,已经深入到不同方式下的固碳机理研究。本研究通过大量阅读文献和查阅资料,在综合各方面研究的基础上,探讨了团聚体中有机碳的分离方法、团聚体与有机碳的关系、团聚体有机碳固定的途径和方法,并进行了相关展望,以期为团聚体中有机碳的研究提供理论和方法上的支持,促进农业和固碳减排技术可持续发展。     

鲁西北平原长期种植粮棉作物耕层土壤的微形态特征

为合理改善长期种植农作物土壤的微结构提供依据,采用常规与微形态学方法研究山东省高唐县种植粮棉作物对土壤性质的影响。结果表明:粮棉作物长期种植对土壤微结构影响明显,其中,麦-玉地块0~10cm土层有机质含量较高,团聚体大小均一、分离度高,堆集性孔隙连通性强,形成了有利于农业生产微结构类型;土壤基质特征主要继承自成土母质,作物种植影响很弱;土壤形成物数量很少,仅发现铁锰凝团、排泄物。     

土壤团聚体稳定性的研究概述

土壤团聚体是土壤结构的基本单元.土壤团聚体的稳定性与土壤养分流失的发生密切相关.从土壤团聚体的形成、影响团聚体稳定性的因素、团聚体的分散等方面,对近年来土壤团聚体稳定性的研究做一概述.     

大豆对耕层土壤微形态的影响

本文采用土壤切片法研究了大豆对耕层土壤微形态的影响。结果表明,大豆茬土的土壤颗粒排列疏松,透光性好,具有多级圆形或椭圆形的复合团聚体,垒结形成彼此连通的树枝状和网状的多形态、多级孔隙。团聚体内部孔隙较多,大豆根系分解后形成的孔隙稳定性和连续性好;薄片中清晰地观察到根系分泌物和脱落物直接胶结土壤颗粒,形成稳定的土壤团聚体以及絮状、胶膜态和浸染态等多种形态腐殖质与土壤颗粒相互融合的情形,说明了大豆根系对土壤微结构具有良好的的改善作用,这为宏观土壤物理分析的结果提供了直接的证据。     

土壤团聚体形成、稳定机理及影响因素研究进展

土壤团聚体是土壤的重要组成部分,是土壤结构的重要指标。它的形成和稳定性受到众多因素的影响,例如自然规律、人类活动等。土壤团聚是指不同大小的团聚体通过各类有机和无机物质结合在一起的过程。保持“良好”的土壤结构对农业的可持续性至关重要,这取决于团聚体的稳定性。本文综述了土壤团聚体形成、稳定机理、破碎机理和分析方法的研究进展。不同粒径的团聚体具有不同的团聚机理,其稳定性受土壤有机质、土壤微生物和胶凝物质的影响。破碎机理包括 “水爆”和“气爆”两种主流观点。研究方法包括干湿筛、土壤CT扫描等方法。总之,目前对土壤团聚体的研究比较深入,土壤团聚体具有重要的研究价值。     

真菌对土壤团聚体形成的影响研究进展

针对真菌转化秸秆等有机物料促进土壤团聚体形成、提升土壤保水保肥能力这一研究热点,回顾了土壤团聚体的定义、特征指标和形成理论,分析了外源秸秆碳在团聚体中的周转,创新地将土壤孔隙分级与土壤团聚体的逐级形成联系起来,重点考察了真菌的生长方式、分解代谢、合成代谢在土壤团聚体形成中的作用,明确了真菌在土壤团聚体形成中的作用对于完善土壤团聚体形成理论、优化土壤团聚体组成的重要意义,并指出真菌促进土壤团聚体形成的研究将为土壤物理学和微生物学的交叉研究提供新的思路。     

农田土壤团聚体研究进展

土壤团聚体是土壤的重要组成部分,影响着土壤中养分和水分的含量及作物的生长状况,是土壤肥力和结构的重要指标。该文综合回顾了土壤团聚体的形成机制,团聚体胶结剂、农田管理措施对土壤团聚体的重要影响等方面的研究进展,发现并指出其中存在问题并为其进一步研究指出方向。     

黄浦江上游水源涵养林土壤团聚体组成及其碳、氮分布特征

作为土壤结构的基本单元,土壤团聚体是反映土壤肥力的一项重要指标。不同土层各粒级团聚体在营养元素的保存、传递和转化等方面发挥着不同的作用。试验选取了上海城市森林生态系统定位观测研究站黄浦江上游水源涵养林观测点的四块典型阔叶混交林,研究其不同土层土壤团聚体组成及其有机碳和全氮的分布特征,进一步探究不同土层各粒级团聚体对土壤的养分贡献率。结果表明:(1)土壤团聚体含量随其粒径的减小而增加,53μm粒径土壤团聚体在分布中占主导地位,同时大团聚体含量与土层深度呈负相关;(2)有机碳含量随团聚体粒径的减小而减少,随土层深度的增加而降低;(3)土壤团聚体全氮含量变化规律与有机碳趋于一致,但大团聚体的碳氮比均显著高于微团聚体;(4)粒径250μm的微团聚体对土壤的有机碳和全氮贡献率高达85%以上。研究结果在一定程度上揭示了黄浦江上游水源涵养林土壤团聚体的组成及其碳、氮元素分布特征,为衡量和改善区域土壤质量提供了理论依据。     

半干旱地区不同土壤团聚体中微生物量磷的分布特征

从半干旱地区采集了7个不同利用方式的土壤样品，利用干筛法获得了不同粒径的土壤团聚体，研究了微生物量磷、速效磷、有机磷及其组分在团聚体中的分布特征。结果表明，土壤微生物量磷、有机磷分别为5.86～12.24 mg·kg-1和0.12～0.35 g·kg-1，灌溉耕地最高、退化草地最低，二者在大团聚体（＞2 mm）中的含量皆高于小团聚体（＜2 mm）；土壤速效磷含量则相反，在小团聚体中较高。有机磷分组研究显示，大团聚体的中等稳定性和稳定性有机磷含量较高，活性和中等活性有机磷含量则在＞2 mm或＜0.5 mm团聚体中较高。结果表明土壤大团聚体可能是磷转化的库，小团聚体是土壤磷供给的源。微生物量磷与各种形态的土壤磷都显著相关。     

半干旱地区不同土壤团聚体中微生物量磷的分布特征

 从半干旱地区采集了7个不同利用方式的土壤样品，利用干筛法获得了不同粒径的土壤团聚体，研究了微生物量磷、速效磷、有机磷及其组分在团聚体中的分布特征。结果表明，土壤微生物量磷、有机磷分别为5.86～12.24 mg·kg-1和0.12～0.35 g·kg-1，灌溉耕地最高、退化草地最低，二者在大团聚体（＞2 mm）中的含量皆高于小团聚体（＜2 mm）；土壤速效磷含量则相反，在小团聚体中较高。有机磷分组研究显示，大团聚体的中等稳定性和稳定性有机磷含量较高，活性和中等活性有机磷含量则在＞2 mm或＜0.5 mm团聚体中较高。结果表明土壤大团聚体可能是磷转化的库，小团聚体是土壤磷供给的源。微生物量磷与各种形态的土壤磷都显著相关。     

茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征

 【目的】弄清茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征,以期反映退耕还茶模式对土壤团聚体及其养分循环的影响,为协调区域土地利用及退耕还林（茶）工程的实施提供依据。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,以撂荒地和桉树人工林为对照,就茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征进行了研究。【结果】（1）茶园和对照撂荒地、桉树人工林土壤团聚体中有机碳含量基本随团聚体直径的减小而增加,最大值均集中于＜0.25 mm团聚体中;（2）茶园及对照地土壤微生物量碳、氮含量则基本随团聚体直径的减小而降低,其中茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮含量最大值分布于5—2 mm团聚体中,茶园土壤除了＜0.25 mm团聚体外,其微生物量碳、氮的含量均高于撂荒地和桉树人工林同直径团聚体;（3）茶园及对照地土壤团聚体微生物熵基本随团聚体直径的减小而降低,其中茶园土壤团聚体微生物熵最大值分布于5—2 mm团聚体中,其分布规律与微生物量碳、氮基本一致。【结论】与撂荒地、桉树人工林相比,茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮较为丰富,大团聚体中的含量尤为突出,表明退耕还茶是研究区一种较为理想的退耕模式。     

冻融循环对土壤团聚体与微生物特性影响研究进展

冻融循环是高纬度、高海拔等气候寒冷地区特有的自然现象,通过改变土壤水热平衡对土壤理化性质、土壤微生物造成影响。研究土壤冻融循环可以预测土壤结构与生态的发展趋势,并为研究全球变暖背景下冻融循环与土壤团聚体、微生物的相互作用机制提供一定理论依据。本文通过查阅文献,综合分析了近年来国内外学者对冻融循环及其对土壤团聚体、微生物特性的影响等研究成果,探讨了土壤团聚体与微生物的相互作用关系,总结了冻融作用下土壤团聚体粒径分布、稳定性和孔隙结构的变化,阐述了冻融循环对土壤微生物及其群落结构的影响,并对本领域的研究方向进行了展望,旨在为研究冻融循环背景下土壤团聚体与微生物的响应提供新的思路。     

不同土地利用下黑土土壤团聚体有机碳贮量的变化

[目的]为了解土地利用方式变化对黑土土壤有机碳及贮量的影响。[方法]以黑土区草地、耕地、樟子松人工林和天然次生林土壤为研究对象,对土壤团聚体有机碳与碳储量的分布和积累进行研究。[结果]在不同土地利用方式下,土壤团聚体的组成比例存在一定差异,但均以〉2mm团聚体为主。土壤不同团聚体有机碳含量的分配并不相同。相较于林地土壤,草地和耕地均降低有机碳在小粒级团聚体中的含量,而增大大粒级团聚体有机碳的含量。在不同土地利用方式下．土壤团聚体有机碳贮量变化规律与团聚体组成比例相吻合。[结论]土壤团聚体有机碳贮量的变化中,占主导地位的是团聚体组成比例。土地利用方式的改变影响黑土有机碳在不同大小团聚体中的分布和贮量。     

微咸水淋洗对土壤微团聚体的影响

土壤微团聚体的组成反映了土壤物理性质的好坏,密切影响着土壤的保水、供水性能,是评价土壤肥力的重要指标之一。基于吉林西部苏打盐渍土壤改良的微咸水淋洗试验,研究了微咸水淋洗前后土壤微团聚体组成的变化和分形维数特征。结果表明,微咸水淋洗能够增加土壤中大于0.050mm微团聚体的数量,减少小于0.001mm微团聚体的数量,具有明显的团聚作用;微咸水淋洗区的土壤微团聚体分形维数下降,且与土壤容重呈极显著的相关关系,可以作为衡量土壤物理性质的重要指标。     

不同开垦年限黑土团聚体养分变化

土壤团聚体养分含量是衡量土壤肥力的重要指标,比较研究了不同开垦年限不同粒级团聚体养分含量。结果表明:除全磷含量和碱解氮含量外,各粒级团聚体土壤养分含量均为未开垦土地最高,表现为随开垦时间的增加,团聚体土壤养分含量下降。2.0~5.0mm和0.25mm团聚体土壤全磷含量以未开垦土地最高,其它粒级团聚体土壤全磷含量以开垦40a土地最高。各粒级团聚体土壤碱解氮含量以开垦40a土地最高,未开垦土地碱解氮含量最低。不同开垦年限土壤酸度差异不大。     

有机物料对黄壤烟田土壤团聚体组成及土壤肥力的影响

为探究长期施用有机物料对连作烟田土壤团聚体组成特征及土壤肥力的影响,采用长期定位田间试验方法,以连作20年的黄壤烟田为研究对象,研究了施用腐熟鸡粪(JF)、猪粪(ZF)、烟杆(YG)和菌渣(JZ)4种有机物料对连作烟田土壤团聚体组成、团聚体稳定性和土壤速效养分质量分数的影响.结果表明,与对照组(CK)相比,施用有机物料均能有效提升土壤速效养分质量分数,显著影响黄壤烟田土壤团聚体组成,土壤中0.25～4 mm大团聚体比例明显增加,团聚体水稳性明显增加.腐熟禽畜鸡粪提升土壤碱解氮质量分数效果最好,相比CK显著提升了40.50%;菌渣提升土壤速效磷和速效钾质量分数效果最好,相比CK分别提升了40.96%和23.65%;烟农传统采用的猪粪有机肥提升土壤团聚体机械稳定性最好;长期施用不同有机物料对改善土壤团聚体组成,增加0.25 mm水稳性土壤团聚体效果均比较显著,对土壤水稳性团聚体的稳定性指数均有显著提高作用,其中烟杆提升效果最好,同时烟杆相比对照有机质提高了13.31%.综上,长期施用有机物料相比于对照明显改善黄壤土壤团聚体结构和稳定性,其中,腐熟烟杆可显著提高土壤大团聚体比例,降低微团聚体比例,改善土壤结构,对于南方山地黄壤是一种较好的土壤改良物料.     

不同冬作物对双季稻田土壤团聚体结构及有机碳、全氮的影响

为揭示不同冬作物对双季稻田土壤团聚体结构及有机碳、全氮的影响,本研究以4种不同冬作模式为研究对象,采用干筛和湿筛方法研究了土壤团聚体结构及其有机碳、全氮含量。研究结果表明:双季稻田冬季种植紫云英、油菜、大蒜有利于大团聚体的形成。冬种大蒜对提高土壤0.25 mm水稳性团聚体含量效果最好,冬种紫云英的土壤粒径0.25 mm的水稳性团聚体最高。总体上,不同冬种模式对不同粒级团聚体含量影响较大,而对大团聚体和微团聚体总数量却无显著差异。轮作模式有利于提高土壤团聚体平均重量直径和平均几何直径。不同冬作处理均提高了0.053~0.25mm团聚体的有机碳含量,同时冬种紫云英和油菜还提高了0.25~0.5 mm团聚体的有机碳含量,冬种大蒜提高了2 mm和0.053 mm团聚体的有机碳含量,轮作处理提高了0.053~0.25 mm团聚体的有机碳含量。另外,冬种紫云英和油菜显著提高了1~2 mm、0.5~1 mm、0.25~0.5 mm、0.053~0.25 mm和0.053 mm团聚体的全氮含量,而冬种大蒜提高了1~2 mm和0.053 mm团聚体的全氮含量,轮作处理则提高了2 mm和0.25~0.5 mm团聚体的全氮含量。总的来说,双季稻田种植冬季作物有利于改善土壤团聚体结构和碳氮含量,有利于维持稻田土壤的可持续发展。