土壤团聚体中有机质研究进展

团聚体和有机质是保持土壤结构和肥力的基础,二者相互作用,不可分割,前者是后者存在的场所,后者是前者存在的胶结物质。在现有资料中,分别以团聚体和有机质为主要研究对象的报道较多,而团聚体中有机质性质的研究较少。本文从土壤有机质物理分组与化学分组相结合的角度,介绍国内外有关土壤团聚体中有机质的数量和特性及其对农业措施的响应方面的研究进展,内容包括团聚体分组、数量和稳定性,团聚体中的有机质的数量、未分组有机质的性质和腐殖物质组分的性质,颗粒分组中的有机质数量和性质,团聚体-密度联合分组中的有机质的数量和性质,不同土地利用方式和长期耕作施肥对团聚体中的有机质的影响等。以期推动不同粒级团聚体和不同HS组分相互作用及其对土壤固碳和肥力贡献研究工作的开展,为探索土壤有机质物理保护与化学保护之间的关系,揭示土壤固碳和培肥机理提供依据。  

土壤团聚体中有机碳研究进展

增加土壤有机碳有助于农业可持续发展, 同时对缓解温室气体增加造成的全球气候变暖等具有重要意义。土壤团聚体是土壤的重要组成部分, 影响土壤的各种物理化学性质。土壤团聚体和有机碳是不可分割的, 前者是后者存在的场所, 后者是前者存在的胶结物质。本文在综合各方面研究的基础上, 阐述了土壤团聚体和有机碳的依存关系, 影响团聚体固碳的几大因素, 团聚体对有机碳的物理保护机制以及目前应用比较广泛的团聚体内有机碳的研究方法, 为以后的研究提供理论和方法上的支持。  

不同施肥处理对红壤水稻土团聚体有机碳分布的影响

通过23年的长期田间定位试验观测,研究了施肥对红壤水稻土不同发生层团聚体组成、有机碳含量及有机碳库分布的影响.试验设不施肥（CK）、无机肥（NPK）、有机肥（猪粪＋紫云英）（OM）和无机肥与有机肥配施（NPKM）等4个处理.结果表明,＞3 mm团聚体含量随土层深度呈增加趋势,而其他粒径的团聚体含量则呈下降趋势.施肥处理有利于1～3 mm和0.25～1 mm团聚体含量增加.各处理中,各层同粒径团聚体有机碳含量从高到低的顺序为：A＞P＞W1、W2.不同粒径团聚体中有机碳含量有明显差异,除＜0.05 mm团聚体外,粒径愈细,有机碳含量愈高.1～3 mm和0.25～1 mm团聚体含量与全土有机碳含量呈显著正相关.不同施肥处理有机碳储量表现出NPKM＞OM＞NPK＞CK的趋势.同施肥处理同发生层不同粒径团聚体有机碳储量从高到低的顺序为：＞3 mm、1～3 mm、0.25～1 mm、0.05～0.25 mm和＜0.05 mm,且差异显著.施肥处理增加的新碳主要向1～3 mm、0.25～1 mm团聚体富集.  

宁南山区植被自然恢复中土壤团聚体特征及其与土壤性质关系

在野外调查与室内分析的基础上，对黄土丘陵区典型草原带植被自然恢复过程中土壤水稳性团聚体及其主要影响因子的演变规律进行了研究，并用典范相关分析法对二者的相互关系进行了定量分析。结果表明：随着植被演替，土壤中大粒级水稳性团聚体含量逐步增加，〉5mm粒级团聚体在土壤团粒结构中占主导地位，含量占50％～80％。其次是5～2mm含量，占到10％～15％左右。土壤全氮与有机质含量对〉5mm与1～0．5mm两个粒级团聚体影响较大。全量铝、全量铁、物理性粘粒对2～1mm与0．5～0．25mm两个粒级团聚体影响较大。全铝、全铁、全氮、有机质是影响土壤团聚体的主要因子群，其次为粘粒、物理性粘粒。主要作用因子可划分为综合物理因子（物理性粘粒，粘粒）、综合化学因子（全氮，有机质）、综合矿质因子（铁、铝氧化物）。  

黄土丘陵区植被恢复中不同粒级土壤团聚体有机碳分布特征

对黄土丘陵区土壤有机碳在不同粒级团聚体中的分布特征及其对植被恢复的响应进行了研究。结果表明:(1)黄土丘陵区不同植被覆盖条件下,土壤有机碳的分布具有一定的表聚性,0~20 cm土层中有机碳的含量均高于20~40 cm中有机碳的含量,不同植被群落下有机碳的含量大小为:大针茅群落>长芒草群落>铁杆蒿群落>百里香群落;(2)同一深度土壤各粒级团聚体中有机碳的分布特征是:0.5~0.25 mm与1~0.5 mm两个粒级中有机碳的含量最高,>1 mm的团聚体中有机碳的含量有随粒级增大而减小的趋势;(3)恢复年限对不同粒级土壤团聚体中有机碳的含量影响很大,有机碳的含量随恢复年限的增加总体呈上升趋势。黄土高原沟壑区土壤有机碳的积累与土壤团聚体的粒级和植被恢复的类型、年限等有明显的关系。  

子午岭植被恢复过程中土壤团聚体有机碳含量的变化

土壤有机碳是土壤团聚体形成的重要胶结剂之一，土壤团聚体分布影响有机碳含量及其稳定性。对子午岭植被恢复过程中团聚体有机碳含量变化的研究结果显示：相对于农田，植被恢复可增加土壤各个粒径团聚体有机碳含量．同时增加不同层次土壤团聚体有机碳含量。就粒径而言，虽然各个植被下〈0．25mm土壤团聚体有机碳含量最低，植被类型变化对土壤团聚体有机碳含量影响最大的是〈0．25mm粒径，辽东栎林地〈0．25mm土壤团聚体有机碳含量是农田〈0．25mm团聚体有机碳含量的3倍；其次，植被类型对〉5mm团聚体有机碳含量影响较大，辽东栎、早期森林、灌丛、草地和弃耕地土壤〉5mm团聚体有机碳含量比农田土壤〉5ram团聚体有机碳含量高149％，209％，104％，62％，10％。说明植被演替可增加土壤团聚体有机碳含量，但首先是增加较大粒径团聚体的有机碳含量；随着植被的进一步演替，小粒径团聚体有机碳含量也相应的增加，这部分有机碳是稳定的，说明植被恢复增强了土壤的碳汇功能。  

不同耕作和种植模式对土壤团聚体分布及稳定性的影响

通过多年定位试验,研究黄土高原丘陵沟壑区不同耕作制度和种植方式对坡耕地土壤团聚数量、分布和稳定性的影响。结果表明,不同耕作方式下,免耕覆盖处理和免耕处理可明显增加土壤中大团聚体的含量,免耕覆盖处理有着相对更高的团聚体稳定性,并且更易形成>5mm水稳性团聚体;不同种植方式下,处理对大团聚体含量影响差异不显著。在同一耕作方式下不同种植方式的土壤大团聚体含量变化趋势不同。相关分析表明,大团聚体含量为土壤团聚体平均重量直径(MWD)产生影响的主要因素,容重对土壤团聚体平均重量直径亦有影响,团聚体破坏率只对水稳团聚体平均重量直径有影响。  

不同土地利用方式下土壤团聚体的组成及稳定性研究

采用野外调查与室内分析相结合的方法.就不同土地利用方式下土壤团聚体的组成及稳定性进行了研究.试验结果表明:(1)干筛处理下土壤团聚体均以>5 mm粒径为主,总体随粒径的减小呈先降低后增加再降低的趋势;湿筛处理下土壤团聚体以<0.25 mm粒径为主,总体随粒径的减小呈先降低后增加的趋势.(2)干筛处理下,平均重量直径和几何平均直径均表现为桉树人工林最大,杉木人工林最小;湿筛处理下平均重量直径和几何平均直径均以杉木人工林最大,枇杷园最小.(3)风干性团聚体的分形维数表现为杉木人工林>茶园>枇杷园>桉树人工林>撂荒地,水稳性团聚体的分形维数表现为枇杷园>撂荒地>茶园>桉树人工林>杉木人工林.  

黄土丘陵区植被恢复中土壤团聚体演变及其与土壤性质的关系

在野外调查与室内分析的基础上,对黄土丘陵区典型草原带植被自然恢复过程中土壤水稳性团聚体及其主要影响因子的演变规律进行了研究,并用通径分析法对二者的相互关系进行了定量分析。结果表明:随着植被演替,土壤中大粒级水稳性团聚体含量逐步增加,>5mm粒级团聚体在土壤团粒结构中占主导地位,含量占50%~80%。其次是5~2mm含量,占到10%~15%左右。不同群落之间>5mm团聚体含量在2m深土层加权平均值比较结果为:大羽茅群落>长芒草群落>铁杆蒿群落>百里香群落>香茅草群落,其中大羽茅群落是香茅草群落>5mm团聚体含量的近5倍,长芒草群落也是香茅草群落的近4倍左右。主要影响因子对团聚体直接作用系数的大小为:物理性粘粒>有机质>全氮>全铁>阳离子交换量>全量铝>游离铁>全磷>pH值>粘粒>碳酸钙。物理性粘粒、有机质和全氮是影响水稳性团聚体含量的主要因子。  

添加生物质黑炭对红壤结构稳定性的影响

本研究通过室内恒温恒湿控制试验,研究添加黑炭、秸秆在分解过程中对土壤抗破碎性及团聚体稳定性等土壤生物、物理特征的影响。黑炭是在400℃缺氧状态下水稻秸秆焚烧而制成的。实验包括不添加任何物料的对照(CK)、添加黑炭(BC)、黑炭+氮磷钾肥(BC+NPK)、秸秆(Straw)、秸秆+氮磷钾肥(Straw+NPK)等5个处理。研究结果表明,经过55天恒温(25℃)恒湿(田间持水量的40%)培养,黑炭分解速度很慢,通过换算,其周转周期约为1400年,而秸秆周转周期仅为7年,配施氮磷钾能加速黑炭和秸秆的分解。添加黑炭没有提高土壤抗破碎能力和土壤团聚体稳定性(P>0.05),而秸秆则相反(P<0.05)。该研究结果表明生物质黑炭不能像其他有机物料一样提高土壤微生物活性和土壤结构稳定性。