种植玉米对矿区复垦土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

为揭示种植玉米下采煤塌陷区复垦地土壤结构中团聚体稳定性和每个粒径有机碳含量的差异,依托山西省农业科学院农业环境与资源研究所土壤长期定位古交试验基地,研究玉米、自然恢复2种种植处理对土壤水稳性团聚体组成及有机碳分布的影响。结果表明,在大团聚体中,各粒级团聚体所占比例大小为自然恢复>玉米根区>玉米非根区;土壤微团聚体在团聚体结构中占有优势,种植玉米根区与非根区复垦土壤团聚体各个粒径的含量,均以<0.25 mm的微团聚体含量最大,约占73.42%～78.73%。在微团聚体当中,种植玉米根区的团聚体指标几何平均直径比玉米非根区和自然恢复区都大,而种植玉米根区在分形维数比玉米非根区和自然恢复区都小。说明微团聚体在种植玉米区土壤团聚体的稳定性较高。农作物种植提高了各粒径团聚体的有机碳含量比,各个粒径有机碳含量的发生变化与团聚体粒径的大小不一有关,土壤结构中微团聚体有机碳含量对整体有机碳含量的贡献率通过种植玉米得到提高。     

华南花岗岩侵蚀区不同植被类型坡面土壤有机碳分布和团聚体稳定性

植物是影响土壤有机碳含量和土壤团聚体稳定性的重要因素。选取华南典型花岗岩侵蚀区荒草地、桉树林、湿地松林和木荷林4种植被类型径流小区的土壤为研究对象,分析测定不同坡位、不同土层深度的土壤有机碳特性和团聚体稳定性等指标,评价不同植被类型对土壤养分的分布特性以及团聚体稳定性差异,明确花岗岩侵蚀退化区较为理想的生态恢复措施,旨在为合理利用土壤、重建坡面植被和改善土壤结构提供科学依据。结果表明:土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)和溶解性有机碳(DOC)含量随土层加深逐渐降低,而林地小区土壤碳氮比(C/N)则相反,荒草地碳氮元素的坡面变异系数(CV)显著高于其他3种林地,其中桉树林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低40%,56.18%,68.5%和25.81%;湿地松林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低62.73%,33.71%,46.46%,58.06%;木荷林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低41.82%,38.2%,51.18%,48.39%,表明林地较荒草地更有利于土壤碳氮在坡面的均质化和有机质的积累。荒草地和木荷林地0.25 mm粒径以上的团聚体在上、中坡位的质量分数显著高于其他植被类型,而林下植被生物量较高的木荷林地的平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著高于其他植被类型。其中木荷小区水稳性团聚体平均质量直径(MWD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.10%,19.58%,23.20%;几何平均直径(GMD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.00%,19.54%,22.23%,表明在花岗岩侵蚀区林地空间结构较好的林草模式有利于土壤有机碳的积累和土壤结构的稳定。     

秸秆全量还田下沼液替代化肥对潮土团聚体及结合有机碳的影响

  目的  通过探究黄淮海平原秸秆全量还田条件下长期沼液替代化肥对潮土水稳性团聚体及结合有机碳影响,以期为改善土壤结构,增加土壤有机碳积累及推动种养结合循环农业发展提供科技支撑。  方法  采集长期持续进行不同沼液替代化肥处理（不施肥对照,CK;单一施用沼液,BS;单一施用化肥,CF;以及沼液半量替代化肥,BSCF）的表层（0 ~ 20 cm）土壤,利用湿筛法分离水稳性团聚体并测定不同粒径团聚结合有机碳分布变化情况。  结果  相较于对照,各施肥处理均能显著增加了外源有机碳投入,增加水稳性大团聚体质量组成比例,提高团聚体稳定性,其中沼液半量替代化肥处理 > 0.25 mm粒径水稳性团聚体质量组成比例提升效果最为明显,平均重量直径和几何平均直径最高,而团聚体破碎率和分形维数最低。不同处理团聚体结合有机碳含量随粒径增加表现出先升高后降低的趋势,其中以0.25 ~ 2 mm粒径最高。同时各施肥处理均增加各粒径团聚体结合有机碳含量,显著提高 > 0.25 mm粒径大团聚体结合有机碳贡献率,降低 < 0.053 mm粒径粘粉粒结合有机碳的贡献率。  结论  在黄淮海平原秸秆全量还田条件下通过沼液半量替代化肥不仅有利于水稳性大团聚体的形成和团聚体稳定性的提高,达到改善土壤结构的目的,而且能够调控各粒径团聚体结合有机碳贡献率,达到平衡土壤有机碳的维持和养分的释放目的。     

基于高能水分特性法的土壤团聚体结构稳定性研究进展

土壤团聚体稳定性是影响土壤质量、入渗、抗侵蚀能力及根系生长的重要土壤物理性质,同时也是判断土壤是否退化的重要指标。目前国内外关于团聚体稳定性的研究以分析团聚体水稳性为主,团聚体结构稳定性相关研究较少,而使用高能水分特性法(HEMC)测定团聚体结构稳定性重现性高,可检测不同处理间微小差异且试验及计算过程精准可控,在国外已有较多研究。研究通过HEMC法分析了土壤改良剂、土地利用与土壤管理和不同土壤理化性质下团聚体结构稳定性的特征及影响因子,结果表明不同处理间土壤团聚体结构稳定性差异较明显,且有机质与黏粒含量是影响团聚体结构稳定性的主要因素,而国内还鲜有相关报道。该研究就HEMC方法的原理、测定过程、数据处理、指标计算及相关研究进展进行了总结,并结合我国大力提倡保护耕地资源、修复退化土壤及实施植被恢复的大背景,对利用该方法进行土壤结构、土壤质量、土壤抗蚀性等方面的研究提出了一些建议,期望能够推广利用该方法,为土壤质量演变、构建和评价健康土壤提供基础数据支持。     

玉米间作大豆、萝卜对红壤不同粒径水稳性团聚体碳氮分布的影响

为了探讨不同种植模式对红壤水稳性团聚体粒径分布以及不同粒级团聚体中有机碳、氮含量,土壤微生物量碳、氮含量的影响,选择大豆、萝卜与玉米间作及3种作物的单作进行田间试验,在作物成熟期采样,进行样品测定。结果表明:在玉米-大豆(玉//豆)、玉米-萝卜(玉//萝)、玉米单作(玉单)、大豆单作(豆单)、萝卜单作(萝单)处理中,大团聚体(> 0.25 mm)的百分含量明显高于微团聚体(<0.25 mm),其中以大团聚体中粒径为0.25~2 mm的百分含量最高且显著高于其余两种粒径,大团聚体百分含量表现为:玉//豆>玉//萝>玉单>萝单>豆单,微团聚体则与其相反。团聚体粒径中的有机碳含量表现为0.25~2 mm粒径最高、<0.25 mm粒径次之、>2 mm粒径含量最少、玉米大豆间作含量最高、玉米单作含量最低。团聚体粒级中全氮含量与有机碳分布一致,但单作的全氮含量高于间作。有机碳与全氮的C/N为间作高于单作,>2 mm粒径C/N高于其余两种粒径。微生物量碳、氮在团聚体粒径中的分布趋势一致,都表现为间作模式高于单作模式,大团聚体中的含量高于微团聚体。微生物量碳、氮的C/N为单作模式高于间作模式,微团聚体大于大团聚体。与单作相比,间作能提高土壤中水稳性大团聚体的含量,增加大团聚体粒径内的有机碳、氮及微生物量碳、氮的含量。     

长武县退耕还林对土壤有机质和团聚体水稳性的影响

[目的]研究渭北旱地退耕还林工程在提高土壤质量和改善土壤结构方面的作用。[方法]选取位于渭北旱塬的长武县马坊村人工林地、荒地和农地3种土地利用类型,利用快速湿润法测定表层土壤各粒级水稳性团聚体质量百分含量,并测定全土样和水稳性团聚体各组分的有机质和速效磷含量。[结果]水稳性团聚体平均质量直径、几何平均直径和土壤有机质含量在林地和荒地较农地大。有机质和速效磷含量在粒级0.05 mm的土壤团聚体中最小,0.5~0.1 mm土壤团聚体有机质含量最高,0.2~0.5 mm土壤团聚体速效磷含量最高。[结论]农地转化为人工林地后,土壤质量具有不同程度的提高,且小粒级团聚体向大粒级转化。土壤有机质和速效磷含量主要分布在较大粒级的水稳性团聚体中,并随着粒级由小变大,二者先增大后略微减少。     

粉胶比对沥青混合料路用性能影响的试验研究

合理的粉胶比有利于提高沥青混合料的路用性能。试验在不同粉胶比条件下,通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验,分析沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳性的变化,以确定合理的粉胶比范围。试验结果表明：粉胶比的增大,动稳定度增大,在粉胶比为1.2时出现峰值,随后开始下降;弯拉应变随粉胶比的增大而增大,粉胶比在1.0-1.1之间达到峰值,之后开始减小;劲度模量先减小后增大,呈凹形曲线,粉胶比为1.0时达到最小值;残留稳定度随粉胶比变化呈现增加后减小变化,最大值出现在粉胶比为1.0左右;冻融劈裂强度比先增大后减小,最大值在1.0-1.2范围内。综合考虑,在进行沥青混合料配合比设计时,粉胶比宜控制在0.9-1.2范围内。     

黄土丘陵沟壑区植被恢复的土壤水稳性团聚体效应

通过对纸坊沟流域植被恢复后10种植物群落下土壤水稳性团聚体的研究发现，植被恢复对土壤水稳性团聚体有明显影响，其中草本影响作用最大。土壤水稳性团聚体与土壤有机质呈正相关，与全氮呈负相关。土壤稳定入渗速率与土壤水稳性团聚体呈正相关。     

高聚物土壤结构改良剂的研究Ⅰ.淀粉接枝共聚物改良赤红壤的研究

以天然或合成的聚合物作为土壤结构改良剂在近年来引起了人们的关注[1～3]，聚合物土壤结构改良剂通过其带功能基团的分子和分散土壤颗粒之间以缠绕、包裹、贯穿、吸附乃至形成化学键等方式创建和稳定水稳性团粒结构，在提高土壤物理肥力，改善土壤保肥性、保水性、改良盐碱土以及特别在抑制水土流失方面具有重要作用[4]。     

黄土高原丘陵沟壑区放牧林草地团聚体水稳性的研究

以黄土高原丘陵沟壑区——山西偏关县为例,对不同放牧植被类型、不同放牧强度、不同放牧畜种条件下表层土(0-10cm)的团聚体水稳性进行分析研究。结果表明,放牧草地较之放牧林地的土壤结构及结构稳定性要好;重度放牧下土壤团聚体含量最小,其结构稳定性亦最差;从畜牧羊种选择来看,绵羊相对于山羊来说对土壤结构破坏较小,土壤中团聚体含量较多、团聚体水稳性也较好。