南方丘陵区不同母质水耕人为土发育速率的比较

如何度量水耕人为土的发育程度和发育速率是土壤发生学的一个难题。选择南方丘陵区3种常见母质(紫色砂页岩类坡积物PS、第四纪红黏土RC和红砂岩类坡积物RS)发育的水耕人为土时间序列作为研究对象,尝试利用属性距离和土壤发育指数来表征水耕人为土的发育程度,揭示母质对水耕人为土发育速率的影响。结果表明,水耕人为土剖面形态特征经定量后和属性距离一样能够表征水耕人为土发育的时间趋势,在指示水耕人为土的发育程度和估算发育速率上有重要意义。有机碳(SOC)、pH、黏粒含量和磁化率(MS)在计算发生层距离(HD)中贡献很大,而土壤颜色和湿结持性在计算发生层指数(HI)中起着重要作用。RC母质的土壤,土层较厚,颜色红,黏粒含量较高,保肥和保水状况好,土粒的黏结性和可塑性较好,SOC容易累积,发育速率最快。PS母质的土壤,土层较厚,细颗粒(黏粒+细粉粒,0.01mm)含量高,保肥和保水状况好,土粒有一定的黏结性和可塑性,SOC容易累积,发育速率次之。RS母质的土壤,黏粒和细颗粒含量均很低,土层薄,保肥和保水状况以及黏结性和可塑性差,SOC很难累积,发育速率最慢。母质对水耕人为土发育过程的影响可以通过影响其发育速率表现出来。研究同时显示,水耕人为土平均发育速率远较自然土壤快,并在人为培育下快速定向发育。但随着种稻年限的增加,水耕人为土的发育速率普遍下降,水耕人为土发育速率和成土年龄的关系大致符合对数关系。这种定量方法可以提高对水耕人为土形成过程的理解并能实现不同地区水耕人为发育速率的定量比较,有较好的使用前景。但此方法仍处于试验探讨阶段,有待更多的研究来验证和改进。     

母质对南方丘陵区水耕人为土理化性质演变的影响

基于时间序列系统分析了我国南方丘陵区三种母质起源的水耕人为土理化性质的演变,结果表明:成土母质可以决定黏粒与土壤有机碳(SOC)对人为水耕成土过程的敏感性,明显影响其演变特征。游离铁(Fed)对人为水耕的成土过程非常敏感,其迁移与转化主要受人为水耕成土过程影响,受成土母质影响很小;硅酸盐铁(Fet-Fed)对人为水耕的成土过程不敏感,但全铁(Fet)含量的分布主要受Fed的影响。黏粒的淋失会对土壤中元素的迁移与分布产生重要影响,造成SiO2相对富集和Al2O3相对亏损,在利用由Al和Si两种元素计算所得到的一些指标指示丘陵区水耕人为土的发育程度时一定要慎重;而TiO2在水耕人为土发育过程中相对稳定,可以作为稳定元素来指示水耕人为土演变过程中其他元素的迁移率。     

水耕人为土有机碳和全氮对水分状况和耕作时间的响应

以我国南方地区数十年至千年尺度的水耕人为土时间序列为研究对象,分析水耕人为土有机碳(SOC)和全氮(TN)对水分状况和耕种时间的响应,阐明不同水分类型水耕人为土的固碳趋势。结果表明,水耕人为土SOC的演变特征和固碳能力受水分状况和起源土壤SOC含量的影响很大。进贤序列(地表水型)在种稻初期SOC的增加主要集中在耕作层,到一定阶段后下层也明显增加。慈溪序列(良水型)SOC只在耕作层累积,种稻50a内基本达到饱和。中山序列(地下水-良水型)SOC在种稻30a内达到饱和,之后随地下水位的下降而略有下降。相比之下,宝应序列(地下水-良水型)SOC在种稻5 a内相对稳定,之后在15a内地下水位明显下降,SOC显著降低。不同水分类型水耕人为土耕作层碳氮比(C/N)随耕种年限的增加均表现出明显的趋同性,高度熟化的水耕人为土耕作层可能存在相近的碳氮耦合平衡。地表水型水耕人为土在300 a内可一直作为相对稳定的农田有机碳汇,但固碳速率偏低。进贤、中山和宝应序列水耕人为土TN的演变特征和其SOC的演变特征基本一致。慈溪序列土壤含有较多的无机氮,TN的演变特征和其SOC的演变特征差异很大。要注意评估无机氮含量高的水耕人为土在长期耕种过程中土壤氮富集或亏损对环境的影响。     

水耕条件下两类富钙母岩发育土壤的系统分类归属及成因探讨

在重庆境内,遂宁组(J₃s)钙质泥岩发育水耕人为土的剖面分异多不明显,而石灰岩发育水耕人为土则不尽如此,其原因尚不明确。为此,以上述两类母岩在不同坡位发育的水耕人为土为研究对象,分析水耕条件下钙质泥岩和石灰岩发育土壤的发生特征及系统分类归属,并以有机碳矿化特性为切入点,探讨其成因。结果表明,从中坡至坡麓,钙质泥岩发育的水耕人为土(CS)结构面上均仅有少量锈斑且游离铁的垂直分异不明显,而石灰岩发育的水耕人为土(LS)结构面上有少量至多量锈斑且在不同坡位的分布状况不同,特别是下坡呈酸性的土体中游离铁的下层聚集显著,表明两类母岩发育水耕人为土铁的剖面迁移特征有明显差异。CS的有机碳累积矿化量(C₁₅)显著低于同坡位的LS(P<0.05),较低量的易矿化有机碳使得CS土体中高价铁难以发生还原,铁的剖面迁移不明显,导致不同坡位的CS典型个体均被归为简育水耕人为土;从中坡至坡麓,LS的C₁₅逐级增高,且坡麓的C₁₅显著高于其他坡位(P<0.05),加之受与坡位关联的土壤水分状况影响,其典型个体依次被...     

重庆市更新统沉积物发育土壤的特性及分类

选取重庆市境内分别由夹卵石黄色黏土(PC)、黄色黏土(YC)、红色黏土(RC)等更新统沉积物发育的6个典型旱地和水田土壤剖面为研究对象,探讨其土壤特性及系统分类归属。结果表明,PC发育的旱地土壤富含砾石且无铁锰斑纹,YC发育的旱地土壤不含砾石但有铁锰斑纹,RC发育的旱地土壤耕作层以下黏粒淀积明显。在PC和YC发育的水田土体内,上部土层的有机质累积明显且彩度较下部低,游离铁在下部土层有明显聚积,而母质为RC的水田土体内游离铁则迁移不明显。3个旱地土壤分别被划归为普通简育湿润雏形土、普通铁质湿润雏形土和红色铁质湿润淋溶土3个亚类,3个水田土壤则分别被划归为普通铁聚水耕人为土和普通简育水耕人为土2个亚类,共可建立6个土族和6个土系。YC发育的普通铁质湿润雏形土有铁锰斑纹存在,这是古水文条件的反映,现已完全脱离地下水的影响,故不再具有潮湿土壤水分状况;沉积物特征、区域气候等会影响旱地土体内黏粒的淋溶淀积,进而影响其土纲划分;水耕活动使更新统沉积物发育的雏形土和淋溶土演变为水耕人为土;地块筛选、坡改梯、拣拾等人为活动会显著减少PC发育的水田土体内砾石含量,影响其土族控制层段的颗粒大小级别判定。     

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。     

广西岩溶地区水稻土发生特性及其在中国土壤系统分类中的归属

为明确广西岩溶地区水稻土在中国土壤系统分类中的归属，以该区域不同母质发育的水稻土为研究对象，挖掘20个典型剖面，通过野外观测、分层取样与分析，依据《中国土壤系统分类检索（第三版）》进行分类检索。结果表明，大多剖面出现明显的复钙现象。供试剖面的系统分类高级单元归属为人为土土纲，水耕人为土亚纲，潜育、铁聚和简育水耕人为土3个土类，复钙、铁聚和普通潜育水耕人为土、复钙和普通铁聚水耕人为土、复钙和普通简育.水耕人为土7个亚类，在系统分类基层单元归属上，可划归出17个土族和续分为20个土系。考虑广西地区水耕人为土耕作层Ap1碳酸钙相当物含量往往低于犁底层Ap2的现象，而现行水耕人为土复钙亚类的检索中“表层土壤”的“表层”不尽明确而可能导致的亚类误判，建议将其修改为“水耕表层（耕作层或犁底层）土壤”；另外，由于实际调查发现广西地区的一些铁聚水耕人为土也具有复钙特征，建议在检索中增设复钙铁聚水耕人为土亚类。     

太湖地区水耕人为土中漂白层的成因探讨

采集太湖地区4个具有漂白层的水耕人为土剖面(E-A1、E-A2、E-A3、E-A4)及1个发育于相同母质上的一般水耕人为土剖面作为参照(Ref),描述了土壤剖面的形态特征,分析了土壤颗粒组成、黏粒矿物组成、铁氧化物以及大量和微量元素等,并探讨了漂白层成因。5个剖面土壤颗粒组成以粉粒为主,在60%~75%之间,且剖面中各层次变异系数较小,小于10%;大量元素和微量元素在剖面各层次间变异系数也小于10%,指示漂白层与上覆和下伏土层发育在相似物质来源的土壤母质上;而E-A1剖面漂白层中较高的粉粒含量(75.04%)、较大的中细粉粒和中细粉粒/粗粉粒比值的变异系数(38.05%、61.85%)表明该剖面母质具有不均一性。说明E-A2、E-A3、E-A4、Ref剖面土壤性质的变化主要是由于成土作用形成的,而E-A1剖面土壤的性质变化除受成土作用影响外,还受沉积环境的影响。E-A2、E-A3、E-A4剖面的漂白层中蒙脱石和蛭石、粉粒和粗粉粒、SiO2、CaO、Zr等含量高于上下土层,而水云母和绿泥石、游离铁、Al2O3、Rb、Li、Ba、稀土元素(Rare earth element,REE)等则相反;同时,参照剖面亦有与E-A2、E-A3、E-A4剖面类似的特点,只是漂白作用出现在耕作层,不能定义为漂白层;而E-A1剖面的部分性质则显示出空间上的不一致性,其粉粒含量并非漂白层最高,而是随剖面土层深度向下越来越大。这些变异表明,太湖地区水耕人为土漂白层的形成,可以由黄土性泻湖相沉积物经过水耕过程中水分的周期性淹水和排干,通过机械淋洗和活性铁的淋溶而形成(剖面E-A2、E-A3、E-A4),也可以是母质沉积的过程中受湖水水面升降,导致机械淋溶,然后水耕过程叠加活性铁的淋溶而形成(剖面E-A1)。     

水耕人为土时间序列的植硅体及其闭留碳演变特征

以浙江慈溪滨海沉积物上发育的5个具有不同植稻年龄的水耕人为土剖面为研究对象,系统分析了土壤中的植硅体及其闭留碳的演变特征。结果表明,水耕人为土时间序列土壤中植硅体的含量变幅为3.67~17.51 g kg-1。水耕人为土中植硅体的剖面分布特征与有机碳相似,呈现出随着土壤深度的增加含量逐渐降低的趋势。其剖面分布特征表明植硅体在水耕人为土中不易移动。与起源土相比,水耕人为土表层植硅体含量有较大程度的增加,说明植稻有利于植硅体在土壤表层富集。而植硅体随植稻年龄的增加没有表现出有规律的增加或减少趋势。统计分析表明植硅体和总硅之间呈极显著正相关,说明植硅体对土壤发生中的硅循环起着重要作用。水稻产生的植硅体其体内闭留的碳量较高,但由于土体内植硅体总量较低,植硅体闭留碳仅占总有机碳的0.93%~1.68%。现有数据表明,仅通过根系与残茬返还土壤,种植富硅植物水稻并不能显著增强土壤的长期固碳能力。由于植硅体固定的碳在土壤环境中比较稳定,如果能强化秸秆还田,植稻对于土壤长期固碳具有意义。     

湘北地区典型水稻土的发生特性及其在中国土壤系统分类中的归属

选取湘北地区7个发育于2种母质的水稻土剖面样点,通过对其成土环境、剖面形态特征以及土壤理化性质进行野外观测和室内分析,按中国土壤系统分类方案,检索出诊断层和诊断特性,确定其在中国土壤系统分类中的归属,并评述土系的生产性能。结果表明:供试水稻土归属于水耕人为土亚纲下的简育和铁聚水耕人为土2个土类,底潜简育水耕人为土、普通简育水耕人为土、普通铁聚水耕人为土、漂白铁聚水耕人为土4个亚类;进一步按照土族和土系划分标准,划分出7个土族和7个土系。在相同成土环境下,同种母质发育的水耕人为土,土壤系统分类比土壤发生分类具有更强的划分能力。其划分的基层土壤单元(土族和土系),对农业生产、土地资源利用更具有指导意义。     

Composition of clay minerals and their pedogenetic and taxonomic implications for Stagnic Anthrosols derived from different parent materials in Hunan Province,China

Purpose

The aims of this study were to investigate the composition of clay minerals in soils derived from different parent materials and to elucidate how parent materials and pedogenic environment affect the distribution of clay minerals and reveal the implications for pedogenetics and taxonomy in Stagnic Anthrosols.

Materials and methods

Clay mineralogy and physicochemical properties of the Hydragric horizon of Stagnic Anthrosols derived from granite (GR), plate shale (PS), quaternary red clays (QRC), limestone (LS), purple sandy shale (PSS) and fluvial-lacustrine deposit (FLD) located in Hunan Province of China were analysed to explore the relationships between the conditions influencing the formation of the soil and the composition of clay minerals.

Results and discussion

Results indicated that the composition of clay minerals is closely related to both parent material and type of Stagnic Anthrosols: the soils derived from GR, PS and QRC, which are mostly classified as Fe-accumulic-Stagnic Anthrosols, are dominantly 1:1 type kaolinite and vermiculite and illite/vermiculite mixed layer minerals of widespread distribution. However, soils derived from LS, PSS and FLD were mainly classified as Hapli-Stagnic Anthrosols and are mainly composed of 2:1 type illite/smectite mixed layer minerals, where chlorite is commonly found. Illite is widely distributed and its content varies the least among different parent materials. An extremely significant relationship between pH and kaolinite, chlorite and mixed layer minerals was noted, and the two kinds of mixed layer minerals showed highly significant negative correlation.

Conclusions

This study revealed that the types and quantities of clay minerals in the soil are closely related to the types of parent material. This reflected better direction and degree of development in Stagnic Anthrosols, which is related to the physicochemical properties of parent material and can be used as one of the bases for the classification of soil groups and subgroups within the soil family for Stagnic Anthrosols in Chinese Soil Taxonomy.

     

浙江省三种红、紫色砂页岩发育土壤的矿物学研究

本文用Ｘ射线衍射分析,红外光谱分析、透射电镜及Ｘ射线荧光分析对浙江省三种红、紫色砂页岩发育的红砂土、紫砂土和红紫砂土的矿物进行了分析。     

水耕时间对低丘水田土壤发育的影响

  目的  了解水耕时间对亚热带低丘水田土壤性态的影响,对水耕土壤进行正确分类。  方法  在浙江省金衢盆地内选择坡麓和岗地二种地貌单元,观测不同水耕时间的第四纪红土发育水田土壤的剖面形态特征,分层采集土样分析土壤理化性状。  结果  随着水耕时间的增加,土壤颜色由红转黄,色调由2.5YR向7.5YR或10YR演变;表层土壤黏粒含量逐渐下降,有机质与全磷及有效磷积累,pH、阳离子交换量和活性铁逐渐增加,土壤游离氧化铁逐渐下移淀积;水耕时间对土壤性状的影响由表层向心土层发展。调查表明,由于水分条件的差异,水耕时间对坡麓地带水田土壤性状的影响大于岗地水田。  结论  由第四纪红土旱地改为水田,形成典型水耕人为土约15 a,形成铁聚水耕人为土约150 a以上,水耕时间低于150 a主要形成简育水耕人为土;随着水稻种植时间的增加,活性有机质占有机质的比例随有机质积累同步增加,水稻土心土层具有较强的固碳潜力。     

Cry1Ab蛋白在不同土壤中的吸附与解吸

以转cry1Ab基因高粱为材料提取Cry1Ab蛋白，测定了Cry1Ab蛋白在6种土壤中的吸附与解吸，分析了Cry1Ab蛋白溶液浓度、土壤理化性质对Cry1Ab蛋白吸附与解吸的影响。结果表明，不同类型的土壤对Cry1Ab的吸附与解吸存在明显的差异，吸附量表现为红泥土〉灰化土〉青紫泥田〉黄筋泥〉黄松田〉红砂土，解吸量表现为灰化土〉青紫泥田〉红砂土〉黄筋泥〉红泥土〉黄松田；Cry1Ab蛋白溶液的浓度与吸附量和解吸量呈显著正相关，相关系数分别为0．86和0．99；土壤有机质、pH值与土壤吸附Cry1Ab蛋白的能力呈显著正相关，相关系数分别为0．83和0．82；土壤全氮、有效磷的含量与土壤吸附Cry1Ab蛋白呈正相关，土壤全氮、有效磷和速效钾的含量与解吸均呈负相关。土壤吸附、解吸Cry1Ab蛋白是加入Cry1Ab蛋白溶液的浓度及不同土壤的理化性质共同作用的结果。     

我国亚热带土壤可蚀性的对比研究

本文用人工模拟降雨法和田间实测法对比研究了我国亚热带七种代表性土壤的可蚀性,结果表明,两种方法测得的土壤可蚀性Ｋ值都以红砂岩土发育的（耕作）铝质湿润淋溶土和紫色砂页发育的紫色湿润雏形为最高,最低的是第四纪红色粘土发育的红色湿润新成土,本文还对每个供试土壤分别建立了这两种条件下求得Ｋ值间的定量关系,为今后利用人工模拟降雨试验开展各种研究提供了基础。     

天然降雨下紫色土和第四纪红黏土坡面侵蚀过程研究

选取南方红壤区紫色土和第四纪红黏土两种典型土壤类型,通过天然降雨试验,在同等试验条件下对紫色土和第四纪红黏土两种土壤的坡面侵蚀过程中径流量变化、产沙量变化、土壤团聚体以及粒径分析来阐述我国南方红壤区的土壤坡面侵蚀过程。结果表明:（1）降雨是造成土壤坡面产生径流的主要原因,随着降雨的不断增大,土壤坡面径流量不断的增加,紫色土的总径流量较第四纪红黏土大。（2）雨强是造成土壤坡面产沙量的主要原因,特别是在中雨强降雨和大雨强降雨时,土壤侵蚀泥沙量的产生比较明显,紫色土与第四纪红黏土的土壤侵蚀泥沙量比例关系为:1.14∶1.0。（3）紫色土和第四纪红黏土均以 < 0.25 mm的微团聚体占优势,均占65%以上,而紫色土达到90%之多,紫色土微团聚体流失较第四纪红黏土严重。（4）通过两种土壤的降雨前后土壤颗粒对比分析,紫色土减少的土壤颗粒主要是黏粒和粉粒,砂粒相对增加,变化量大,而第四纪红黏土相对较少。     

成都平原主要水耕人为土土系的划分研究

本文以成都平原主要水耕人为土为例,在中国土壤系统分类思想的指导下,通过典型采样、土壤详查、环境调查和室内理化分析,按照土系划分指标的稳定性、差异性、主导性及综合性等原则,对样区水耕人为土的土系进行了具体划分研究。     

地形部位对亚热带低丘梯田土壤性态与类型的影响

[目的]为了解地形对亚热带丘陵地区稻田土壤发生与演变的影响.[方法]在浙江省衢州市和杭州市分别选择了由第四纪红土和凝灰岩风化物等2类母质发育的地形系列梯田,比较分析了岗背、高坡、缓坡和坡麓等不同地形部位梯田土壤剖面发生学性状及土壤类型的差异.[结果]结果表明,由岗背经高坡、缓坡至坡麓,土壤受耕作熟化影响(包括颜色变化、...     

我国南方不同母质土壤pH剖面特征及酸化因素分析

【目的】母质是影响土壤理化性质的主要因素之一,研究不同母质土壤pH的剖面特征及主要影响因素,为防治土壤酸化提供依据。【方法】选取湖南祁阳白茅草植被下七种母质(第四纪红土、红砂岩、板页岩、花岗岩、石灰岩、紫色页岩、河流冲积物)发育的土壤,测定不同层次(0-20、20-40、40-60、60-80和80-100 cm)土壤pH,通过比较表层(0-20 cm)与底层(60-100 cm) pH的差异来表征表层土壤是否酸化及酸化程度;测定0-20 cm土层的酸碱缓冲容量、有机质含量、阳离子交换量、比表面积及颗粒组成,分析影响表层酸化的主要因素。【结果】石灰岩剖面土壤的pH (8.46~8.72)最高,呈强碱性,其次为河流冲积物(7.37~7.87)、紫色页岩土壤(7.41~8.00),呈碱性;花岗岩、第四纪红土、红砂岩、板页岩四种母质发育的红壤呈酸性或强酸性,以花岗岩红壤pH (5.31~5.70)较高,其次为第四纪红土(4.62~4.97)、红砂岩红壤(4.31~4.67),板页岩红壤pH (4.25~4.49)最低。比较表层(0-20 cm)与底层(60-100 cm)土壤的pH,发现七种母质剖面土壤的表层均出现了pH降低,说明表层已出现酸化现象,酸化程度大小依次为:紫色页岩土壤>河流冲积物土壤、花岗岩红壤>第四纪红土、红砂岩红壤>石灰岩土壤、板页岩红壤。对表层土壤的比表面积、颗粒组成(黏粒、粉粒、砂粒含量)和pH、酸碱缓冲容量、阳离子交换量、有机质含量共八种理化因素进行逐步线性回归分析,由于多种因素的相互影响,七种母质土壤并未发现影响表层酸化的主要因素,但在四种母质(第四纪红土、红砂岩、板页岩、花岗岩)发育的酸性红壤中阳离子交换量是影响表层酸化的主要因素。【结论】土壤阳离子交换量与表层红壤酸化差值呈显著负相关,是影响第四纪红土、红砂岩、板页岩和花岗岩四种酸性红壤表层酸化的主要因素之一。