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。     

土壤团聚体有机碳稳定性同位素组成

由于不同植物 (植被 )有机体具有不同的碳稳定性同位素特征 ,因而土壤和沉积物有机碳的碳稳定性同位素表现出植被的标示作用 (ｐｌａｎｔｓｉｇｎａｔｕｒｅ) [1 ] 。近 1 0多年来 ,运用碳稳定性同位素研究土壤有机碳的分布及其变化以及评价植物 (作物 )对土壤有机碳变化的研究日益活跃[2 ,3] 。本文简要报道了采自不同土壤的团聚体有机碳的稳定性同位素分析结果 ,借以讨论土壤团聚体粒组中碳稳定性同位素分异和评价选择我国区域发展计划中低产土壤改良与植被恢复下土壤团聚体有机碳的变异。1　样品与分析方法1 1　土壤样品　　白浆土 (漂…     

耕作措施对土壤水稳性团聚体及有机碳分布的影响

通过9a不同耕作的定位试验,研究了深松、旋耕、免耕和传统耕作4种耕作措施对关中塿土小麦-玉米轮作条件下土壤水稳性团聚体及有机碳垂直分布的影响。结果表明,与传统耕作相比,深松、旋耕、免耕措施均提高了0～40cm土层中>2mm和0.25～2mm大团聚体含量、团聚体有机碳贡献率和团聚体平均重量直径,而传统耕作相应地增加了0～40cm土层中0.053～0.25mm微团聚体和<0.053mm粘砂粒含量及其有机碳贡献率。同时深松、旋耕、免耕措施提高了各土层总有机碳和耕层0～10cm所有级别团聚体有机碳含量,相比较而言,深松的作用效果更大。秸秆还田进一步提高了各土壤层次上总有机碳和所有级别团聚体的有机碳含量及大团聚体的形成与稳定。在玉米秸秆不还田的条件下,隔年深松比连年深松更有利于0～30cm大团聚体形成及总有机碳和各级别团聚体有机碳的积累。     

覆土厚度对复垦土壤团聚体稳定及有机碳贡献率的影响

为了探究覆土厚度对复垦土壤团聚体稳定及有机碳贡献率的影响,采用干筛法、湿筛法测定不同覆土厚度下土壤机械稳定性、水稳定性团聚体、团聚体有机碳分布,计算稳定性参数及有机碳贡献率,分析覆土厚度对其的影响。结果表明,在同一粒级下,随着覆土厚度的增加,团聚体有机碳含量呈先增加后减少的趋势。覆土0～20 cm的>0.25 mm水稳定性团聚体含量最大、土壤团聚体团粒指数最小,覆土为60～80 cm的土壤机械稳定性和水稳定性团聚体平均重量直径、几何平均直径、团聚体稳定率最大,团聚体破坏率最低,是研究区最适合微生物活动及土壤根系生长的覆土厚度,研究结果对煤矸石充填复垦土壤的合理利用及可持续发展具有重要意义。     

种植模式对土壤团聚体稳定性和有机碳含量的影响

【目的】玉米大豆间作是我国多地区常见的耕作制度,研究间作后土壤团聚体的变化,旨在为以玉米大豆为主的间作体系改善土壤结构提供科学依据。【方法】通过设置裸地、大豆单作和玉米大豆间作3个处理,分析不同种植模式对土壤水稳性团聚体含量、水稳性团聚体稳定性及团聚体有机碳含量的影响。【结果】在0～20 cm土层,间作和单作的R_(0.25)(0.25 mm水稳性团聚体含量)、MWD(平均重量直径)和GMD(几何平均直径)均显著高于裸地,其大小关系表现为单作间作裸地,间作的D(分形维数)相比裸地显著降低2.33%;在20～40 cm土层,间作比单作的R_(0.25)增加10.05%,MWD增加22.45%,GMD增加16.13%,D降低0.40%。不同种植模式团聚体有机碳含量存在显著差异,在0～20 cm土层,间作2 mm和2～1 mm粒级的团聚体有机碳含量相比单作显著提高15.15%和14.82%;在20～40 cm土层,间作2 mm粒级团聚体有机碳含量比单作显著提高31%。【结论】间作改变了土壤团聚体的特征,提高了团聚体有机碳含量。     

长期施肥对黑土水稳性团聚体稳定性及有机碳分布的影响

【目的】基于黑土长期定位试验平台,研究不同施肥方式下土壤水稳性团聚体和有机碳分布特征,以期揭示化肥和有机肥长期施用对土壤肥力的影响,为实现黑土合理培肥提供理论指导。【方法】依托37年黑土长期定位试验,采集CK(不施肥)、NPK(化肥)、M₂(常量有机肥)、M₂NPK(常量有机肥配施化肥)、M₄(高量有机肥)、M₄NPK(高量有机肥配施化肥)处理0—20 cm土层的土壤样品,利用湿筛法分析水稳性团聚体稳定性及有机碳在不同粒级团聚体中的分配特征。【结果】长期有机无机配施以及施高量有机肥显著降低大团聚体比例,提高微团聚体比例。长期施用化肥及常量有机肥并未明显改变团聚体的分布。M₂NPK、M₄NPK、M₄处理的大团聚体比例较CK处理分别降低32.7%、45.8%和55.4%,而微团聚体的比例较CK处理分别提高73.2%、102.5%和123.9%。长期有机无机配施及高量有机肥的施用显著降低表层土壤水稳性团聚体的稳定性。长期施肥显著增加土壤有机...     

长期连作棉田不同种植模式下土壤团聚体组成及其有机碳分布特征

以新疆绿洲玛纳斯河流域连作20年棉田土壤为研究对象,采用微区控制试验,分析连作棉田（CM）、轮作玉米（YL）、轮作大豆（DL）、玉米／大豆问作（YDJ）和休闲免耕（XX）5种植模式对土壤团聚体组成及有机碳分布特征的影响,结果表明：土壤粒径在53～250um机械稳定性团聚体含量在5种植模式中均为最高,所占比列为39％-53％,而粒径53-250um的水稳性团聚体含量最少。粒径）250um机械稳定性团聚体含量为DIJ〉YL〉xx〉CM〉YDJ,水稳性团聚体为cM〉YL〉DL〉YDJ〉XX。作物收获期DLSNYDJ的团粒指数比生长前期分别减少18．7％和16．6％。土壤团聚体有机碳主要集中在粒径〉250um的大团聚体中,而（250um微团聚体中含量较少。不同模式中土壤有机碳含量为DL〉YL〉cM〉xx〉YDJ。比较4种轮作模式,大豆轮作和玉米轮作有利j=团聚体的形成和稳定,可作为轮作倒茬的种植模式。     

土壤团聚体有机碳研究现状

团聚体是土壤结构的基本单位,土壤的固碳功能主要是以团聚体为载体,有机碳不同形式的转化贯穿于团聚体形成、稳定及周转过程的始终。了解土壤团聚体的生态过程及机理对土壤固碳具有重大的理论和实践意义。目前多采用干筛法和湿晒法对团聚体进行大小分组,采用密度法将其分为游离轻组有机碳、团聚体内轻组有机碳、团聚体内颗粒有机碳。筛分后的各粒径团聚体的质量分数,有机碳含量随土地利用类型、耕作方式而异。     

有机物料添加对黑土团聚体稳定性及有机碳影响

东北黑土区土壤质量退化主要表现为有机质质量分数逐年下降,潜在威胁区域生态环境和国家粮食安全.因此,亟需找到改善耕层黑土结构、增加有机质质量分数进而提升土地生产力的有效途径.以典型黑土区耕层土壤为研究对象,通过室内恒温恒湿培养的方法,对比分析了3种常见外源有机物料(秸秆、生物炭、猪粪肥)对土壤团聚体分布、团聚体稳定性、团聚体有机碳质量分数的影响.结果 表明:①添加秸秆、猪粪肥分别通过增加粒径(D) 2.000 mm和D＞0.250 mm团聚体质量分数,进而显著提高水稳性团聚体的平均重量直径(MWD).②3种有机物料均能不同程度提高土壤总有机碳质量分数,其中生物炭和猪粪肥效果优于秸秆,猪粪肥提高D＞0.053 mm团聚体有机碳质量分数的效果最为显著.③各处理土壤团聚体有机碳对总有机碳的贡献主要集中在0.250 mm＜D≤2.000 mm团聚体,且添加秸秆和猪粪肥效果优于生物炭.④MWD与0.053 mm＜D≤0.250 mm团聚体有机碳显著正相关,但与土壤总有机碳无相关关系.整体而言,猪粪肥对黑土结构以及土壤有机碳的改良效果最优,在评价外源有机物料添加对黑土的改良效果时,除总有机碳外,还需考虑团聚体的稳定性及敏感粒径团聚体有机碳的影响.     

复垦土壤水稳性团聚体碳氮分布对施肥的响应

为揭示不同培肥措施下采煤塌陷区复垦土壤水稳性团聚体及有机碳、氮分布的变化规律,依托山西省潞安煤矿复垦土壤长期定位试验基地,研究不施肥(CK)、单施化肥(CF)、单施有机肥(M)、有机无机配施(MCF)和生物有机肥与化肥配施(MCFB)5种培肥措施对不同复垦年限(4年,8年)土壤水稳性团聚体组成及碳、氮分布的影响。结果表明,不同复垦年限各处理均以0.053～0.25 mm水稳性团聚体含量最多,占团聚体总量的35%～50%;随复垦年限增加,M、MCF、MCFB处理提高了土壤大粒径水稳性团聚体(2 mm、1～2 mm)含量,而降低了微团聚体(0.053～0.25 mm)含量;与未复垦生土(RS)相比,不同复垦年限各处理均有助于2 mm、1～2 mm、0.5～1 mm粒径土壤团聚体含量的提高,而与农田熟土(US)相比,则在一定程度上降低了1～2 mm,0.5～1 mm和0.25～0.5 mm粒径土壤团聚体含量。与CK相比,各培肥处理均提高了土壤水稳性团聚体有机碳、氮含量,其中以单施有机肥(M)效果最好,有机碳、氮含量分别增加了5%～94%、58%～114%;各处理土壤团聚体有机碳、氮含量均高于RS但低于US。不同复垦年限各处理水稳性团聚体有机碳、氮储量均以0.053～0.25 mm粒径所占比例最高;复垦4年土壤团聚体有机碳、全氮以及复垦8年全氮的总储量均以单施有机肥处理最高,显著高于其他处理,而复垦8年有机碳总储量以MCF处理最高,与M和CF处理差异不显著,三者均显著高于MCFB和CK。由此可见,5种培肥措施中单施有机肥较其他处理更有助于提高复垦土壤团聚体有机碳、氮含量及其总储量。     

连续种植超级稻对土壤有机碳及团聚体稳定性的影响

分别在长江中下游地区3处超级稻育种试验基地,选择多年连续种植超级稻和未种植超级稻的稻田,于水稻收获后采集表土未破坏土壤样品,采用低能量超声波分散法分离得到不同粒径的团聚体颗粒组,研究超级稻连续种植后有机碳含量变化及其有机碳在团聚体颗粒组中的分配,探讨连续种植超级稻对土壤有机碳和团聚体稳定性的影响。结果表明:连续种植超级稻后,水稻土表土有机碳含量均下降,降幅介于3%～14%;团聚体颗粒组组成以2000～200μm和200～20μm粒径为主,有机碳在2000～200μm和<2μm两个粒级中最高;连续种植超级稻后2000～200μm大团聚体颗粒组质量分数提高,土壤团聚体稳定性增强。连续种植超级稻后有机碳含量下降可能是土壤短期的一种响应机制,长期来看并不改变水稻土的固碳潜力。     

外源有机碳对植烟土壤水稳性团聚体稳定性的影响

本试验设置2%木本泥炭(M1)、2%草本泥炭(M2)和2%褐煤(M3)3个处理,对植烟土壤的水稳性团聚体分布及其稳定性进行了考察。结果表明:施用外源有机碳能显著提高土壤0.25 mm水稳性团聚体的含量(WR0.25),其中粒径5 mm的团聚体含量(WR5)增加最为显著;同时,施用外源有机碳也能显著提高土壤团聚体的稳定性,外源有机碳施用12个月时,M1、M2和M3处理的植烟土壤中水稳性团聚体的平均质量直径(MWD)分别提高了23%,13%和21%,而几何平均直径(GMD)则分别提高了33%,18%和31%。     

长期定位施肥和地膜覆盖对棕壤团聚体稳定性及其有机碳含量的影响

以沈阳农业大学长期定位试验（29年）不同施肥与地膜覆盖处理棕壤为研究对象,采用湿筛方法,研究了覆膜和不覆膜条件下不同施肥措施对棕壤各粒级团聚体分布及其有机碳含量的影响,为揭示施肥措施对土壤地力形成演变的影响机制提供理论基础。选取的试验处理包括：不施肥对照（CK）、单施高量氮肥（N4）、氮磷肥配施（N4P2）、单施高量有机肥（M4）、有机-氮肥配施（M2N2）、有机-氮磷肥配施（M4N2P1）以及所有相对应的覆膜处理。结果表明,连续29年的不同施肥和覆膜处理显著影响了土壤团聚体的含量、稳定性及团聚体有机碳的含量。不覆膜条件下,长期施肥处理使>2 mm团聚体的含量显著增加,而0.25~2 mm粒级团聚体含量显著下降,其中有机肥和氮磷肥处理变幅最大。有机肥的施入（M4、M2N2、M4N2P1）均显著增加了不覆膜土壤各粒级团聚体的有机碳含量,且单施有机肥能显著增加不覆膜土壤团聚体平均重量直径,说明长期有机物料投入有利于增加土壤团聚体的稳定性及有机碳在团聚体中的固持。覆膜条件下,各施肥处理也显著影响土壤团聚体的稳定性及有机碳含量,但是不同施肥处理之间的差异变小,说明相同施肥模式下覆膜与不覆膜处理对土壤团聚体的形成和稳定性会产生不同的影响。覆膜条件下,与对照相比,只有高量有机肥（M4和M4N2P1）处理能显著增加土壤团聚体的平均重量直径和各粒级团聚体有机碳含量,说明在覆膜条件下,需要投入更多的有机物质才能维持土壤团聚体的稳定性及较高的有机碳含量。不同施肥和覆膜处理下,氮磷肥配施可以显著提高土壤团聚体的平均重量直径,但对团聚体有机碳含量的影响表现为显著降低或不显著。各处理土壤中水稳性大团聚体是土壤有机碳的主要载体,施用有机肥及有机无机配施有利于促进土壤各粒级水稳性团聚体的有机碳含量,是改善土壤团聚体结构、维持和提高棕壤地力的有效措施。     

秸秆生物炭对烟区土壤剖面团聚体组成及有机碳分布的影响

为了探究秸秆生物炭还田对改良植烟土壤品质的影响,在保山烟区研究了不同施用量秸秆生物炭对土壤剖面团聚体组成及有机碳分布的影响。结果表明,与常规施肥对照相比,在常规施肥基础上增施生物炭4 500、9 000 kg/hm2提高了0～20 cm和20～40 cm土层中碱解氮、有机质、有效磷和速效钾的含量,其中增施生物炭4 500 kg/hm2处理显著增加了0～20 cm土层中有效磷、速效钾含量及20～40 cm土层中碱解氮、有机质、有效磷含量,增施生物炭9 000 kg/hm2处理显著增加了0～20 cm土层中有机质、有效磷、速效钾含量及20～40 cm土层中有效磷、速效钾的含量;与常规施肥对照相比,在常规施肥基础上增施生物炭4 500、9 000 kg/hm2处理增加了2～5、1～2、0.5～1.0、0.25～0.50 mm粒级团聚体含量,其中增施生物炭9 000 kg/hm2处理显著增加了2～5 mm粒级团聚体含量,增幅为78.31%;与常规施肥对照相比,在常规施肥基础上增施生物炭4 500、9 000 kg/hm2处理各粒级有机碳的含量均显著增加,其中增施生物炭9 000 kg/hm2处理对各粒级有机碳含量的增加量均大于增施生物炭4 500 kg/hm2处理,增幅分别为17.78%、17.86%、18.08%、27.64%、54.28%和61.19%。由此说明,秸秆生物炭还田不同程度提高了耕层土壤中土壤养分含量、各粒级土壤团聚体以及有机碳的含量。     

土地利用变化对土壤团聚体有机碳的影响

[目的]探讨土地利用变化对土壤团聚体有机碳的影响。[方法]利用团聚体分组方法,选择红树林湿地和农田（由湿地开垦为农田）为研究对象,分析湿地转变为农田后土壤团聚体有机碳的变化规律。[结果]土壤团聚体主要分布在2000～250μm粒级中。质量分数为76．52％。土壤有机碳含量在团聚体中分配呈现了在2000—250μm粒级中最大,50～250μm次之,〈50μm团聚体最小的规律。土地利用变化对土壤团聚体有机碳具有明显的影响,对2000～250μm粒级团聚体的影响最为显著,50～250μm次之。土壤有机碳含量与2000～250μm和〈50μm团聚体有机碳含量达到了极显著水平,但同50～250μm粒级有机碳含量并无明显相关。[结论]湿地开垦为农田后导致土壤团聚体碳库发生了显著变化,其中2000～250μm粒级有机碳对土地利用变化的响应更为敏感。     

丘陵山地茶园土壤团聚体及其碳含量分布特征研究

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对丘陵山地茶园土壤团聚体及其碳含量分布特征进行研究。结果表明:茶园土壤0～20cm以>5mm团聚体含量最高,占20.59%,20～40cm土层土壤团聚体以<0.25mm微团聚体为主,占35.32%。0～20cm,20～40cm土层均以>5mm粒径土壤团聚体有机碳含量最高,团聚体基本呈现粒径增大,有机碳含量增加的规律。茶园在0～20cm土层>5mm粒径土壤团聚体有机碳储量及其分配比例最大,0.25～0.5mm团聚体含量最少,而20～40cm土层以0.25～0.5mm团聚体土壤有机碳储量及其分配比例最大,>5mm团聚体的比例最小。     

保护性耕作下土壤团聚体组成及其有机碳分布特征

依据吉林省德惠市田间定位试验(始于2001年),对玉米-大豆轮作和玉米连作模式下秋翻(MP)、垄作(RT)和免耕( NT)3种耕作方式的机械稳定性团聚体和水稳性团聚体粒级分布、水稳性团聚体有机碳含量及团聚体稳定性进行了研究.结果表明,3种耕作方式下,＞0.25 mm机械稳定性团聚体含量均在70％以上,最高可达93.29％,各粒级含量在两个土层中表现规律性不强.水稳性团聚体含量均在20％以上,最高可达35.5％,且表层高于底层.与干筛法测定的团聚体相比,＞0.25 mm团聚体含量明显减少,最大减少幅度为58.76％.两个土层中玉米-大豆轮作和玉米连作下的机械稳定性团聚体与水稳性团聚体对耕作处理的响应表现出一定的相似性,即RT＞NT＞MP.水稳性团聚体有机碳含量随粒径的减小而增大,3种耕作方式下有机碳含量表现为NT＞RT＞MP,表层高于底层,且玉米-大豆轮作高于玉米连作.比较3种耕作方式,垄作更有利于团聚体的形成和稳定,且玉米-大豆轮作好于玉米连作.