卡房尾矿库土壤重金属化合物对微团聚体稳定性的影响

为了探究云南省卡房尾矿库土壤微团聚体结构稳定性的影响因素,合理反映尾矿库土壤整体稳定性情况,以卡房尾矿库土壤微团聚体和重金属化合物 (As₂O₃、Co₃O₄、Cr₂O₃、CuO 、NiO 、ZnO) 为研究对象,分析了微团聚体结构稳定性与重金属化合物含量之间的关系。结果表明,尾矿库土层深度0~2、2~5、5~8、8~15 m的平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）均值分别为0.086 mm和0.048 mm、0.083 mm和0.052 mm、0.031 mm和0.019 mm、0.048 mm和0.029 mm,土层深度0~5 m的微团聚体结构稳定性最强。不同土壤深度6种重金属化合物含量变异系数为0.106~0.743,均呈现中等变异,且所测得的样本中75%数据的拱高基台比大于0.75,具有较强程度的空间自相关。6种重金属化合物在尾矿库土壤中呈现2种不同的分布规律：随土层深度的增加,As₂O₃与NiO的含量逐渐降低;在0~8 m深度内CuO、ZnO、Co₃O₄与 Cr₂O₃的含量均匀分布或者逐层下降,在8~15 m深度内各重金属化合物含量上升。对卡房尾矿库土壤微团聚体结构稳定性产生影响的重金属化合物为CuO和ZnO,在0~8 m深度内CuO对微团聚体稳定性的贡献水平为ZnO的2倍,在8~15 m深度内两者贡献水平相同。综上,土壤中CuO和ZnO的含量会对微团聚体结构稳定性造成影响,其中CuO对土壤微团聚体结构稳定性的贡献水平最高。     

渭北旱塬区秸秆覆盖还田对土壤团聚体特征的影响

为了研究不同秸秆覆盖还田量对半湿润易旱区土壤团聚体分布状况和稳定性特征的影响,在渭北旱塬设置三种覆盖还田量(SM1:13 500 kg/hm2、SM2:9 000 kg/hm2、SM3:4 500 kg/hm2),以不覆盖为对照进行定位试验,研究了秸秆覆盖还田对土壤容重、土壤有机碳、土壤团聚体数量、大小及分形维数的影响。结果表明,秸秆覆盖还田后,土壤容重随秸秆覆盖还田量的增加而减小,0~20 cm土层土壤容重较对照降低了2.00%~5.28%(P>0.05);土壤总有机碳含量随着土层深度的增加而递减,在0~20 cm土层,土壤总有机碳含量较对照显著提高10.82%~23.93%。10~30 cm土层,SM2处理下>0.25mm机械稳定性团聚体含量、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均高于SM1、SM3,各处理间差异不显著;在0~40 cm土层,各处理>0.25 mm土壤水稳性团聚体、MWD和GMD较CK均有不同程度提高,但差异不显著。各处理均可提高0~30 cm土层土壤团聚体稳定性,其中SM2团聚体分形维数D最小,其次为SM1、SM3。可见,秸秆覆盖还田可促进土壤团聚体的形成,提高团聚体的稳定性,以SM2覆盖还田的效果最佳。     

不同栽培模式及施氮量对土壤团聚体的影响

通过长期定位试验研究了不同栽培模式(休闲,常规,覆草,垄沟覆盖)和施氮量(N0,N120,N240)条件下西北旱地土壤团聚体组成、稳定性及其与土壤有机碳、土壤水分、产量等的相关关系,结果表明:干筛法0.25~10mm团聚体含量垄沟覆盖显著低于常规和覆草栽培模式,而>10mm的大团聚体显著高于常规和覆草模式,垄沟覆盖栽培促进0.5~5 mm团聚体向更大级别进一步团聚;干筛法0.25~10mm团聚体总量N240处理显著高于N0。湿筛法>0.25 mm水稳性团聚体含量覆草和垄沟覆盖栽培显著高于常规,不同施氮量间无显著差异。干筛法团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)垄沟覆盖显著大于覆草和常规模式;水稳性团聚体MWD覆草模式显著大于常规,覆草模式GMD显著大于垄沟覆盖模式;不同施氮量下水稳性团聚体MWD差异不显著,N0处理的GMD显著大于N120、N240。覆盖栽培可以提高土壤团聚体的稳定性,不同施氮量间团聚体稳定性差异不显著。历年2m土层土壤贮水量平均值与水稳性团聚体GMD呈显著正相关,不同栽培模式主要通过影响土壤水分来影响土壤团聚体状况;历年平均产量与水稳性团聚体GMD呈显著负相关,说明干旱半干旱地区土壤水稳性团聚体直径应较小,利于提高土壤保水和水分有效性,进而促进作物产量的提高。     

土地利用方式对表层土壤水稳性团聚体的影响

土壤团聚体是表征土壤结构稳定性和抗侵蚀能力的关键指标之一,是土地利用与土壤各因素相互作用的结果。为比较土地利用对土壤水稳性团聚体的影响,揭示不同土地利用方式下表层土壤结构的稳定性和抗侵蚀性规律,以黄土丘陵区五种土地利用类型为研究对象,采用湿筛法对土壤水稳性团聚体进行测定,使用平均重量直径、几何平均直径和分形维数等参数为指标,评价该区土壤的生态服务功能。研究结果表明:(1)表层土壤>0.106mm粒级的水稳性团聚体所占比例为53.83%;农地>1mm粒级所占比例最少,人工林所占比例最大;随着粒级减小水稳性团聚体变异系数呈现出逐渐变小的变化趋势。(2)土壤大团聚体所占比例的变化规律与>1mm的基本相同。(3)土壤水稳性团聚体的平均重量直径和几何平均直径的大小顺序都是人工林>撂荒地>人工草地>天然次生林>农地,且差异性显著;农地的质量分形维数值最大,人工林最小,且与其他三种土地利用方式差异性显著。(4)相关性分析表明:粒级>1mm的水稳性团聚体对土壤结构的稳定性起到很大作用。(5)综上所示:人工林的土壤结构最为良好,依次是撂荒地、人工草地和天然次生林,农地最差;粒级>1mm所占比例越高,土壤结构越稳定,抗侵蚀能力越强。     

基于LB法不同植被类型下土壤团聚体水稳性研究

土壤团聚体与土壤侵蚀和径流密切相关,本试验用Le Bissonnais法中的快速处理测定黄土丘陵区纸坊沟流域土壤水稳性团聚体含量,计算团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和质量分形维数(D),比较几种水稳性团聚体指标之间的相关性,确定植被类型对土壤水稳性团聚体含量的影响。结果表明,大于0.2 mm的土壤团聚体含量在1978年油松林地的0~5 cm层最大,为54.95%,在1990年刺槐林地和荒地的20~40 cm层最小,为3.20%;MWD(mm)和GMD(mm)在1978年油松林地的0~5 cm层最大,分别为1.66和0.46,在荒地的20~40cm层最小,分别为0.09和0.05;表层(0~5 cm)土壤D在2.71~2.84之间,表下层在2.74~2.91之间。土壤有机质与D,MWD,GMD和0.2 mm显著相关,表明增加土壤有机质含量有利于土壤团聚体形成和水稳定性提高。D,MWD,GMD和0.2 mm都可用于表征土壤团聚体水稳定性,作为土壤抗侵蚀性指标。     

放牧对荒漠灌丛草地土壤团聚体组成及其稳定性的影响

以内蒙古阿拉善盟荒漠草地为研究对象,分析了不同放牧强度对土壤理化性质、团聚体组成、养分含量及其稳定性的影响.结果表明:与轻度放牧相比,重度放牧使0～5 cm、5～10 cm和10～20 cm土层土壤有机C和全N含量显著降低,土壤容重显著增加;各土层中土壤团聚体以0.053～0.25 mm粒径为主,放牧强度的增加造成土壤...     

砒砂岩改良风沙土后玉米不同种植年限下土壤团聚体变化特征

毛乌素沙地砒砂岩与沙复配土壤属于人为重构土壤,水稳性团聚体作为自然土壤形成和发育的最重要标志之一,其成土母质与后期发育土壤具有本质性区别.文中基于2010 ～2018年1∶1、1∶2、1∶5砒砂岩与沙复配土壤田间小区试验,分析玉米不同种植年限下三种比例复配土壤水稳性团聚体的组成、分布以及平均重量直径等指标的变化特征.结...     

耕作方式对旱地麦田土壤团聚体及其碳氮组分分布的影响

为明确蓄水保墒耕作方式下旱地麦田土壤团聚体稳定性、有机碳及碳组分和全氮及氮组分在不同粒径团聚体组分中的分布特征,深入了解不同耕作方式下土壤碳氮固持机制,以连续3 a(2017—2020年)实施不同耕作方式(免耕、深松、深翻)后冬小麦收获期0～20 cm土壤为研究对象,采用湿筛法测算土壤团聚体的构成与稳定性(R_0.25,>0.25 mm团聚体含量;MWD,平均重量直径;GMD,几何平均直径),并测定各粒径团聚体有机碳(SOC)和碳组分(重组有机碳,HFOC;轻组有机碳,LFOC;易氧化有机碳,EOC;可溶性有机碳,DOC;颗粒有机碳,POC)含量、全氮(TN)和氮组分(硝态氮,NO^-₃-N;铵态氮,NH⁺₄-N;可溶性有机氮,SON)含量,分析了碳氮组分的相关关系。结果显示：(1)免耕和深松处理>2 mm团聚体土壤比例较深翻处理分别提高8.8%和22.1%,免耕有利于增加<0.053 mm粉黏粒比例,较深松和深翻处理分别提高46.4%和27.7%。深松处理较深翻...     

粉垄耕作深度对旱区土壤关键物理性质的影响

针对旱区土壤板结严重和耕层深度变浅等问题,于2021年在宁夏暖泉农场开展大田试验,以传统旋耕为对照(CK),设置不同粉垄耕作深度30 cm(FL30)、40 cm(FL40)、50 cm(FL50)和60 cm(FL60),探究粉垄耕作对玉米田土壤关键物理性质的影响。结果表明：与传统旋耕相比,粉垄耕作能够有效降低土壤容重且提高土壤孔隙度,FL50处理表层土壤(0～20 cm)容重降低11.55%、孔隙度提升12.17%,FL40处理中层土壤(20～40 cm)容重降低8.57%、孔隙度提升9.14%,FL60处理深层土壤(40～60 cm)容重降低11.61%、孔隙度提升12.75%;粉垄耕作对玉米各生育期土壤蓄水量具有显著影响,FL40处理土壤蓄水量提升24.86%,土壤机械稳定性团聚体数量(0.25～5 mm)提高9.63%;较传统旋耕,粉垄耕作可达到疏松土壤与提高土壤蓄水保墒能力的效果,粉垄耕作通过改善玉米的生长条件和土壤环境提高了籽粒产量,其中FL60、FL50、FL30处理分别较CK处理增产57.14%、15.48%、8.79%。研究成果可为改善旱区土壤多年板结及水土资源可持...     

轮耕条件下土壤改良及春玉米增产增收效果研究

针对旱作区长期采用单一的土壤耕作方式造成的土壤结构变差及作物生长发育受限等问题,研究由免耕、深松及翻耕组成的不同轮作模式对干旱区春玉米土壤肥力及产量的影响具有重要生产意义。于2014—2016年在兰州市榆中县清水驿乡孟家山村玉米田开展连续免耕(NT)、连续深松(ST)、连续翻耕(PT)、深松、免耕及深松轮耕(ST/NT/ST)、免耕、免耕和深松轮耕(NT/NT/ST)、翻耕、免耕及翻耕轮耕(PT/NT/PT)、翻耕、免耕及深松轮耕(PT/NT/ST)和深松、翻耕及深松轮耕(ST/PT/ST) 8种耕作模式试验,测定8种耕作模式下的土壤孔隙度、土壤养分、干物质和玉米产量,并分析其经济效益。结果表明:在0～60 cm土层,随着土层的增加土壤孔隙度表现为先降后增,以20～40 cm土层的土壤孔隙度最低。5种轮耕措施较耕作前均能增加土壤孔隙度,以ST/PT/ST轮耕模式最优,其次为ST/NT/ST,较PT提高了1.24%、0.25%;土壤养分含量在0～20 cm土层均高于20～40 cm土层,其中,0～20 cm土层免耕与深松进行轮耕下土壤全氮、全磷含量较高,以ST/NT/ST全氮、磷含量最高,20～40 cm土层,对土壤全氮、全磷含量无显著影响,翻耕与深松轮作促进了速效氮、磷、钾的提高,以ST/PT/ST速效氮、磷、钾含量高,免耕土壤有机质含量较其它耕作方式低,其余土壤养分指标为表层富集,下层匮乏;轮耕模式较单一的耕作方式更能促进玉米干物质的累积,其中以ST/NT/ST与PT/NT/PT耕作下玉米干物质高,频繁的翻耕(PT)不利于玉米的生长; 3年产量相比,8种耕作模式中,ST/NT/ST处理下玉米产量显著高于其它处理(ST/NT/STNT/NT/STST/PT/STSTNTPT/NT/ST PT/NT/PT PT)。较单一耕作(NT、ST、PT),ST/NT/ST处理下玉米产量提高了5. 97%、3. 56%、15.75%;且以ST/NT/ST经济效益最高。结论:深松、免耕及深松轮耕有利于改善耕层结构和提高土壤养分,增产增效显著,为旱作区春玉米农田适宜的轮耕模式。     

不同耕作方式对宁南旱地土壤团聚体的影响

在宁南旱区对试验耕地定位实行连年传统翻耕(CT)、隔年免耕—深松(NT→ST)及深松—免耕(ST→NT)三种不同处理。用干筛法和湿筛法对连续3年处理后土壤团聚体的变化进行测定,分析结果表明,干筛法中NT→ST处理在0~40 cm土层中0.25 mm的机械稳定性团聚体比处理前和CT处理分别高33.11%、29.51%;ST→NT处理在0~40 cm土层中0.25 mm机械稳定性团聚体含量比处理前和CT处理分别高40.51%、36.91%。湿筛法中NT→ST处理在0~30 cm土层中0.25 mm的水稳性团聚体含量比处理前高7.33%,NT→ST处理在0~10 cm土层0.25 mm的水稳性团聚体比CT处理高1.47%,而在10~40 cm土层NT→ST处理和CT0.25 mm的水稳性团聚体含量差异不显著;ST→NT处理在0~40 cm土层中0.25 mm水稳性团聚体含量比处理前和CT处理分别高10.75%、10.12%。分析结果同时说明,采用深松—免耕(ST→NT)轮耕方式更有利于土壤团聚体含量和稳定性的增加。     

保护性耕作对黄土高原春玉米田土壤理化特性的影响

为了探索黄土高原春玉米区保护性耕作农田土壤理化特性变化,测定分析了保护性耕作处理第二年春玉米生长不同时期农田土壤容重、水分和养分变化.结果表明,保护性耕作处理在玉米生长前期0～10 cm土壤容重呈下降趋势且小于传统耕作,但后期增加幅度较大;与传统耕作相比保护性耕作能显著增加玉米生长前期表层0～60 cm和后期100～200 cm土壤含水量 ,有较好保水、蓄水作用;保护性耕作下表层0～20 cm土壤养分指标除全磷外,均表现为稳定升高趋势,且能有效提高土壤全钾和速效钾含量;土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷含量低于传统耕作,但变异系数较小.     

耕作措施对宁南山区缓坡地土壤团聚体及作物产量的影响

为探讨不同耕作措施对宁南山区缓坡耕地轮作体系土壤团聚体特征及作物产量的影响,在2015—2016年期间,开展了玉米-马铃薯轮作条件下传统平作(CK)、垄沟不覆膜(NH)、垄沟半覆膜(HP)和垄沟全覆膜(WP)4种不同耕作措施试验研究。结果表明:不同耕作措施对表层0～20 cm土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体影响均较为显著,对20～40 cm土层影响不显著;CK、WP和HP处理下0～20 cm土层范围内均为>5 mm和2～5 mm土壤机械稳定性团聚体含量高,而NH处理下为1～2 mm和0.5～1 mm土壤机械稳定性团聚体含量高,分别为16.25%、13.38%。CK处理下>5 mm土壤机械稳定性团聚体占比为30.99%,显著高于其他三种耕作方式,而NH处理下1～2 mm、0.5～1 mm和0.25～0.5 mm的土壤机械稳定性团聚体含量显著高于其他三种耕作方式。水稳性团聚体则表现为各处理>5 mm所占比例急剧下降。CK处理下显著低于其他处理,含量为1.96%。土壤机械稳定性团聚体平均重量直径(MWD)在NH、HP和WP处理下表层0～20 cm和底层20～40 cm显著...     

Effects of different tillage and straw retention practices on soil aggregates and carbon and nitrogen sequestration in soils of the northwestern China

Soil tillage and straw retention in dryland areas may affect the soil aggregates and the distribution of total organic carbon. The aims of this study were to establish how different tillage and straw retention practices affect the soil aggregates and soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) contents in the aggregate fractions based on a long-term (approximately 15 years) field experimentin the semi-arid western Loess Plateau, northwestern China. The experiment included four soil treatments, i.e., conventional tillage with straw removed (T), conventional tillage with straw incorporated (TS), no tillage with straw removed (NT) and no tillage with straw retention (NTS), which were arranged in a complete randomized block design. The wet-sieving method was used to separate four size fractions of aggregates, namely, large macroaggregates (LA, >2000 μm), small macroaggregates (SA, 250-2000 μm), microaggregates (MA, 53-250 μm), and silt and clay (SC, <53 μm). Compared to the conventional tillage practices (including T and TS treatments), the percentages of the macroaggregate fractions (LA and SA) under the conservation tillage practices (including NT and NTS treatments) were increased by 41.2%-56.6%, with the NTS treatment having the greatest effect. For soil layers of 0-5, 5-10 and 10-30 cm, values of the mean weight diameter (MWD) under the TS and NTS treatments were 10.68%, 13.83% and 17.65%, respectively. They were 18.45%, 19.15% and 14.12% higher than those under the T treatment, respectively. The maximum contents of the aggregate-associated SOC and TN were detected in the SA fraction, with the greatest effect being observed for the NTS treatment. The SOC and TN contents were significantly higher under the NTS and TS treatments than under the T treatment. Also, the increases in SOC and TN levels were much higher in the straw-retention plots than in the straw-removed plots. The macroaggregates (including LA and SA fractions) were the major pools for SOC and TN, regardless of tillage practices, storing 3.25-6.81 g C/kg soil and 0.34-0.62 g N/kg soil. Based on the above results, we recommend the NTS treatment as the best option to boost soil aggregates and to reinforce carbon and nitrogen sequestration in soils in the semi-arid western Loess Plateau of northwestern China.     

耕作方式对土壤理化性状及夏大豆产量的影响分析

为探讨不同耕作方式对土壤理化性状及夏大豆产量的影响,评价出最适宜伊犁河谷地区滴灌条件下复播大豆农田的耕作方式,2012—2014年开展了冬小麦收获后土壤翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、旋耕(RT)和免耕(NT)四种不同耕作方式的复播大豆田间试验。结果表明,各处理土壤容重、孔隙度、含水量、养分和产量均表现出差异性。0~60 cm的平均容重以NT处理最大,达1.4 g·cm-3,分别比RT、T、TP处理高出2.2%、4.5%、5.3%。0~30 cm土层的土壤总孔隙度均以TP处理的最高,其平均值分别比T、NT、RT高出1.4%、3.8%、5.7%。30 cm以下各处理的土壤总孔隙度虽有减少,但差异不显著。各处理各个生育时期土壤含水量基本均表现为TPTRTNT。SOC、全N、全P含量表现为在0~20 cm土层以NT处理最高,20~40 cm土层以TP最高,T处理次之。TP和T处理显著提高0~40 cm土层土壤速效N、速效P含量。大豆产量均表现为翻耕覆膜处理最高,分别比T、RT和NT处理高出15.2%、30.8%和31.9%。本试验条件下,虽然免耕能够增加土壤养分含量,但翻耕覆膜措施不仅有效改善了土壤物理环境,而且更有利于提高复播大豆产量。     

Distribution of soil aggregates and organic carbon in deep soil under long-term conservation tillage with residual retention in dryland

To ascertain the effects of long-term conservation tillage and residue retention on soil organic carbon(SOC) content and aggregate distribution in a deep soil(>20-cm depth) in a dryland environment,this paper analyzed the SOC and aggregate distribution in soil, and the aggregate-associated organic carbon(OC) and SOC physical fractions. Conservation tillage(reduced tillage with residue incorporated(RT) and no-tillage with residue mulch(NT)) significantly increased SOC sequestration and soil aggregation in deep soil compared with conventional tillage with residue removal(CT). Compared with CT, RT significantly increased the proportion of small macroaggregates by 23%–81% in the 10–80 cm layer, and the OC content in small macroaggregates by 1%–58% in the 0–80 cm layer. RT significantly increased(by 24%–90%) the OC content in mineral-SOC within small macroaggregates in the 0–60 cm layer, while there was a 23%–80% increase in the 0–40 cm layer with NT. These results indicated that:(1) conservation tillage treatments are beneficial for soil aggregation and SOC sequestration in a deep soil in a dryland environment; and(2)the SOC in mineral-associated OC plays important roles in soil aggregation and SOC sequestration. In conclusion, RT with NT is recommended as an agricultural management tool in dryland soils because of its role in improving soil aggregation and SOC sequestration.