几种侵蚀红壤中有机质和团聚体的关系

以3种侵蚀红壤（轻度、中度、严重）为供试材料,利用干湿筛法获得其不同粒径的水稳性团聚体（〉4 mm,2～4 mm,1～2 mm,0.5～1 mm,0.25～0.5 mm）,分析团聚体中有机质的分布。结果显示,随着侵蚀程度的增强,〉0.25mm水稳性团聚体的含量逐渐下降,而团聚体的分散度却依次升高;无论何种侵蚀程度,湿筛后团聚体的组成均以小粒径团聚体（〈0.25 mm）占优势。轻度和中度侵蚀的红壤,其有机质含量随着团聚体粒径的增大而增大,严重侵蚀的则相反;侵蚀红壤有机质含量和〉0.25 mm水稳定性团聚体呈显著正相关,3种侵蚀红壤团聚体对土壤有机质的贡献为轻度侵蚀〉中度侵蚀〉严重侵蚀。     

侵蚀程度对红壤团聚体分布及养分含量的影响

[目的]探讨不同侵蚀程度下红壤团聚体和养分的变化规律,为侵蚀红壤的肥力提升和合理开发利用提供理论依据。[方法]将红壤表层按照不同深度剥离来模拟不同土壤侵蚀程度,比较分析不同侵蚀程度下团聚体稳定性、有机质和各养分的变化规律及其相互关系。[结果]各侵蚀程度红壤团聚体干筛粒级分布规律大体相似,以≥2mm粒级团聚体为优势粒级,与无明显侵蚀土壤相比,强烈侵蚀土壤≥2mm水稳性团聚体含量降低近1/3;随着土壤侵蚀程度增加,土壤碳、氮、磷等养分含量均表现出逐渐减少的规律,其中强烈侵蚀土壤有机质、全氮和全磷含量减少了30%左右,碱解氮含量减少了近50%,速效磷含量减少了80%以上。相关分析表明,土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮含量均与≥2 mm团聚体含量、WSA,MWD和GMD值具有较好的正相关性(p0.05),与D和PAD值呈负相关。[结论]不同侵蚀程度对红壤团聚体分布及养分含量有一定影响,可通过增加有机肥来改善侵蚀红壤结构,提高土壤肥力。     

侵蚀红壤中结合态腐殖质及其与水稳性团聚体的关系

以亚热带地区3种侵蚀程度(依据其植被、坡度以及土层厚度不同分为轻度、中度和严重侵蚀)的红壤为供试材料,利用湿筛法获得粒径4、2~4、1~2、0.5~1、0.25~0.5 mm的水稳性团聚体,分析侵蚀红壤和团聚体中3种结合态(紧结态、松结态和稳结态)腐殖质含碳量的分布特征,及其对0.25 mm团聚体稳定性的影响。结果表明:随着红壤侵蚀程度的增强,3种结合态腐殖质的含碳量均逐渐减小。在轻度侵蚀的红壤中,随着团聚体粒径的增大,其紧结态和松结态腐殖质的含碳量逐渐升高,稳结态腐殖质的含碳量逐渐降低;但是在中度和严重侵蚀红壤中,不同粒径团聚体的3种结合态腐殖质的含碳量基本相同。侵蚀红壤的紧结态、松结态腐殖质的含碳量与其0.25 mm水稳性团聚体的含量均呈极显著正相关(r分别为0.88,0.74),说明土壤中腐殖质与矿物质的结合方式和松紧程度不一样,其对侵蚀红壤的结构具有不同的影响。     

不同修复措施下红壤水稳性团聚体中有机质分布特征

试验设置作物对照(CK)、作物+PAM(聚丙烯乙酰)(C1)、作物+稻草覆盖(C2)、作物+带状牧草(C3)、作物+PAM+带状牧草(C4)和作物+稻草覆盖+带状牧草(C5)6个处理,分别于种植花生前(A)、花生收获后(B)和小麦收获后(C)采集表层土样,研究不同修复措施下鄂东南侵蚀红壤团聚体的稳定性及水稳性团聚体中有机质的分布特征。结果表明,C时期各处理>0.25mm水稳性团聚体含量的平均值比A时期提高了24.78%,以C2处理的水稳性团聚体含量最高。不同时期土壤和各级水稳性团聚体中有机质含量表现为B>C>A。随着团聚体粒径(>4mm,4～2mm,2～1mm,1～0.5mm,0.5～0.25mm)减小,水稳性团聚体中有机质含量逐渐降低。土壤有机质含量与各粒径水稳性团聚体有机质含量呈线性正相关,小粒径(2～0.25mm)水稳性团聚体的有机质含量与土壤有机质含量呈极显著正相关(相关系数为0.779 2～0.828 6)。综合考虑土壤有机质含量和团聚体稳定性2个因素,稻草覆盖措施对侵蚀红壤的修复效果较好。     

植被恢复对亚热带侵蚀红壤团聚体养分分布的影响

为深入了解不同植被恢复年限下土壤团聚体养分分布特征,以典型红壤侵蚀区福建省长汀县河田地区恢复年限分别为0,5,10,15,30,80a的坡地土壤为研究对象,分别对0—20cm和20—40cm土层不同粒径团聚体养分含量进行测定,并分析了它们与不同团聚体的相关关系。结果表明:(1)植被恢复过程中,土壤团聚体有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量的变化范围分别为2.06~27.71g/kg,0.54~2.12g/kg,0.034~0.171g/kg,2.20~6.89g/kg,0.31~3.30mg/kg和7.35~85.71g/kg;(2)有机碳、全氮、全磷和速效磷含量随着团聚体粒径的减小总体上表现出显著升高趋势(P0.05),全钾和速效钾含量无明显差异(P0.05);(3)随植被恢复年限增加,各粒径团聚体中有机碳、全氮、全磷、速效磷含量总体上呈显著升高趋势(P0.05),全钾含量先升高后降低,而速效钾含量表现出波动增加趋势;(4)恢复初期(0a和5a)不同土层间团聚体养分含量无明显变化(P0.05),其它恢复年限0—20cm土层团聚体有机碳、全氮、全磷、速效磷和速效钾含量显著高于20—40cm土层(P0.05);(5)团聚体对土壤养分的贡献率表现为(5mm)(2~5mm)(0.5~1mm)(1~2mm)(0.25~0.5mm)(0.25mm),2mm粒径养分贡献率达34.18%~49.93%,土壤养分含量与0.25mm粒径相关性较强(P0.01)。植被恢复在降低土壤侵蚀的同时,土壤团聚体养分含量明显增加,土壤结构得以改善,养分固持能力得到加强。     

利用方式对红壤水稳定性团聚体形成的影响

本文研究了五种利用方式对红壤水性团聚体形成的影响。结果表明，＞稳定性团聚体含量：林地＞旱地＞荒地＞茶园＞果园。水稳定性团聚体数量以及团聚的水稳定性均与有机质的含量呈正相关。红壤开垦后，有机抽分解加快或补充减少是导致团聚体稳定性下降和水稳定稳定团聚体减少的主要原因。同理，恢复和改良红壤结构性及结构稳定性的关键是增加有机质的投入。     

红壤表土团聚体稳定性对坡面侵蚀的影响

通过野外人工模拟降雨试验,研究了第四纪红粘土、泥质页岩和花岗岩三种母质发育的红壤团聚体稳定性对土壤坡面侵蚀和侵蚀泥沙特性的影响.结果表明：坡面土壤侵蚀量和径流强度与土壤团聚体稳定性存在显著负相关关系,且不同团聚体稳定性指标与二者相关程度存在差异,其中湿筛团聚体平均重量直径（MWD）和》0.25 mm水稳性团聚体含量（WSA0.25）与侵蚀量和径流强度相关程度最高,快速湿润中1～0.5 mm团聚体和湿润振荡中2～1 mm团聚体标准化平均重量直径（NMWD）与二者的相关性也达到了显著;泥沙粒径与湿筛MWD和WSA0.25之间相关关系（偏相关分析）呈显著正相关（r=0.8283^＊,r=0.8209^＊）;快速湿润中1～0.5 mm团聚体和湿润振荡中2～1 mm团聚体的NMWD与泥沙粒径也存在较好正相关关系（r=0.7458,r=0.6859）.泥沙粒径和水流功率在本研究中未表现出较好相关性（r=-0.1852）.     

侵蚀红壤腐殖酸组分特点及其对水稳性团聚体的影响

在华中地区采集不同侵蚀程度(轻度、中度、严重)的红壤,利用干湿筛法获得不同粒径的水稳性团聚体(0.25 mm)。通过测定不同粒径水稳性团聚体(0.25 mm)的腐殖酸组分(胡敏酸和富里酸)碳量,以及向不同侵蚀程度的各粒径团聚体(0.25 mm)中添加不同浓度(0.06、0.6 g L-1)的胡敏酸,分析侵蚀红壤腐殖酸组分特点及其对水稳性团聚体的影响。结果表明:随着侵蚀程度的增加,供试红壤和水稳性团聚体(0.25 mm)的腐殖酸组分含量减少;轻度和中度侵蚀红壤中,大粒径(4和2~4 mm)水稳性团聚体的胡敏酸碳量较小粒径(1~2、0.5~1和0.25~0.5 mm)的高;同种侵蚀程度下,除严重侵蚀红壤中2~4 mm团聚体的富里酸碳量与1~2 mm团聚体中的有显著差异外,不同粒径团聚体中富里酸碳量差别不大。3种侵蚀程度红壤的胡富比总体上小于1,其中中度侵蚀红壤和各粒径水稳性团聚体的胡富比均大于其他两种侵蚀程度的。腐殖酸组分与水稳性团聚体(0.25 mm)含量呈极显著正相关,与胡敏酸碳量的相关系数最大(r=0.85**,n=19)。添加不同浓度(0.06和0.6 g L-1)胡敏酸后,3种侵蚀程度红壤各粒径水稳性团聚体(0.25 mm)的含量均增加,且小粒径团聚体(1~2、0.5~1和0.25~0.5 mm)的增加量要高于大团聚体(2~4、4 mm)的。     

滇东喀斯特山原红壤退化过程中土壤剖面团聚体和有机质变异

[目的]揭示山原红壤的退化机理及效应,为滇东高原的石漠化效应研究及水土保持工作的开展提供科学依据。[方法]以滇东山原红壤典型发育地带为研究对象,对山原红壤退化过程中灌丛、草地、松林、红裸土剖面的团聚体特征和有机质分布规律进行研究分析。[结果]山原红壤退化过程中干筛法结果显示以大团聚体为主,并随着土层深度的增加而减少;湿筛法结果显示以微团聚体含量最高,灌丛、草地、松林在剖面上整体呈现出与干筛大团聚体一致的规律,红裸土呈现出:0—90cm层(B层)90—100cm层(C层)。土壤的稳定性和有机质含量在退化过程中基本呈现出:灌丛草地松林红裸土;随着土层深度的增加,灌丛、草地、松林土壤团聚体稳定性和物理性质逐渐劣化,有机质含量减少,红裸土则呈现出相反的规律;与A层、B层相比,较深层次的C层团聚体稳定性和有机质含量差异显著降低。[结论]有机质与平均重量直径、几何平均直径、2mm粒级水稳性团聚体含量呈极显著正相关,与分形维数呈极显著负相关,增加有机质的含量应该是恢复和改良红裸土结构的重要手段。     

亚热带侵蚀红壤区植被恢复过程中土壤团聚体化学计量特征

植被恢复过程中侵蚀退化地区土壤团聚体碳氮磷及其化学计量特征是反映土壤团聚体对养分固持能力以及土壤生物地球化学循环的关键环节,也是定量评价退化地植被恢复效应的重要途径。为深入了解侵蚀红壤植被恢复过程中土壤团聚体碳、氮、磷含量分配格局及其化学计量特征,以典型红壤侵蚀区福建省长汀县河田镇5个不同植被恢复年限的样地(分别为5a、10a、15a、30a、80a)以及1个未治理地(恢复0a)为对照坡地作为研究对象,测定0~20cm和20~40cm土层不同粒径团聚体有机碳、全氮、全磷含量,并分析土壤与不同粒径团聚体养分化学计量特征。结果表明:(1)植被恢复过程中,团聚体有机碳、全氮和全磷含量变化范围分别为2.06~27.71 g·kg~(-1)、0.54~2.12g·kg~(-1)和0.034~0.189g·kg~(-1),团聚体C︰N、C︰P、N︰P变化范围分别为3.06~13.05、21.4~185.6、5.62~18.20。(2)随植被恢复年限增加,各粒级团聚体有机碳、全氮和全磷含量及其C:N总体上显著增加,均表现为表土层(0~20 cm)高于底土层(20~40 cm),团聚体C︰P、N︰P随植被恢复年限增加表现为升高→降低→升高趋势,团聚体C︰P随土层加深而降低,团聚体N︰P在土层间无明显变化。(3)除恢复0 a外,团聚体有机碳,全氮、全磷和团聚体C︰N、C︰P随粒径减小总体上呈增加趋势,N︰P在各粒径间无显著差异。(4)土壤与团聚体中有机碳、全氮和全磷含量之间以及团聚体有机碳、全氮与团聚体C︰N之间均呈极显著正相关;团聚体有机碳与团聚体C︰P呈极显著正相关;团聚体全磷与团聚体N︰P呈极显著负相关。植被恢复降低土壤侵蚀,明显增加各粒径团聚体有机碳、全氮和全磷含量,提高团聚体碳氮"汇"功能,且在植被恢复过程中,团聚体中P元素成为退化生态系统恢复的限制性元素。     

免耕对土壤团聚体特征以及有机碳储量的影响

以实施7年的中国科学院禹城综合试验站冬小麦夏玉米轮作免耕长期定位试验场为对象,研究免耕条件下土壤水稳性团聚体和有机碳储量的变化,为进一步评价免耕措施对黄淮海平原土壤结构和质量的影响提供科学依据。设置免耕(NT)、免耕秸秆不还田(NTRR)、常规耕作(CT)3种处理,分析土壤表层(0~20 cm)及深层(20~60 cm)水稳性团聚体分布特征、土壤有机碳以及团聚体有机碳的变化和相互关系。研究结果表明:由于减少了对土壤的破坏以及增加了秸秆还田和有机肥的施用,与常规耕作相比,NT和NTRR可提高表层土壤有机碳含量和储量、水稳性团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),以及大团聚体有机碳的含量和储量。其中,秸秆覆盖比施用有机肥对表层土壤有机碳储量和0.25~2 mm团聚体有机碳储量的提高具有更显著的作用。与表层不同,深层土壤有机碳和大团聚体有机碳的含量和储量表现为NT相似文献   

耕作对土壤有机物和土壤团聚体稳定性的影响

Agricultural sustainability relates directly to maintaining or enhancing soil quality. Soil quality studies in Canada during the 1980‘s showed that loss of soil organic matter (SOM) and soil aggregate stability was standard features of non-sustainable land management in agroecosystems. In this study total soil organic carbon (SOC), particulate organic matter (POM), POM-C as a percentage of total SOC, and aggregate stability were determined for three cultivated fields and three adjacent grassland fields to assess the impact of conventional agricultural management on soil quality. POM was investigated using solid-state ^13C nuclear magnetic resonance (NMR) to determine any qualitative differences that may be attributed to cultivation. Results show a highly significant loss in total SOC, POM and aggregate stability in the cultivated fields as compared to the grassland fields and a significant loss of POM-C as a percentage of total SOC.Integrated results of the NMR spectra of the POM show a loss in carbohydrate-C and an increase in aromatic-C in the cultivated fields, which translates to a loss of biological lability in the organic matter. Conventional cultivation decreased the quantity and quality of SOM and caused a loss in aggregate stability resulting in an overall decline in soil quality.     

耕作方式对耕层土壤结构性能及有机碳含量的影响

为了寻求能够提高土壤结构稳定性的耕作模式,在陇中黄土高原半干旱区连续7年的定位试验研究基础上,采用常规分析方法(湿筛法、重铬酸钾容量法、环刀法),研究了不同耕作方式对耕层土壤结构性能及有机碳含量的影响.结果表明:与传统耕作(T)相比,免耕无覆盖(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)和免耕+秸秆覆盖(NTS)3种保护性耕作方式均能不同程度地增加耕层土壤的有机碳和不同粒径水稳性团聚体的含量,其中免耕+秸秆覆盖(NTS)处理效果最佳.在0～10 cm土层中,NTS处理的土壤容重低、孔隙度大,土壤结构得到了较大改善.不同耕作方式下0～5 cm、5～10 cm和10～30 cm土层粒径1～0.5 mm水稳性团聚体的含量最高,粒径>0.25 mm水稳性团聚体含量与有机碳含量和孔隙度呈显著正相关,与容重呈显著负相关.     

铵、钾同时存在时, 土壤对铵的优先吸附

The water stability of aggregates in various size classes separated from 18 samples of red soils under different managements, and the mechanisms responsible for the formation of water-stable soil aggregates were studied. The results showed that the water stability of soil aggregates declined with increasing size, especially for the low organic matter soils. Organic matter plays a key role in the formation of water-stable soil aggregates. The larger the soil aggregate size, the greater the impact of organic matter on the water stability of soil aggregates. Removal of organic matter markedly disintegrated the large water-stable aggregates (> 2.0 mm) and increased the small ones (< 0.25-0.5mm) to some extent, whereas removal of free iron(aluminium) oxides considerably destroyed aggregates of all sizes, especially the < 0.25-0.5 mm classes. The contents of organic matter in water-stable aggregates increased with aggregate sizes. It is concluded from this study that small water-stable aggregates (< 0.25-0.5 mm) were chiefly cemented by Fe and Al oxides whilst the large ones (> 2.0 mm) were mainly glued up by organic matter. Both free oxides and organic matter contribute to the formation and water stability of aggregates in red soils.     

长期施用不同有机物料对土壤团聚体特征的影响

农业有机物料是重要的资源,为研究施用不同有机物料对土壤水稳性团聚体分布、稳定性及有机碳的影响,采用对照(CK)、玉米秸秆(Str)、堆肥(C)、牛粪(PM)、沼渣(BgR)、生物炭(BC)6种处理,通过田间7年定位试验,利用湿筛法得到不同粒级的土壤水稳性团聚体,测定土壤有机碳含量,计算了水稳性团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)值、分形维数(D)和土壤不稳定团粒指数(E_(LT))。结果表明:与对照相比,5种不同有机物料处理下0~15 cm土层水稳性大团聚体(0.25 mm)含量、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、土壤有机碳含量显著增加(P0.05),分形维数(D)、土壤不稳定团粒指数(E_(LT))显著减小(P0.05),土壤团聚体结构稳定性明显得到增强。土壤有机碳与水稳性大团聚体(0.25mm)含量间呈现出极显著正相关关系(P0.001)。生物炭和秸秆处理的团聚体稳定性变化最为明显,土壤结构改善效果最好,生物炭、沼渣处理最有利于促进土壤有机碳的累积。各处理15~30 cm土层,土壤团聚体及有机碳含量差异不显著(P0.05)。采取施用不同有机物料的方式对耕地进行保育,显著提高了耕作层水稳性大团聚体含量和有机碳含量,增强了团聚体结构稳定性,改善了土壤结构和肥力状况。     

湿润速率和粘粒含量对红壤沟间侵蚀的影响

An aggregate stability test and a simulated rainfall test were conducted on four representative Ultisols from southeastern China. The soils selected, with clay contents ranging between 117 and 580 g kg-1 , were derived from shale and Quaternary red clay. The stability of aggregates (2–5 mm in diameter) obtained from the soil samples were determined by the Le Bissonnais method. For determination of infiltration, runoff, and erosion, the soil samples were packed in 30 cm × 60 cm trays, wetted at rates of 2, 10, and 60 mm h-1 , and then exposed to simulated rainfall at 60 mm h-1 for 1 h. The results indicated that both aggregate stability and slaking caused by fast wetting increased with increasing clay content. The effect of wetting rate (WR) on infiltration and seal formation varied with clay contents. In the soil with low clay content (sandy loam), the infiltration rate was affected slightly by WR due to low aggregate stability and slaking. In the soils with medium clay content (silt clay loam and clay), WR affected infiltration significantly due to the high aggregate slaking force. In the soil with high clay content, the effect of WR on infiltration was significant, but not as evident as in the soils with medium clay content, which may be related to high aggregate stability by wetting partially compensating for slaking force. The effect of WR on soil loss was similar to that of runoff, but more pronounced. The findings from this study indicated that the relationship between wetting rate and clay content should be considered when predicting interrill erosion in Ultisols.     

不同利用年限红壤水稻土有机碳和养分含量的粒级分布变化

通过田间采样结合沉降法分级提取,研究了不同利用年限红壤水稻土有机碳和养分含量的粒级分布变化特征。结果表明,红壤水稻土有机碳和养分含量随土壤颗粒粒径的增大而下降,但在各粒级中的分布比例存在显著差异。<0.002mm、0.002～0.02mm、0.02～0.05mm、>0.05mm粒级的有机碳占全土有机碳的比例分别是29.2%、30.7%、11.9%、15.4%,氮的相应数值为36.7%、31.9%、10.2%、14.0%,磷为49.2%、26.5%、11.1%、12.4%,钾为36.9%、33.4%、12.9%、20.0%。总体来说,黏粒和粉粒中有机碳和养分的分布比例较高。红壤水稻土有机碳和养分含量及分布比例还随利用年限而有明显变化。开垦利用不到10a的水田土壤,有机碳和养分含量较低且主要集中在<0.002mm粒级中;而利用超过10a的水稻土,有机碳和养分在粉粒中(0.002～0.05mm)的比例大于50%。各利用年限的红壤水稻土多以0.02～0.05mm粒级的C/N为最高,并随利用年限延长而下降。红壤水稻土各粒级有机碳和养分含量及分布状况随利用年限的变化反映了土壤肥力熟化和养分有效性的提高过程。     

Effects of iron and organic matter on the porosity and structural stability of soil aggregates

Knowledge of the soil components controlling aggregate formation and stability is fundamental to the conservation of soil structure. In this work, the effects of Fe and organic matter (OM) on the porosity and structural stability of aggregates <4 mm of two cropped soils from Galicia (NW Spain) were determined. Porosity was estimated directly, by mercury intrusion porosimetry, and indirectly, from moisture characteristic and shrinkage curves. The three porosities obtained were similar and indicated that Soil 1, with the highest Fe and OM contents, had lower total porosity and a wider pore-size distribution than Soil 2. As regards structural stability, Hénin and Monnier's test, simulated rainfall and dispersion experiments, and determination of textural tensile strength all indicated Soil 1 to be the more stable soil. Oxidation of OM and selective extraction of Fe, which were most concentrated in the clay and silt fractions, indicated both these components to be important soil aggregants. It is suggested that the higher content of Soil 1 in Fe and OM is responsible for its greater stability.     

秸秆还田量对土壤团聚体有机碳和玉米产量的影响

为明确秸秆深还田对土壤团聚体及有机碳和作物产量的影响,在辽宁省半干旱地区进行了6年秸秆深还田小区定位试验,秸秆施用量分别为0(CK)、6 000 kg/hm~2(T1)、12 000 kg/hm~2(T2)、18 000 kg/hm~2(T3)、24 000 kg/hm~2(T4),将秸秆还入20～40cm土壤亚表层,利用干筛、湿筛得到不同粒级土壤团聚体。结果表明:秸秆添加与CK比可降低土壤0～20 cm和20～40 cm土层土壤容重;土壤机械性团聚体主要集中在0.25 mm粒级,而水稳性团聚体主要集中在0.25mm粒级,与CK处理比秸秆的添加增加了土壤机械稳定性团聚体平均重量直径(MWD)和土壤水稳性团聚体MWD,随秸秆还田量增加,MWD值增大;秸秆深还田使各粒级团聚体有机碳均高于CK,对20～40 cm土层土壤团聚体碳含量的影响大于0～20 cm土层;秸秆深还田可增加玉米产量,随秸秆还田时间延长,不同秸秆还田量对玉米产量增加存在差异,2016年玉米产量测定结果各处理与CK比,T1增产4.66%、T2增产6.71%,T3增产5.37%、T4增产8.82%。秸秆深还田,能够提升土壤团聚体的稳定性,有利于增加土壤团聚体碳含量,对土壤质量和玉米产量的提高具有促进作用。