农田土壤团聚体研究进展

土壤团聚体是土壤的重要组成部分,影响着土壤中养分和水分的含量及作物的生长状况,是土壤肥力和结构的重要指标。该文综合回顾了土壤团聚体的形成机制,团聚体胶结剂、农田管理措施对土壤团聚体的重要影响等方面的研究进展,发现并指出其中存在问题并为其进一步研究指出方向。     

土壤团聚体稳定性的研究概述

土壤团聚体是土壤结构的基本单元.土壤团聚体的稳定性与土壤养分流失的发生密切相关.从土壤团聚体的形成、影响团聚体稳定性的因素、团聚体的分散等方面,对近年来土壤团聚体稳定性的研究做一概述.     

改良剂对冷浸田土壤团聚体稳定性的影响

采集冷泉烂泥型和冷浸烂泥型冷浸田土壤,设置不添加任何物质和分别添加白云石粉、生物炭、粉煤灰、聚丙烯酰胺和混合改良剂等6个处理,在持续淹水和干湿交替2种水分管理下进行室内模拟培养试验。测定培养后第30、90、180和360天土壤团聚体分布及其水稳性。结果表明:在干湿交替条件下,改良剂对冷泉烂泥型和冷浸烂泥型冷浸田土壤团聚体的形成有促进作用,并随着培养时间的延长逐渐增强,达到180d时基本稳定;在持续淹水条件下,改良剂对2种类型冷浸田土壤团聚体的形成具有短暂促进作用,且不稳定。在几种改良剂中,粉煤灰和混合改良剂(粉煤灰+生物炭+聚丙烯酰胺)对2种类型冷浸田土壤大团聚体形成均表现促进作用。     

塑料污染对农田土壤团聚体稳定性的影响

为探究塑料污染对农田土壤团聚体的影响,本研究在全国范围内,针对被塑料污染的土壤和未被塑料污染的土壤进行配对采样,经干筛法和湿筛法测定团聚体组成,利用土壤团聚体稳定性指标[团聚体破坏率（Percentage of aggregate destruction,PAD）、平均重量直径（Mean weight diameter,MWD）、几何平均直径（Geometric mean diameter,GMD）和标准化平均重量直径（Normalized mean weight diameter,NMWD）]体系的差异,研究了塑料污染对农田土壤团聚体稳定性的影响。结果表明：从团聚体组成来看,农田土壤塑料输入增加了>5 mm机械稳定性大团聚体比例,降低了<0.25 mm机械稳定性团聚体比例;塑料输入降低了>2 mm水稳性大团聚体比例,增加了<0.053 mm土壤颗粒的比例。农田土壤塑料污染显著增加了机械稳定性团聚体的MWD和GMD,但对水稳性团聚体直径无影响。农田土壤塑料污染显著增加了团聚体的PAD,降低了土壤结构的稳定性。研究表明,农田土壤塑料污染会明显增加土壤大团聚体的机械稳定性,略降低团聚体的水稳定性。     

真菌对土壤团聚体形成的影响研究进展

针对真菌转化秸秆等有机物料促进土壤团聚体形成、提升土壤保水保肥能力这一研究热点,回顾了土壤团聚体的定义、特征指标和形成理论,分析了外源秸秆碳在团聚体中的周转,创新地将土壤孔隙分级与土壤团聚体的逐级形成联系起来,重点考察了真菌的生长方式、分解代谢、合成代谢在土壤团聚体形成中的作用,明确了真菌在土壤团聚体形成中的作用对于完善土壤团聚体形成理论、优化土壤团聚体组成的重要意义,并指出真菌促进土壤团聚体形成的研究将为土壤物理学和微生物学的交叉研究提供新的思路。     

冬季积雪与冻融对土壤团聚体稳定性的影响

以长白山地区3种不同林型土壤为研究对象,利用野外采样观测与室内模拟培养相结合的方式,研究积雪与冻融过程对土壤团聚体稳定性的影响。结果表明:1)冬季冻融过程使白桦成熟林土壤团聚体稳定性(MWD)出现显著下降(P<, 0.01),但并未显著影响白桦幼龄林和阔叶红松成熟林。冬季冻结及春季冻融过程都能显著影响团聚体MWD值(P<, 0.01), 2)提前雪盖能够防止土壤秋冬季冻融及冬季土壤结冻,并能够显著增加团聚体MWD值,但并不能防止春季融雪冻融阶段团聚体MWD值下降。3)土壤团聚体在冻融过程中受到不同冻融次数、不同林型以及不同含水率影响,差异显著。本文的研究结果表明,气候变暖、冬季降水格局变化这些全球变化因素能够影响到雪盖、土壤温度、湿度等因素,从而影响土壤团聚体稳定性。      

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…     

大兴安岭南麓农田土壤团聚体稳定性分析

以内蒙古自治区大兴安岭南麓阿荣旗全境农田土壤为研究对象,利用机械筛分法测定团聚体组成,并采用经典统计学对其团聚体组成结构进行分析,探索农田耕层土壤团聚体的结构稳定性。结果表明:阿荣旗各乡镇农田土壤团聚体组成存在较大差异,其中以大团聚体为主,粒径≥2 mm的大团聚体占总体的一半以上;粒径≥2 mm和0.25—2 mm的大团聚体之间及粒径0.053—0.25 mm和<0.053 mm的微团聚体之间具有极强的相关关系。各乡镇之间粒径≥2 mm和0.25—2 mm的大团聚体稳定性存在显著差异;各乡镇之间粒径0.053—0.25 mm和<0.053 mm的微团聚体稳定性差异不显著,微团聚体结构相对稳定。相关结果表明:大团聚体容易受到耕地不合理利用、水土流失等外因影响而产生崩解或分解为微团聚体,造成各乡镇间微团聚体差异性较大团聚体显著,直接影响土壤质量。合理利用耕地,保护性耕作才能阻止水土流失,维护土壤团聚体稳定性。     

火干扰对人工林土壤团聚体结构稳定性的影响

应用Le Bissonnais法中的快速湿润筛分法（FW）、慢速湿润筛分法（SW）与湿润振荡筛分法（WS）3种不同的破碎机制,模拟暴雨、小雨和扰动共3种不同降雨条件对土壤团聚体的破坏,通过对3～5 mm干筛团聚体的实验处理后的团聚体特征来表征火干扰,分析对北亚热带马尾松人工土壤团聚体结构的稳定性影响。结果表明：FW导致的破碎程度最大,WS次之, SW处理的破碎程度相对最小。火干扰后土壤中的 > 0.5 mm的大团聚体数量增加,小团聚体的数量相对减少。FW与WS处理下,低、中强度火烧迹地0～5 cm表层土壤 > 0.5 mm的水稳性团聚体含量高于对照,FW处理下分别高于对照3.31%和1.97%,WS处理下分别高于对照样地2.85%和1.32%。SW处理下不同强度火烧迹地各层 > 0.5 mm土壤水稳性团聚体比例均有降低,中火烧强度迹地样地1的0～5 cm土层降幅相对最大,为11.36%,中火烧强度迹地样地2的10～20 cm土层降幅最小,为2.17%。在FW和WS破碎机制下,不同火强度干扰后的马尾松人工林各层土壤的稳定性均高于未火烧对照样地,其中在WS破碎机制下,低、中强度火干扰的马尾松人工林表层土壤的稳定性大于高强度火干扰迹地,因此北亚热带马尾松人工林火烧迹地土壤团聚体稳定性受不同火强度干扰的响应均有所不同。低、中强度火烧迹地土壤团聚体水稳定性在暴雨与小雨条件下的均高于未过火对照,而在扰动条件下则低于未过火对照,而火干扰后的马尾松人工林表层土壤在不同破碎机制下的稳定性均高于下层土壤,因此表层土壤的抗侵蚀能力相对较强,表层土壤的抗侵蚀能力更强与表层土壤的有机质含量高有关。     

改良剂对复垦土壤团聚体组成及其稳定性的影响

土壤结构是土壤肥力的重要指标,土壤团聚体稳定性能够很好地反映土壤的结构状况。为了探究不同改良剂对复垦土壤团聚体稳定性的影响,以太原古交市屯兰煤矿区复垦基地采集的复垦土壤为供试材料,经干筛法和湿筛法获得土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体组成,并以土壤大团聚体的含量(0.25 mm)、土壤团聚体结构破坏率(PAD)、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数(D)为评价指标,分析泥炭、腐植酸和蛭石加入复垦土壤后土壤中团聚体的稳定性。结果表明,使用改良剂能够不同程度地改善复垦土壤质量、增强复垦土壤团聚体稳定性;泥炭的加入能够提高复垦土壤机械稳定团聚体的稳定性,但抗侵蚀能力较弱;腐植酸的加入有效提高了复垦土壤团聚体稳定性、增强了抗侵蚀能力,且在6个月时效果更加明显;蛭石的效果较差,对土壤稳定性的提高无明显效果。相关性分析结果表明,MWD与GMD呈极显著正相关,且均与分形维数(D)呈极显著负相关,MWD、GMD和D值能很好地反映复垦土壤的团聚体稳定性,且在表征过程中具有一致性。当土壤中加入5%的腐植酸进行改良后,土壤团聚体D值最小,团聚体最稳定。     

土壤团聚体与土壤侵蚀关系研究进展

从影响土壤团聚体稳定性的因素、团聚体对土壤侵蚀的影响和团聚体与养分流失的关系3个方面,综述了土壤团聚体的研究进展。     

冻融循环对土壤团聚体与微生物特性影响研究进展

冻融循环是高纬度、高海拔等气候寒冷地区特有的自然现象,通过改变土壤水热平衡对土壤理化性质、土壤微生物造成影响。研究土壤冻融循环可以预测土壤结构与生态的发展趋势,并为研究全球变暖背景下冻融循环与土壤团聚体、微生物的相互作用机制提供一定理论依据。本文通过查阅文献,综合分析了近年来国内外学者对冻融循环及其对土壤团聚体、微生物特性的影响等研究成果,探讨了土壤团聚体与微生物的相互作用关系,总结了冻融作用下土壤团聚体粒径分布、稳定性和孔隙结构的变化,阐述了冻融循环对土壤微生物及其群落结构的影响,并对本领域的研究方向进行了展望,旨在为研究冻融循环背景下土壤团聚体与微生物的响应提供新的思路。     

大豆根系分泌物对土壤团聚体大小和稳定性的影响

采用水培实验法收集大豆植株根系分泌物,添加到黑土中,在25 ℃下培养30 d,研究了大豆根系分泌物对土壤水稳性团聚体大小、稳定性、土壤有机碳矿化率、土壤水溶性糖和多糖含量的影响.结果表明,大豆根系分泌物添加到土壤中,显著提高了土壤有机碳矿化率(P＜0.05),增加了土壤中水溶性糖和多糖含量(P＜0.05),但二者均随培养时间的推移而下降.大团聚体(粒径＞1 mm)的比例随培养时间的延长而显著增加(P＜0.05),小团聚体(粒径＜0.1 mm)的比例随培养时间的延长而显著降低(P＜0.05).水稳性团聚体含量皆显著高于对照(P＜0.05).培养时间越长,水稳性团聚体含量越高.培养1 d时,添加大豆根系分泌物的土壤水稳性团聚体比例是对照的2.7倍.     

苹果树生物质炭对土壤团聚体含量及稳定性的影响

生物质炭在农业土壤中的应用是近年来新兴的土壤改良技术,具有多重农业和环境效益。本研究通过田间试验,将限氧环境下(450℃)由苹果树树干、枝条热裂解所得的生物质炭以不同用量水平(0、20、40、60、80 t/hm~2,分别计作C0、C20、C40、C60、C80)施入农业土壤耕作层,研究其对土壤团聚体含量及稳定性的影响。结果表明,与对照C0相比,施用生物质炭后,处理C20、C40、C60、C80>0.25 mm机械稳定性团聚体含量均有所增加,处理C60达到显著水平,增幅2.73%;>0.25 mm水稳定性团聚体含量均显著增加,增幅分别为31.15%、31.11%、34.85%、35.17%;干筛条件下的平均重量直径均有所增加,其中处理C60达到显著水平,增幅为24.39%;湿筛条件下的平均重量直径除处理C40外,其余施炭处理均达到显著水平;土壤团聚体破坏率和土壤不稳定团粒指数在施炭处理后均显著降低,但施炭处理之间差异不显著;从水稳性团聚体的分布可以看出,大团聚体含量明显增加,小团聚体含量显著减少。说明施用苹果树生物质炭后,土壤团聚体含量及稳定性均显著增加,进而改善了土壤的物理特性。     

林带对黑土坡耕地土壤团聚体组成及稳定性的影响

为探明农田防护林带对黑土区坡耕地土壤团聚体组成及稳定性的影响,选取该区坡度、坡长和前茬作物基本一致的有农田防护林带和无林带的坡面(简称有林地、无林地)作为研究对象,采用萨维诺夫法测定有林地、无林地不同坡位(坡上、坡中上、坡中、坡中下、坡下)表层(0～20 cm)土壤团聚体组成及稳定性指标。结果表明：有林地与无林地中各粒级风干和水稳性团聚体比例、团聚体稳定性总体差异不显著。但林带影响了土壤水稳性团聚体组成和稳定性的坡面变化,表现在有林地与无林地相比,坡中上、坡中下的中粒级(粒径0.5 mm相似文献   

作物根系分泌物对土壤团聚体大小及其稳定性的影响

采用土培试验将玉米和大豆植株根系分泌物添加到黑土中,25 ℃培养30 d,研究根系分泌物对土壤水稳性团聚体大小和稳定性的影响.研究结果表明,作物根系分泌物添加到土壤中,显著提高土壤有机碳矿化率、土壤水溶性糖和多糖含量及水稳性大团聚体(＞1 mm)比例(P＜0.05),显著提高水稳性团聚体稳定性(P＜0.05).玉米和大豆根系分泌物对土壤结构特性影响趋势基本一致,玉米根系分泌物提高土壤稳定性的幅度显著高于大豆根系分泌物.培养1 d时,添加玉米和大豆根系分泌物的土壤水稳性团聚体比例分别比对照增加2.38倍和1.71倍;培养30 d时,添加玉米和大豆根系分泌物的水稳性团聚体含量分别比对照增加52.0%和28.4%.因此,新鲜的作物根系分泌物能快速黏结土壤颗粒,避免遭水破坏,保护团聚体,从而提高团聚体稳定性.     

种植年限对植烟土壤团聚体组成与稳定性的影响

【目的】揭示不同植烟年限土壤团聚体的分布特征和稳定性,探明烟草种植对土壤结构变化的影响。【方法】以冕宁县长期植烟区域土壤为研究对象,研究种植年限在3年以下、4~6年及7年以上土壤团聚体的粒级组成、机械稳定性、水稳定性、分行维数和结构破坏率的变化。【结果】(1)植烟土壤机械稳定性团聚体以0.25 mm的土壤大团聚体含量最高,所占比例在75.85%~83.56%。随植烟年限的延长,土壤机械稳定性团聚体组成逐渐呈均质化态势,这种变化主要影响到5~2和2~1 mm 2个粒级。(2)植烟土壤水稳性团聚体组成均以0.25 mm的微团聚体为优势级别,随植烟年限的延长,土壤水稳性团聚体变化较非水稳性团聚体变化更快,尤其以5 mm的粒径变化最为显著。(3)在种植初期(3年),土壤水稳性团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)最大,分形维数(D)、结构破坏率(PAD)最小,土壤团聚体稳定性最好,随种植年限的增加,MWD、GMD降低,D、PAD增大。【结论】种植年限对土壤团聚体的组成影响不大,但影响其稳定性。长期种植烟草会使土壤团聚体的水力学稳定性变差,减弱土壤的抗蚀性。     

关中地区土壤团聚体组成特征及稳定性研究

以关中地区不同种植年限的菜园、果园和农田土壤为研究对象,经干筛法后分别测定各级团聚体组成、土壤结构稳定性及机械稳定性,结果表明,〉10 mm,10～〉7 mm和5～〉3 mm团聚体占的比例较大,其他级别的团聚体占的比例较小,果园土壤的结构性随着种植年限的增加逐渐变好,而菜园和农田土壤的结构性有先变好再变差的趋势,土壤出现了明显的＂疲劳＂症状,土地的利用方式对土壤团聚体组成有着较为明显的作用与影响。当振荡10 min时,团聚体的GMD值与e的系数的相关性最好,关中地区土壤干筛的最佳振荡时间为10 min。     

喀斯特地区碳酸盐岩发育土壤团聚体稳定性研究

土壤团聚体的数量及稳定性是衡量土壤抗蚀性和土壤质量的重要标志,本文应用Yoder湿筛法和Le Bissonnais法研究喀斯特地区3种主要母质发育的土壤团聚体稳定性和物理机制.结果表明:湿筛法测定的团聚体稳定性表现为:石灰岩>白云岩>灰质白云岩;Le Bissonnais法测定的团聚体稳定性表现为慢速(SW>机械(WS)>快速(FW),通过相对糊化指数(RSI)和相对机械破坏指数(RMI)两个指标进一步说明喀斯特地区碳酸盐岩发育土壤团聚体崩解的主要机制是团聚体中封闭空气引起的消散作用;对不同粒径的团聚体研究得出:5-2 mm及2-1mm团聚体稳定性表现为:石灰岩>灰质白云岩>白云岩,而1-0.5 mm及0.5-0.25 mm团聚体稳定性则表现为:石灰岩>白云岩>灰质白云岩.     

亚热带不同人工林土壤团聚体稳定性特征研究

为了解不同营林方式对土壤结构的影响,该研究选取了3种不同类型的林分(包括杉木林、马尾松林和毛竹林),测定了3种林分土壤团聚体的组成和稳定性。结果表明,种植毛竹后的土壤大团聚体所占比例明显低于杉木和马尾松林;毛竹林土壤团聚体平均重量直径和几何平均直径均显著小于杉木林和马尾松林,其分形维数显著高于后两者,说明毛竹林土壤结构不稳定,受到人为破坏较大,不利于土壤的稳定固持。