高黎贡山土壤腐殖质特性与团聚体数量特征研究

采用野外调查与室内分析结合的方法,研究高黎贡山土壤腐殖质特性与团聚体数量特征,对进一步了解高黎贡山生态系统中土壤特征,降低土壤侵蚀,减少水土流失提供科学依据。结果表明:土壤腐殖质的组成具有明显地带性特征,有机质、腐殖酸含量、胡/富(HA/FA)随海拔高度的降低呈先上升后下降的趋势,A1层胡敏酸(HA)、富里酸(FA)含量分布规律为暗棕壤棕壤棕色针叶林土亚高山草甸土黄棕壤黄壤黄红壤。A2层腐殖酸、FA变化趋势为暗棕壤棕壤棕色针叶林土黄棕壤黄壤亚高山草甸土黄红壤。A1层HA、FA分子复杂程度、化学稳定性比A2层强。1～0.5mm和0.25mm粒径的团聚体含量占绝大多数,约占60%～70%。随着海拔高度的降低,粗粒减少,细粒增多。土壤团聚体服从对数正态分布,其几何平均直径与几何标准差、土壤可蚀性K值之间存在负相关关系,土壤可蚀性K值与几何标准差存在正相关关系,同时土壤也具有一定的分形特性。其中亚高山草甸土几何平均直径(Dg)、平均重量直径(MWD)值最大,几何标准差(δg)、可蚀性K值、分形维数(CFD)值最小,土壤结构稳定性和抗蚀能力相对较强。胡敏酸含量是影响土壤可蚀性的重要因素。     

川南坡地不同退耕模式对土壤腐殖质及团聚体碳和氮的影响

通过对川南坡地进行退耕试验,研究坡地退耕成慈竹林、杂交竹林、桤木+慈竹林和弃耕地对土壤腐殖质及团聚体碳和氮的影响。结果表明,坡地退耕5年后土壤腐殖质(胡敏酸、富里酸和胡敏素)、活性腐殖质(活性胡敏酸和活性富里酸)及团聚体碳和氮含量、胡敏酸与富里酸比值和胡敏酸E4/E6值,以及可浸提腐殖质(胡敏酸和富里酸)、活性腐殖质及>0.25mm各粒径团聚体碳和氮分配比例均增加,并呈现出慈竹林>杂交竹林>桤木+慈竹林>弃耕地>农耕地的变化规律。土壤团聚体有机碳(氮)含量及其分配比例随土壤团聚体粒径的增加呈现出"V"形变化,其最小值分别出现在2～1mm和0.5～0.25mm粒径。说明川南坡地退耕对增加土壤腐殖质及团聚体碳和氮含量、改善土壤肥力状况和促进土壤碳固定具有重要的作用和意义。     

不同土地利用方式下土壤团聚体的分布及其有机碳含量的变化

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对耕地、园地、林地和撂荒地土壤团聚体及其有机碳的分布特点进行了研究.结果表明,不同土地利用方式下土壤闭聚体的分布均以＞2.00 mm团聚体为主,其它依次为0.5～1,1～2,＜0.25和0.25～0.5 mm粒径的团聚体.林地和撂荒地土壤有机碳含量随粒径的减小呈递增的变化趋势;耕地在0.25～0.5 mm和＜0.25 mm团聚体中有机碳含量较高,园地则以0.25～0.5mm粒径团聚体中有机碳含量最高.4种土地利用方式下,以＞5 mm团聚体中土壤有机碳含量差异最大,随着团聚体粒径的增加,它们之间的差异逐渐减小;各土地利用方式下表层土壤中,分布在＜0.25 mm和0.25～0.5mm团聚体粒径中有机碳占有机碳总量比例低于2～5,＞5和0.5～1 mm的团聚体.     

三江平原典型湿地土壤腐殖质的剖面分布及其组成特征

以三江平原腹地挠力河、别拉洪河、浓江河流域自然沼泽湿地为研究对象,研究了典型湿地土壤腐殖质的剖面分布及其组成特征,并探讨了土壤腐殖质与植被类型及土壤全氮含量的关系。三江平原典型湿地土壤草根层和泥炭层中胡敏酸(HA)和富里酸(FA)的累计含量在整个剖面总量中的比例均大于70%,各组分相对含量分别高于35%总有机碳和23%总有机碳,其剖面分布与土壤有机碳(SOC)的变化趋势一致,由表层向下层逐渐减少。除小叶章湿地土壤草根层HA/FA值为0.97外,三江平原典型湿地土壤HA/FA均大于1,其剖面均值为1.4~2.5,表明三江平原湿地为胡敏酸型土壤.腐殖质各组份含量及其HA/FA值因植被类型而异,而与土壤全氮含量呈显著线性相关(p<0.05)。     

黄土高原沟壑区烟草连作对土壤腐殖质性质的影响

综合研究了陇东黄土高原黑垆土不同烟草种植年限土壤的有机质含量、腐殖质组成、形态及胡敏酸的色调系数、相对色度等,结果表明 30～70 cm土层土壤有机质含量演化随烟草种植年限的增加表现出降低的特征最为明显,土壤表层的有机碳与胡敏酸含量则呈正相关,连作23年的胡敏酸最低.烟草连作1～8年的土壤HA/FA比值均大于1, 0～30 cm土层HA/FA比值为1年烟草＞5年烟草＞农田＞8年烟草＞23年烟草.农田和种植烟草1年的表层腐殖质含量以松结态＞稳结态,连作5年至23年表层腐殖质含量则为稳结态＞松结态.烟草连作各层土壤的相对色度(RF)在0～30 cm,50～70 cm土层随烟草连作年限呈显著的降低趋势,30～50 cm土层种植烟草1～8年呈升高趋势,8年后则呈降低趋势.但各层总趋势基本呈0～30 cm＜30～50 cm＜50～70 cm.HA的色调系数(ΔlogK)30～50 cm变化较小,各土层变化趋势与RF相反但结果一致.与对照比较,烟草连作1～8年可提高或保持胡敏酸氧化和芳化程度.     

名山河流域不同类型土壤腐殖质的组成特征

以名山河流域不同类型土壤为研究对象,研究了3种土壤类型(黄壤、紫色土、水稻土)和4种土地利用方式(水田、旱地、果园、茶园)下腐殖质的组成特征。结果表明:名山河流域3种类型土壤腐殖质含碳量为9.74~21.66g/kg,表层土壤(0—20cm)大于下层土壤(20—40cm),含量由高到低依次为水稻土紫色土黄壤,水稻土与紫色土、黄壤腐殖质碳含量差异显著,腐殖质各组分碳含量间呈极显著正相关(P0.01);从土地利用方式看,水田腐殖质含碳量显著高于果园、茶园和旱地,且腐殖质碳含量与HA含量呈极显著正相关(P0.01);土壤的腐殖化程度表现为黄壤紫色土水稻土。不同利用方式下重组碳含量表现为水田果园茶园旱地,茶园表层土壤腐殖质松紧比最大(1.37),为水田下层土壤的2.14倍;3种类型土壤团聚体中HA含量为0.02~4.57g/kg,且随着粒径的减小呈现先降低后增加的趋势,除2~5,0.25mm粒径团聚体外,5,1~2,0.5~1,0.25~0.5mm粒径团聚体均与其HA含量呈正相关(P0.05)。土壤腐殖质组成受土壤类型及人为耕作管理活动的影响,4种土地利用方式下水田土壤肥力最高,HA含量受5mm粒径团聚体影响最大。     

不同施肥处理对红壤水稻土团聚体有机碳分布的影响

通过23年的长期田间定位试验观测,研究了施肥对红壤水稻土不同发生层团聚体组成、有机碳含量及有机碳库分布的影响.试验设不施肥（CK）、无机肥（NPK）、有机肥（猪粪＋紫云英）（OM）和无机肥与有机肥配施（NPKM）等4个处理.结果表明,＞3 mm团聚体含量随土层深度呈增加趋势,而其他粒径的团聚体含量则呈下降趋势.施肥处理有利于1～3 mm和0.25～1 mm团聚体含量增加.各处理中,各层同粒径团聚体有机碳含量从高到低的顺序为：A＞P＞W1、W2.不同粒径团聚体中有机碳含量有明显差异,除＜0.05 mm团聚体外,粒径愈细,有机碳含量愈高.1～3 mm和0.25～1 mm团聚体含量与全土有机碳含量呈显著正相关.不同施肥处理有机碳储量表现出NPKM＞OM＞NPK＞CK的趋势.同施肥处理同发生层不同粒径团聚体有机碳储量从高到低的顺序为：＞3 mm、1～3 mm、0.25～1 mm、0.05～0.25 mm和＜0.05 mm,且差异显著.施肥处理增加的新碳主要向1～3 mm、0.25～1 mm团聚体富集.     

不同利用方式下土壤团聚体腐殖质组成及胡敏酸结构特征

通过微区定位试验,研究了休闲地、耕地、裸地3种利用方式对土壤水稳性团聚体中腐殖质组成及胡敏酸(HA)结构特征的影响。结果表明:休闲地有利于团聚体中腐殖质的形成,其团聚体中的胡敏酸(HA)、富里酸(FA)含量均高于耕地和裸地。休闲地各级团聚体中HA的缩合度最低,脂族性最强;耕作会导致2mm和2～0.25mm团聚体中HA的芳香性增强,脂族性降低。     

氮沉降对杉木人工林土壤团聚体及其有机碳分布的影响

在杉木人工林中开展模拟氮沉降实验,设计N0(对照)、N1(60 kg/hm2)、N2(120 kg/hm2)和N3(240kg/hm2)4种氮沉降水平,通过对杉木人工林进行8年模拟氮沉降试验后,研究土壤水稳性团聚体及其有机碳的响应.结果表明:1～0.5 mm粒径水稳性团聚体含量在各氮沉降处理占总水稳性团聚体的比例均最大,＜0.053 mm粒径的含量最小.各级团聚体含量从高到低依次为1～0.5 mm,＞2 mm,2～1 mm,0.5～0.25 mm,0.25～0.053mm,＜0.053mm.与对照(N0)相比,中低氮处理(N1、N2)提高了水稳性大团聚体(＞0.25 mm)的含量以及团聚体平均重量直径,而高氮处理(N3)表现出一定的抑制作用.各氮沉降处理中,＞2 mm粒径的团聚体有机碳含量最高,但处理间差异不显著.土壤水稳性团聚体有机碳储量在氮沉降处理下有所增加,以低氮处理(N1)最高,说明氮沉降增加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力.     

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。     

不同施肥处理对棕壤腐殖酸组成和性质的影响

23年定位试验结果表明:施用有机肥可提高土壤腐殖酸含量, HA/FA升高,土壤胡敏酸的羧基/酚羟基比升高,E4 /E6 值较高。施化肥处理HA/FA下降,羧基/酚羟基比下降,E4 /E6 值下降。有机无机配施HA/FA下降较明显,其它指标介于有机肥和化肥之间。有机无机配施处理土壤活性胡敏酸平均含量高于有机肥和化肥。松结态腐殖酸占总腐殖酸的10% ~20%。胡敏酸占3% ~8%,富里酸占6% ~11%。施肥可显著降低松结态腐殖酸、胡敏酸和富里酸的比例。化肥的施用可促进紧结态的腐殖酸向松结态的转化,加速地力的消耗。有机无机配施处理可较大幅度地提高松结态胡敏酸的比例,而减低松结态富里酸的比例。     

长期施肥对褐土有机无机复合性状演变及其与肥力关系的影响

通过8年长期定位试验,研究了不同施肥方式对褐土有机无机复合状况及腐殖质结合形态的影响。结果表明,长期不施肥使土壤有机碳、重组有机碳、原土复合量、松结态和紧结态有机碳含量明显下降,松/紧值降低,原土复合度上升;长期单施常量NPK化肥有同样的趋势;长期单施增量NPK化肥可大体保持土壤肥力水平不下降,但成本较高;采用有机肥(物)料配施常量NPK化肥,可明显提高土壤有机碳、重组有机碳含量和原土复合量以及土壤松、稳、紧各级结合态有机碳含量,增加松结态占重组有机碳比率,提高松/紧值,增强土壤调控能力。土壤有机无机复合状况及腐殖质结合形态是评价褐土培肥效果和标志土壤肥力演变的重要指标。     

长期施肥对土壤腐殖质组成的影响

利用微区 (1m2 ) 16年定位试验研究了不同施肥措施在相同气候条件、轮作制度及相同管理措施下对山东省三大主要土类———棕壤、潮土、褐土腐殖质组成的影响。结果表明长期施用化肥可使三种土壤腐殖质各组分积累 ;氮钾肥提高了土壤腐殖酸碳与有机碳的比值 ,降低腐殖酸活性 (提高HA/FA比值 ) ;与单施化肥比较 ,化肥配施有机肥大幅度增加了土壤胡敏素和腐殖酸数量 ,并降低了土壤胡敏素和腐殖酸的比值     

不同植被类型紫色土腐殖质的剖面分布特征

[目的]研究龙川江流域6种不同植被类型对紫色土腐殖质(胡敏酸、富里酸、胡敏素)和土壤养分(总磷、速效磷、总氮、碱解氮)剖面分布特征的影响,为该地区保持土壤肥力提供科学依据。[方法]采用锯齿形布点法,采集紫色土表层至30 cm深度的3个土层紫色土样品,用3次4分法分离多余样品,并测定相应指标。[结果]总磷、速效磷、总氮、碱解氮的含量和腐殖质、胡敏素、胡敏酸、富里酸碳量随土壤深度的增加而减小,枯枝落叶层显著高于其他层(地下0—10,10—20,20—30 cm),不同植被类型土壤无显著差异。果园土壤腐殖质及其组成显著高于桉树林覆盖土壤,表现为果园落叶阔叶林暖温性针叶林针阔混交林灌丛桉树林。土壤腐殖质各组分之间均存在极显著正相关关系,腐殖质组成与土壤有机质、总磷、速效磷、总氮、碱解氮均存在显著正相关关系。[结论]果园和落叶阔叶林下土壤腐殖质及其组分显著高于其他植被类型土壤,腐殖质组分含量与土壤理化性质之间呈极显著正相关。     

土地利用类型对侵蚀黄壤腐殖质及土壤酶的影响

[目的]研究土壤侵蚀条件下,土地利用类型对黄壤不同土层深度的腐殖质(胡敏酸、富里酸和胡敏素)和4种重要土壤酶的影响,为保持土壤肥力提供科学依据。[方法]采用锯齿形布点法,采集土壤表层至30cm深度的3个土层土壤样品,用3次4分法淘汰多余样品,再测定相应指标。[结果](1)保持土壤肥力最好的是灌丛和园地,耕地最容易受侵蚀;土壤肥力高低与胡敏素的含量有直接关系。(2)土壤侵蚀导致水分和氮元素流失会影响胡敏酸的含量;林地、园地和耕地土壤表层的富里酸易流失,而草地仅对于土壤表层肥力保持有作用。(3)耕作对土壤表层的脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性的不利影响较大;土壤侵蚀导致的土壤pH值改变对土壤酶的影响也很明显。(4)相关性分析表明腐殖质各组分含量与4种土壤酶都有着密切的联系且互相影响。[结论]黄壤受侵蚀下,土地利用类型对腐殖质及土壤酶有明显不同的影响。     

酸雨对黄土磷的淋溶效应

采用室内土柱模拟淋溶试验,分析了陕西省杨凌区3种土壤在5个酸雨梯度的侵蚀作用下,土壤磷的释放和迁移规律.结果表明,酸雨会使土壤受到一定程度的酸化,而土壤的酸化程度与酸雨的pH值、土壤的类型、土壤的pH值、阳离子交换量、有机质含量有关.土壤对酸雨的缓冲能力由大到小的顺序为:腐殖质层＞母质层＞黏化层.随着酸雨累积淋溶量的增加,土壤磷的释放总量呈增加趋势,但淋失率会下降.酸雨的pH值为5时土壤磷的累积淋失量最大,土壤磷的累积淋失量和淋失率顺序为:腐殖质层＞黏化层＞母质层.酸雨对腐殖质层的磷具有最强侵蚀效应.母质层和黏化层的酸化主要发生在土壤表层,而腐殖质层酸化主要发生在土壤底层,酸雨侵蚀后腐殖质层酸化最严重.长期的酸雨侵蚀会导致土壤磷流失,造成土壤养分贫瘠化.     

不同经营类型红松林下土壤腐殖质的空间异质性

运用野外调查与室内实验分析相结合的方法,利用SPSS 13.0软件和ArcGis 9.3软件对原始红松林、白桦红松混交林Ⅰ(红松天然更新)、白桦红松混交林Ⅱ(红松人工造林)和红松人工纯林4种经营类型红松林下土壤腐殖质进行经典的统计描述和地统计学的空间异质性分析。结果表明:经营类型不同导致土壤腐殖质含量的差异,白桦红松混交林下土壤腐殖质含量高于红松人工纯林。不同经营方式红松林下土壤腐殖质的空间异质性特征显著不同,4种经营类型红松林下土壤腐殖质空间异质性多受随机因素的影响,但2种白桦红松混交林下土壤腐殖质空间异质性的空间自相关部分大于红松人工纯林,而且2种白桦红松混交林下土壤腐殖质空间异质性的尺度也较红松人工纯林下土壤腐殖质空间异质性的尺度大。2种白桦红松混交林林下土壤腐殖质空间分布格局要明显优于红松人工纯林下的土壤腐殖质空间分布格局。研究结果可为红松林的恢复与持续经营提供理论基础。     

低丘侵蚀红壤复垦后土壤微生物特征研究

侵蚀红壤复垦培肥后 ,随着地面覆盖度的增加 ,土壤结构、土壤通气性、土壤养分状况得到改善 ,各侵蚀观测小区的年径流量、侵蚀模数、土壤流失量急剧降低 ,土壤微生物量、土壤呼吸强度、土壤酶活性均有较大幅度的提高 ,并且其在各小区的分布趋势与土壤养分和土壤水稳性团聚体的分布趋势相一致 ,说明侵蚀红壤经耕作培肥后 ,土壤有机残体的分解强度和腐殖质的合成过程得到加强 ,土壤肥力处于不断的恢复和提高过程当中 ,从土壤微生物和土壤酶活性增强的幅度来看 ,林地要优于草地 ,在林地中阔叶林优于混交林优于针叶林 (杉木林 ) ,而且随着复垦年限增加 ,土壤培肥效果更加显著     

Selectivity of Ion Exchange as a Sign of Soil Quality

A hypothesis is tested that allows study of not only the quantity but also the quality of ion exchange in soils, composts, peats, and its mixtures, which is common in natural and synthetic ion exchangers, on the basis of the ion-exchange process and its selectivity. For practical application of ion exchange in the soil not only the quantity of base cations and hydroxon ions bound by the solid soil phase is significant but also their readiness to ion exchange or ion exchange elasticity. Selectivity of ion exchange, expressed by selectivity coefficient, reflects the readiness of ion exchange while ion-exchange thermodynamics show the degree of spontaneity of the ion-exchange process. The results document that soil humus is the highest-quality ion exchanger in soil and that its quality may be assessed by the proposed method. The effort to replace humus by any synthetic ion exchangers cannot be successful: Although they have a high value of cation exchange capacity, they also show high selectivity for ions of higher valence and low ion-exchange elasticity, and their desorption of calcium and magnesium is poor.