华北黄泛平原潮土土壤养分与土壤粒级的关系研究

根据第二次全国土壤普查资料，利用数理统计的方法研究了华北黄泛平原潮土土壤粒级与土壤养分含量之间的关系。研究结果表明，土壤耕层养分含量与土壤砂粒成负相关，与小于0.01mm的各粒级成正相关。其中土壤有机质含量主要受砂粒（1～0．05mm）和细粘粒（〈0．001mm）含量的影响，土壤全氮含量主要受细粘粒含量的影响，土壤全磷含量主要受砂粒和粗粉粒（0．05-0．01mm）含量的影响，土壤速效磷含量主要受细粘粒含量的影响，土壤速效钾含量主要受细粉粒（0．01，0．005mm）含量的影响。     

长期种植绿肥稻田土壤颗粒有机碳演变特征

【目的】基于长期定位试验探讨长期冬种绿肥稻田颗粒有机碳演变特征与土壤肥力的关系。【方法】以中国农业科学院祁阳红壤实验站水田轮作制度长期定位试验为基础,测定了1982年至2012年每6年一次的历史土壤-样品的颗粒含量、颗粒有机碳含量和稻田土壤养分含量。试验设4个处理:1)稻-稻-冬闲(R-R-WF):2)稻-稻--油菜(R-R-RP):3)稻-稻-紫云英(R-R-MV);4)稻-稻-黑麦草(R-R-RG)。晚稻收获后,采集0-20 cm耕层土壤。土壤颗粒分级采用改进的Anderson离心法得到砂粒(53~2000μm)、粗粉粒(5~53μm)、细粉粒(2~5μm)、粗粘粒(0.2~2μm)和细粘粒(0.2μm)。采用重铬酸钾法测定土壤颗粒有机碳含量。【结果】1)30年试验后三种绿肥处理稻田土壤有机碳在不同土壤颗粒中的分布表现为细粘粒(28.05~28.27 g/kg)粗粘粒(25.76~26.91 g/kg)细粉粒(12.80~14.52 g/kg)、砂粒(13.83~14.92 g/kg)粗粉粒(1.67~2.62g/kg),与冬闲处理(R-R-WF)相比,土壤总有机碳、细粘粒有机碳和粗粘粒有机碳含量分别显著增加34.6%~42.4%、12.3%~13.2%、6.1%~10.9%砂粒有机碳含量显著降低26.2%~31.6%(P0.05)。2)30年试验后,三种绿肥处理稻田土壤总有机碳在不同颗粒中平均分布比例为粗粘粒有机碳(45.0%)细粉粒有机碳(25.8%)细粘粒有机碳(15.1%)砂粒有机碳(11.5%)粗粉粒有机碳(2.7%),与R-R-WF处理相比,总有机碳在粗粘粒中的比例提高8.0%~12.8%在砂粒中的比例降低36.8%~42.9%在细粘粒、细粉粒、粗粉粒中的比例提高5.3%~6.1%、5.5%~6.4%、6.5%~8.1%。3)长期种植绿肥土壤总有机碳、粗粘粒有机碳、细粘粒有机碳含量与时间(年)呈现极显著线性正相关(P0.01),累积速率分别为0.16 g/(kg·a)、0.31 g/(kg·a)、0.22 g/(kg·a);砂粒有机碳、粗粉粒有机碳、细粉粒有机碳含量与时间(年)呈现显著线性负相关(P0.05),消减速率分别为0.59 g/(kg·a)、0.35 g/(kg·a)、0.19 g/(kg·a)。粗粘粒有机碳年均增幅1.5%,是细粘粒有机碳增幅的1.5倍;粗粉粒有机碳年均减幅2.7%,是细粉粒、砂粒有机碳减幅的2.8倍和1.5倍。4)细粘粒、粗粘粒有机碳含量与总有机碳含量呈极显著正相关(P0.01),且与粗粘粒有机碳相关性更为紧密;细粘粒、粗粘粒有机碳含量与土壤全氮、全磷、有效磷、碱解氮、速效钾含量呈(极)显著相关关系(P0.01)且粗粘粒有机碳含量与土壤养分含量相关性更为紧密。【结论】粗粘粒有机碳含量高、分布比例大,是稻田土壤有机碳最重要的组成部分;粗粘粒对有机碳的固持能力强,对土壤总有机碳含量变化的响应最敏感,是土壤有机碳最稳定的组分;粗粘粒有机碳与土壤养分相关性显著与土壤肥力关系最紧密,因此粗粘粒有机碳可以作为指示稻田土壤肥力水平的一个重要指标。     

宣城市岗坡地土壤养分特征及其与颗粒组成关系

对宣城市岗坡地土壤养分特征及其与颗粒组成关系进行了分析,结果表明:⑴不同土地利用类型中,林地土壤有机质和全氮含量显著高于其它3种土地利用类型;耕地和新耕地土壤全磷、速效养分含量都高于林地和灌丛;土壤有机质、速效氮和速效磷含量与土地利用类型有显著的相关性。⑵土壤有机质、全氮含量中、上坡位都显著高于下坡位,全磷和速效养分的含量随坡位下降呈显著增加趋势;有机质、全磷和速效磷与坡位有显著的相关性。⑶土壤有机质与粘粒(<0.002 mm)和粉粒(0.002~0.02 mm)的含量均呈显著的正相关,与砂粒(0.02~2 mm)含量呈显著负相关,全氮与粉粒含量呈现显著正相关,全磷与粉粒、砂粒含量显著正相关。     

围栏种植红柳对川西北高寒沙地土壤颗粒组成和矿质养分的影响

为了揭示川西北高寒沙地生态修复过程中土壤颗粒组成和矿质养分的积累和变化特征,以川西北围栏种植红柳生态修复年限分别为0、2、4、6和8年的沙化土地作为研究对象,并结合土壤样品的采集和室内分析化验,研究了川西北沙化土地生态修复过程中土壤颗粒组成及磷、钾养分的变化特征。结果表明,生态修复过程中沙化土地0~20 cm土层土壤全磷和全钾含量略有增加,但不同生态修复年限之间土壤全磷和全钾含量差异未达显著水平(P0.05),而20~40 cm和40~60 cm土层土壤全磷和全钾含量无明显变化特征。随着生态修复年限的增加沙化土地0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层土壤黏粒、粉粒、速效磷和速效钾含量均呈现逐步增加的趋势,而土壤砂粒含量呈现出逐步下降的趋势,其中0~20 cm土层变化最为明显,生态修复8年后沙化土地粉粒、黏粒、速效磷和速效钾含量分别增加了66.67%、96.30%和109.82%、102.61%,而土壤砂粒含量减少了5.57%,不同生态修复年限沙化土地0~20 cm土层土壤砂粒、粉粒、黏粒、速效磷和速效钾含量差异均达极显著水平(P0.01)。20~40 cm和40~60 cm土层土壤速效磷和速效钾含量增加幅度及差异显著性不及0~20 cm土层。沙化土地植被覆盖度与土壤全磷、全钾呈显著正相关关系(P0.05),与土壤速效钾、速效磷呈极显著正相关关系(P0.01);土壤速效磷、速效钾与土壤砂粒含量呈极显著负相关关系(P0.01),与土壤粉粒和黏粒含量呈极显著正相关关系(P0.01),土壤全磷、全钾含量与土壤颗粒组成相关性未达显著水平。     

红壤丘陵区坡地固体径流基本理化性状探析

研究结果表明红壤坡地固体径流中80%以上土壤颗粒为粉粒和粘粒。与其相应的表层土壤相比,固体径流中砂粒含量比其低24.3%~30.8%,粉粒含量比其高11.4%~15.9%,粘粒含量则基本一致。2001年与1993年相比,坡地2种不同经营方式固体径流,砂粒含量下降30.0%~53.8%,粉粒、粘粒含量分别增加18.0%~21.2%与3.8%~9.4%,其中油菜-玉米/甘薯复种制的粉粒化过程明显,乔-灌-草复层植被结构的粉粒化和粘粒化过程显著。2种经营方式固体径流的养分富集率均为水解性氮>有效钾>速效磷≥全N>全K≥全P>有机质,且养分富集率随土壤肥力的提高而显著增加。固体径流中有机质主要富集在0.05~0.001mm土粒中,N主要富集在<0.01mm土粒中,K主要富集在<0.005mm土粒中,其数量占该养分在固体径流中富集总量的73.5%以上;P在固体径流各粒径中均有分布。     

贵州典型山银花土壤机械组成与养分特性及其关系

采用比重计法测定土壤机械组成,分别采用电位测定法、凯氏定氮法、碱解扩散法、碳酸氢钠浸提钼蓝比色法、重铬酸钾外加热法、醋酸铵浸提-火焰光度法测定土壤pH、全氮、碱解氮、有效磷、有机质及速效钾,以非根区土壤为对照,对贵州典型山银花土壤机械组成与土壤肥力特性及它们之间的关系进行研究。结果表明:根区颗粒组成分为粗粉粒细砂粒粘粒细粉粒≈中粉粒≈粗砂粒;非根区颗粒组成顺序为粗粉粒粘粒细粉粒≈中粉粒细砂粒≈粗砂粒,表明非根区质地较根区粘重。根区粘粒、粉粒和物理性粘粒含量小于非根区,砂粒含量较高;根区与非根区各土壤类型大小顺序分别为黄壤紫色土≥石灰土;黄壤石灰土紫色土。贵州产区根区养分含量高于非根区,土壤养分水平均在Ⅱ级以上,非根区土壤养分含量均在Ⅲ级以上水平,根区砂粒含量与有机质、pH、速效钾、有效磷、全氮含量呈正相关;粉粒含量与pH、有机质、全氮、速效钾含量均呈负相关;粘粒含量与有机质、pH、全氮含量均呈负相关;物理性粘粒含量与有机质、pH、全氮、速效钾含量均呈负相关。非根区砂粒含量与有机质、碱解氮、全氮含量均呈负相关,与pH、有效磷含量均呈正相关;粉粒含量与pH、碱解氮含量均呈正相关,与速效钾含量呈负相关;粘粒含量与所有指标呈负相关;物理性粘粒含量与pH呈极显著负相关。得出山银花根系对改善土壤粘重质地有较好作用;质地粘重的土壤,机械组成含量对山银花生长的影响较大,且砂粒含量越高对山银花生长的促进作用越明显。     

川中丘陵区城墙岩群和蓬莱镇组紫色岩上土壤性质研究

采用野外调查、取样和室内实验分析相结合的方法,研究了川中丘陵区白垩系城墙岩群(K1cg)和侏罗系蓬莱镇组(J3p)两种紫色母岩上土壤理化性质特征和差异,结果表明:两种紫色岩母质发育的土壤粘粒含量低,而砂粒含量高;土壤有机质和氮素含量低,而矿质养分含量丰富;在相同的地形部位上,J3p发育的土壤粘粒、全钾、速效钾和速效磷含量高于K1cg发育的土壤,而K1cg发育的土壤pH和土壤全磷均高于J3p发育的土壤,两种紫色岩母质形成的土壤有机质和氮素差异不明显。从丘顶到丘脚,土层逐渐增厚,土壤粘粒含量逐渐递增,砂粒含量逐渐递减;土壤有机质及各种矿质养分含量均呈递增趋势。     

伊犁河谷不同森林模式下土壤的养分特征和粒径组成

[目的]对伊犁河谷不同森林模式下土壤粒径组成和养分空间特征进行研究,为科学栽培和可持续经营提供理论依据。[方法]通过野外采样与室内试验,分析伊犁河谷不同模式下土壤粒径分布特征及其与土壤理化性质的关系。[结果]7个模式林地土壤基本集中在细粉粒和粗粉粒两个粒级。主要由细粉粒—粗粉粒—黏粒、细粉粒—粗粉粒—极细砂粒和粗粉粒—细粉粒—极细砂粒为主的质地组成,其中细粉粒—粗粉粒—黏粒土壤养分较佳,相比之下含有砂粒的土壤养分较低。土壤有机质和土壤碱解氮与黏粒和细粉粒含量的关系非常密切,尤其是细粉粒;速效磷与砂粒、黏粒和细粉粒呈正相关;速效钾与黏粒和细粉粒含量的关系密切,随着其含量增加而增加,跟砂粒呈显著负相关,砂粒含量高,速效钾含量降低。[结论]伊犁河谷7个模式林分土壤养分状况各异,养分各项指标含量不同,可根据养分状况进行抚育管理。各模式土壤中粉粒含量占绝对优势。根据各养分含量与各粒径组成之间的相关性分析表明,土壤颗粒越细,与土壤养分的关系越密切。     

河南三种土壤阳离子交换量相关性及预测模型研究

土壤阳离子交换量是一项重要的土壤理化性质,它是衡量土壤肥力和作物养分有效性的一个重要指标。通过对河南3种土壤1177个数据的相关性及回归分析来研究阳离子交换量与土壤有机质、pH值、粘粒含量、粉粒含量和砂粒含量的关系。结果表明:(1)对于阳离子交换量来说,砂姜黑土>水稻土>褐土;3种土壤的上层土>下层土;3种土壤的阳离子交换量比第二次土壤普查分别降低15.7%,12.7%,6.5%;(2)对与砂姜黑土和褐土来说,其阳离子交换量与pH值和0.02~2 mm砂粒含量成显著负相关,褐土与粘粒含量成显著正相关;对于水稻土来说,其阳离子交换量与有机质含量和粘粒含量成显著正相关,与砂粒含量成显著负相关;(3)利用这些数据做出的这三个土壤类型的6个回归模型是有科学依据的。总的来说,土壤有机质、pH值、粘粒含量与砂粒含量与CEC有着紧密联系,但还有其他因素影响着预测模型的准确性。     

不同土地利用方式下土壤养分的分布及其与土壤颗粒组成关系

对四川紫色土区不同土地利用方式下土壤表层及剖面养分的分布特征及其与颗粒含量之间的关系进行了研究,结果表明:(1)林地、水田具有较高的土壤氮素和有机质(与旱地、果园、裸地均达到了显著差异),且林地剖面养分随土层深度的增加呈几何级数下降,但土壤磷素含量相对较低。(2)受施肥状况的影响,经济园林土壤磷素普遍偏高。(3)旱坡地的表层养分与底层养分含量差异不大,说明该区旱坡地土壤可能存在较大的养分流失与淋失现象,坡面径流、壤中径流携带的养分不容忽视。(4)土壤中大部分养分含量与土壤颗粒含量之间有一定的相关性,其中土壤全氮、碱解氮与粉粒(0.002～0.02mm)含量之间呈显著的正相关,与砂粒(0.02～2mm)含量之间呈极显著的负相关;土壤有机质与粉粒含量之间呈极显著的正相关,与砂粒含量之间呈极显著的负相关;而土壤全磷情况正好相反,与粉粒含量呈现极显著的负相关,与砂粒含量呈现极显著的正相关;只有碱解氮与粘粒(<0.002mm)含量之间的相关性达到了5%显著水平。     

土壤及泥沙颗粒组成与养分流失的研究

利用自然降雨影响下的农田为试验样地,分析了降雨前后土壤颗粒组成与养分含量的变化,探讨了流失泥沙颗粒组成与养分的变化特征。结果表明,在降雨后,西瓜地与油菜地表土颗粒组成呈现粘粒与粉粒含量减少,砂粒含量相对增加的趋势;土壤养分含量都有不同程度的下降,其中水解氮与速效磷下降的幅度很大,西瓜地与油菜地水解氮降雨后降幅分别为9.67%和7.99%,速效磷的降幅分别为9.20%和8.76%;全氮养分降幅很小,西瓜地与油菜地分别为2.17%和1.54%;流失泥沙细小颗粒含量与养分含量随时间基本都呈降低的变化趋势,并且细小颗粒含量与携带流失的养分含量有显著甚至极显著的正相关性;流失泥沙具有富集粘粒和富集养分的特性,油菜地与西瓜地粘粒富集率分别为1.23和1.20,两样地全氮与速效磷的富集率都在1.3以上,而全磷和水解氮富集率基本处在1.1-1.3之间。     

Restoration Affect Soil Organic Carbon and Nutrients in Different Particle‐size Fractions

Desertification is reversible and can often be prevented by adopting measures to control the causal processes. Desertification has generally decreased in most of the arid and semiarid areas of China during the last few decades because of the restoration of degraded vegetation and soil nutrients. However, little is known about the responses of soil nutrients in different particle‐size fractions to the restoration process and about the importance of this response to the restoration of bulk‐soil nutrients. In this study, we separated bulk‐soil samples in different sieve fractions: coarse‐fine sand (2·0–0·1 mm), very fine sand (0·10–0·05 mm) and silt + clay (<0·05 mm) fractions. Soil organic carbon (SOC), N, P and K contents stored in the silt + clay were greater than the contents of non‐protected nutrients in the coarser fractions. During the restoration of desertified land, the content and stability of bulk‐soil SOC, total N and P and available N, P and K increased with increasing nutrient contents in all fractions. Topsoil nutrients stored in coarse‐fine sand and very fine sand fractions were more sensitive than those stored in the silt + clay fraction to the fixation of mobile sandy lands and vegetation recovery. The changes of bulk‐soil nutrients and their stability were decided by the soil nutrients associated with all particle‐size fractions. Path analysis revealed that SOC and total nutrients in very fine sand and available nutrients in coarse‐fine sand were the key factors driving the soil recovery. These results will help us understand soil recovery mechanisms and evaluate the degree of recovery. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

我国北方半干旱地区土壤的沙漠化演变过程与机制

土地沙漠化是我国北方干旱半干旱地区土地退化最严重的类型之一。但迄今为止,人们对这一地区土地沙漠化过程中土壤沙化过程和机制的了解还不够透彻。2002-2003年,我们在科尔沁沙地选择具有明显沙漠化梯度的一个区域,调查和研究了土壤沙漠化演变过程和机制。结果表明,在科尔沁沙地,不同粒径土壤颗粒的理化特性具有较大差异,其中土壤粘粉粒和粗沙相比,具有较低的土壤容重和较高的土壤结持力、起沙风速、毛管持水力和养分含量。从土壤粘粉粒到粗沙,容重增加了10.32%,结持力、毛管持水量、有机碳、全氮分别下降了99.15%,51.23%,83.73%和80.24%。沙漠化过程中,土壤的理化性质随着土地沙漠化程度的增强而明显恶化。和非沙漠化土地相比,严重沙漠化土地的土壤粗沙含量、非毛管孔隙度和容重分别增加了35.04%,117.50%和21.7%,细沙含量、粘粉粒含量、总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量、毛管持水量、土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷分别下降了77.78%,70.00%,15.38%,27.49%,54.34%,37.54%,64.15%,70.77%,65.90%,66.32%和50.59%。相关分析结果表明,沙漠化过程中,土壤有机碳、全氮、全磷、土壤含水量和土壤结持力的变化与土壤粘粉粒的减少呈明显正相关,与土壤粗沙含量的增加呈明显负相关。这说明,沙漠化过程中,由于风蚀而导致的富含养分和具有较高持水能力的土壤细颗粒的损失,是沙漠化过程中土壤退化的主要机制。     

防护林带和封育对沙化草场土壤理化性质的影响

 通过对河北省张家口市黄羊滩防护林带内封育草场和防护林带外未封育保护沙化草场的理化性质对比,分析封育和防护林带对沙化草场土壤理化性质影响。结果表明,封育和防护林带可以显著地改善沙化草场土壤机械组成,提高土壤养分含量,其中细沙、粗粉沙和物理黏粒的平均百分含量较未封育沙化草场分别增加了4.26%、10.20%和12.08%,有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾的平均含量总体提高了203.65%。研究成果为采用植被建设措施改良沙化草场提供了科学依据。     

宁夏典型草原土壤理化性状对不同管理方式的响应

以宁夏典型草原为对象,研究封育、放牧和水平沟改良管理方式下草原土壤颗粒组成、土壤容重、有机质含量、全氮、水解氮、速效磷和速效钾的分布差异。结果表明,不同管理方式下0-40cm土壤以细沙粒和粗粉粒为主,占颗粒总量的58.46%～77.48%,管理方式对土壤质地无明显影响,但0-15cm土层粘粒和粉粒含量随封育年限的增加呈上升趋势;放牧能显著增加0-5cm土壤容重;管理方式对0-40cm土层有机质、全氮、水解氮、速效磷和速效钾含量影响显著,以封育15,20,25年和水平沟改良10年的草地土壤养分含量较高,放牧草地最低;各管理方式下土壤养分含量表现为随土层深度增加而下降;典型草原土壤理化性状间存在显著相关性。     

向家坝工程扰动区不同生态修复模式边坡土壤颗粒分形特征

[目的]研究不同生态修复后边坡土壤颗粒分形特征,为分形维数作为评价修复后向家坝工程扰动区边坡土壤质量的综合指标提供科学依据。[方法]以向家坝工程扰动区6种不同生态修复模式下的0—10 cm边坡土壤为研究对象,通过野外采样和室内试验,采用单重和多重分形理论相结合的方法,研究自然演替与人工修复模式下土壤粒径分布(PSD)和分形特征及土壤养分特征并分析了其相关关系。[结果]不同生态修复模式下土壤颗粒组成以粉粒和砂粒为主,黏粒含量较少,粒径分布不均匀。天然林地土壤养分含量相对较高且土壤颗粒较细。黏粒与D_v呈极显著正相关(p<0.01),与土壤有机碳和速效氮呈显著正相关(p<0.05),粉粒含量与D₁,D₂呈极显著负相关(p<0.01),砂粒与D₁,D₂呈极显著正相关(p<0.01)。土壤养分与黏粒、粉粒含量呈不显著正相关,与砂粒含量,D₁,D₂呈不显著负相关。[结论]向家坝工程扰动区土壤颗粒以粉粒和砂粒为主,土壤质地较...     

河北坝上低山区坡地灌丛沙堆表面土壤理化性质

[目的]揭示河北省坝上地区低山坡地不同坡向和坡位小叶锦鸡灌丛沙堆土壤理化性质变化规律,为坡地草地生态环境稳定提供理论依据。[方法]基于对山坡638个灌丛沙堆野外测量和86个室内土样分析的数据,运用地统计学和样品室内分析的方法。[结果](1)从低山坡脚到坡顶,灌丛沙堆pH值、粗砂、中砂和细砂总含量逐渐减少,粉砂、极细砂逐渐增加;有机质、全氮和全磷含量逐渐增加。(2)迎风坡不同坡位上灌丛沙堆表面颗粒中粗砂、中砂、细砂总含量大于背风坡相同坡位,极细砂和粉砂小于背风坡相同坡位。表面的土壤养分(有机质、全氮和全磷)为迎风坡坡脚大于背风坡坡脚,迎风坡坡中和坡顶的灌丛沙堆土壤养分含量小于背风坡坡中和坡顶灌丛沙堆,但是pH值变化与灌丛沙堆养分变化趋势相反。[结论]受坡位和坡向的影响,灌丛沙堆土壤理化性质空间分布具有一定的差异性。