土壤团聚体的形成和稳定机制：研究进展与展望

土壤团聚体是土壤的重要组成部分、土壤结构的基本单元,对土壤生态功能（如碳固存和养分保持等）的维持至关重要。团聚体的形成和稳定主要是通过土壤中矿物、有机质和生物间复杂的相互作用实现的,但其作用机制尚缺乏系统总结。回顾了一个世纪以来有关土壤团聚体的研究历程,梳理了土壤团聚体关键理论提出的历史节点,包括重要的发现和理论观点、主要的理论模型和评价土壤团聚体结构和稳定性的指标等,比较了团聚体的筛分方法及粒级划分依据,分别阐述了团聚体基本结构单元（矿物、有机质和生物及其衍生物）的作用机理,以及微团聚体和大团聚体形成和稳定机制。通过总结发现,尽管目前对影响团聚体形成和稳定的因素及其作用机制有较深入的探讨,但鲜有从稻田及滨水土壤系统的角度探讨pH和氧化还原变化过程对团聚体形成和稳定的影响机制。最后对土壤团聚体研究领域未来的发展进行展望,以期为土壤资源的可持续利用提供理论参考。     

棕壤不同粒级微团聚体中磷素的保持与供应

采用对比法对采自辽宁省主要地区 1 8对不同肥力典型棕壤中不同粒级微团聚体内全磷的分布以及对磷素的保持与供应状况进行研究 ,结果表明 ,高肥土壤全磷平均含量为 0 .61 1± 0 .1 83g/kg ,低肥的为 0 .379± 0 .0 95 g/kg ;高肥土壤平均吸附磷量为 1 2 7.1± 37.1 7g/kg ,低肥的为 2 33.2± 4 7.2 8g/kg;解吸磷和解吸率高肥的为 2 6.8± 1 0 .77g/kg和 31 .65± 2 5 .66% ,低肥的为 2 1 .3± 8.98g/kg ,和 9.62± 4 .99% .高肥土壤中各粒级微团聚体的全磷含量、磷素的解吸及其解吸率都高于低肥的对应值 ,其中 ,1 0～ 5 0 μm微团聚体中磷素储量最大 ,<1 0 μm微团聚体在磷素的吸附和保持方面贡献最大 ,因此可以把它们作为棕壤的特征微团聚体 .     

不同肥力棕壤及其微团聚体中酶活性比较

对辽宁省主要地区不同肥力典型棕壤及其微团聚体中4种主要酶活性进行测定与统计分析,试验结果表明,高肥力棕壤脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性分别为1073±404NH3-Nμg·g-1±、2232.7±633.1酚μg·g-1±·24h、13.09±5.83葡萄糖mg·g-1±.24h和625.2酚μg·g-1±0.5h,显著高于低肥力棕壤相应的酶活性。在各粒级微团聚体中,<10μm徼团聚体的4种酶活性最高,50～250μm微团聚体中的酶活性最低,并且<10μm微团聚体中酶活性在高低不同肥力土壤之间差异最为显著。     

长期地膜覆盖对棕壤水分含量和储量动态变化的影响

棕壤长期定位实验结果表明,长期地膜覆盖对土壤剖面内0~60 cm的土壤水分动态变化有较大影响。从播种前期(4月20日)至大喇叭口期(6月30日)以及长粒期(8月15日)至作物收获后的结冰期(11月10日),在0~20 cm和20~40 cm这两个层次覆膜处理的土壤含水量基本上均高于裸地,而在40~60 cm这个层次整个生长季覆膜处理的土壤含水量基本上均接近甚至低于裸地,同时长期的地膜覆盖保护了60~100 cm的土壤水分。从整个生长季来看,0~40 cm和40~100 cm这两个层次土壤水储量均是覆膜高于裸地。因此地膜覆盖是干旱地区一种重要的保水措施。     

稳定13C同位素示踪技术在农田土壤碳循环和团聚体 固碳研究中的应用进展

农田土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分,其积累和分解直接影响陆地生态系统碳贮藏与全球碳平衡。土壤团聚体是土壤结构的物质基础和土壤肥力的重要载体,也是土壤有机碳的固定场所。稳定~(13)C同位素示踪技术是研究土壤碳动态变化的有效手段,能够揭示新输入碳在土壤及团聚体中赋存状态、周转过程以及微生物的调节机制。本文主要归纳与阐述了稳定~(13)C同位素示踪技术在农田土壤有机碳循环及土壤团聚体固碳机理方面的研究进展,提出~(13)C同位素示踪技术在未来土壤碳循环和固碳机制方面的主要研究方向。     

黑土土壤质量演变初探I——不同开垦年限黑土主要质量指标演变规律

根据土壤质量的定义和研究方法 ,对黑土的主要质量指标演变规律进行初步研究。结果表明 :黑土的颗粒组成受开垦历史影响的程度较小 ,其质地没有发生显著变化 ;黑土的有机质、全氮、全硫和全磷随着黑土开垦时间的增加而不断降低 ;速效磷随黑土开垦时间的增加有增高的趋势。经过统计分析 ,黑土中粉砂(0.05～0.002mm)含量与细砂(0.25～0.05mm)和粘粒(<0.002mm)含量具有相关性,黑土有机质含量与全氮、全硫、全磷和速效钾具有明显的正相关。因此 ,初步认为黑土中粉粒和有机质含量可以作为土壤物理和养分方面的质量指标     

城市土壤的压实退化及其环境效应

城市土壤普遍存在严重的压实退化现象。由于压实的影响,土壤物理性质发生了显著的改变:结构破坏、容重和硬度增大、孔隙度和渗透性降低。这些重要的变化对土壤生物活动、土壤物理-化学平衡和氧化还原状况、土壤的过滤和缓冲性能都产生影响。由此对环境产生严重的负面效应:地下水的自然回灌减少,地表径流量增加,降雨的径流洪峰加快、加大,地表水体的污染负荷增加。土壤温度、微生物活动、养分转化都不同于自然土壤,植物的生长也受到严重的影响。     

基于空间自相关与主成分分析的城市土地集约利用空间差异研究——以辽宁省为例

通过建立城市土地集约利用评价指标体系,运用空间自相关模型和主成分分析法,对辽宁省14个城市2009年城市土地集约利用空间差异进行了研究。结果表明:鞍山城市土地集约利用得分最高,为80.46;葫芦岛得分最低,为40.46;辽宁省城市土地集约利用空间差异明显,城市土地集约利用水平呈"凸"形分布,中部高,东西两翼低;城市土地集约利用空间自相关水平显著,空间集聚明显,在鞍山、营口城市周围呈现一个高度集约的热点区,集约利用水平低洼聚集区不明显。     

长期施肥下水稻土有机碳固持形态与特征

基于为期30年的红壤性水稻土长期定位试验,选用不施肥(CK)、化肥氮磷钾配施(NPK)、NPK配施低量有机肥(NPKM7/3)、NPK配施中量有机肥(NPKM5/5)、NPK配施高量有机肥(NPKM3/7)五个处理,通过物理-化学联合分组方法,分析土壤有机碳在不同施肥处理下的非保护、物理、化学、生化、物理-化学及物理-生化保护组分的碳含量特征及其与土壤总有机碳之间的关系,并探讨稻田土壤有机碳的固持机制。结果表明,除了非保护的轻组和微团聚体内闭蓄态的粘粉粒组分外,其他组分的质量比例在各施肥处理间均有显著性差异。有机无机配施(NPKM7/3、NPKM5/5、NPKM3/7)下,总有机碳含量(19.1~25.0 g·kg-1)、非保护的粗颗粒有机碳(cPOM)含量(8.41~12.7 g·kg-1)及物理保护的微团聚体有机碳(6.41~6.62 g·kg-1)含量均显著高于CK处理(P<0.05)。对化学、生化、物理-化学及物理-生化保护态的有机碳含量无显著性影响,表明非保护的cPOM及物理保护的微团聚体(μagg)对施肥的响应最敏感。相关分析表明,cPOM、物理保护的μagg及其闭蓄的细颗粒有机碳(iPOM)与土壤总有机碳含量之间呈显著正相关关系(P<0.05),相关方程的斜率表明有机碳变化引起了组分变化,其中:土壤总有机碳变化引起的cPOM变化率最高(50%);土壤总有机碳积累引起物理保护的μagg及其闭蓄的iPOM碳组分变化率为12%;生化保护的非酸解粘粒和物理-化学保护的酸解的粉粒虽与土壤总有机碳显著相关,其变化率仅为2%~3%;其他各保护机制下的组分与土壤总有机碳含量均无显著相关关系。这表明在现行种植和管理制度下,供试红壤性水稻土有机碳主要以cPOM及μagg有机碳的形式积累,土壤化学、生化、物理-化学及物理-生化保护碳组分可能已经达到平衡。     

地膜覆盖对土壤主要酶活性的影响

地膜覆盖后土壤的温度、湿度、ｐＨ等发生较大的变化，从而影响了土壤的酶活性。在棕壤上定位试验研究的结果表明：覆膜后土壤中过氧化氢酶和脲酶活性显著降低，而提高了中性和酸性磷酸酶活性。施用有机肥可以明显提高过氧化氢酶和脲酶活性，但对这两种磷酸酶的活性影响较小。