摘要:土壤团聚体的数量和质量直接影响着土壤性质和有机碳固存。研究不同施肥措施及施肥年限对采煤塌陷区复垦土壤团聚体的重量分布比例及其稳定性的影响,可为该区农业生产和土壤质量提升提供科学依据。采集复垦6,11年定位试验不同施肥处理耕层(0—20cm)土样,选取不施肥(CK)、平衡施氮磷钾化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(MNPK)4个处理,利用干筛法和湿筛法获得4种粒径的团聚体/粉黏粒组分(>2,0.25~2,0.053~0.25,<0.053mm),用>0.25mm团聚体的含量(R0.25)、平均重量直径(MWD)、团聚体破坏率(PAD)和土壤不稳定团粒指数(ELT)表示团聚体的稳定性,同时测定土壤有机碳含量。结果表明:施肥年限较施肥措施对土壤团聚体的含量及稳定性产生了更显著的影响。干筛条件下,施肥6,11年均显著降低了各处理0.053~0.25mm团聚体和<0.053mm组分的含量,降幅分别为68.39%~87.37%,69.63%~78.32%(6年)和90.01%~93.68%,78.29%~83.93%(11年);湿筛条件下,施肥11年显著提高了各处理>2mm团聚体的含量,增幅达473.35%~645.16%,但是显著降低了0.053~0.25mm团聚体的含量,降幅为43.67%~57.54%。土壤团聚体的稳定性也随着施肥年限的增加而逐渐增强,表现为DR0.25、WR0.25和MWD值呈增加趋势,而PAD和ELT值呈降低趋势。土壤有机碳含量与DR0.25、WR0.25、MWD水稳性呈极显著正相关关系,而与PAD和ELT呈极显著负相关关系。本研究表明,该区域连续培肥11年提高了土壤大团聚体的含量而伴随着微团聚体含量的显著减少,导致土壤结构越来越稳定。这对于提高采煤塌陷区复垦土壤肥力、改善土壤结构产生了良好的效果。
土壤团聚体作为土壤结构的基本构成单位,与土壤渗水性、透气性以及有机质储存和供应矿质养分的能力等有着密切关系,直接或间接影响土壤肥力和作物产量[1]。以0.25mm为界,将土壤团聚体分为>0.25mm的大团聚体和<0.25mm的微团聚体。通常>0.25mm的团聚体(R0.25)是较理想的团聚体,它的保肥保水能力以及通气性均较好[2]。但是容易忽略其他粒径团聚体的信息,因此也用平均重量直径(MWD)、团聚体破坏率(PAD)以及土壤不稳定团粒指数(ELT)等指标来描述团聚体的分布特征及其稳定性[3]。土壤团聚体的粒径大小和数量分布受农田耕作措施、种植历史、施肥年限、施肥水平、土壤性质、气候条件、作物体系等因素的影响。不同类型的土壤上团聚体形成与稳定机制对土壤结构改良的作用不同[1,2,3,4,5,6,7]。Chai等[4]在荒漠土上研究表明,连续22年施有机肥显著减少了大团聚体(>2mm)的含量;然而Li等[5]认为,长期增施有机肥对潮土中>2mm粒径的团聚体含量无显著影响;但是柳开楼等[1]在红壤旱地上研究认为,26年连续平衡施用氮磷钾化肥(NPK)和有机无机肥配施(MNPK)均显著提高了大团聚体(>1mm)的含量,却显著降低了微团聚体(0.053~0.25mm)和粉黏粒组分(<0.053mm)的含量,且这2个处理均显著增强了土壤团聚体的稳定性。但是在潴育型水稻土[6]和潮褐土[7]上研究均发现,长期施化肥对土壤团聚体的稳定性无显著影响。还有研究[8]指出,施有机肥增加了土壤中分散性黏粒的含量,进而显著降低了干筛团聚体的稳定性[8]。另外,李小刚[9]在甘肃灌区灰钙土上研究发现,黏粒含量对土壤团聚体的形成起关键作用。Zhang等[10]证实碳酸钙显著影响塿土团聚体的稳定性;Huang等[11]通过21年定位试验报道,有机质对红壤性水稻土团聚体的稳定性具有重要的作用。由此可见,有关不同施肥措施及施肥年限对土壤团聚体的大小分布及其稳定性影响的研究虽然很多,但是结论并不一致,因此,有必要针对性地开展系统研究。
山西是我国煤炭资源极为丰富、开采量比例最大的省份之一,常年原煤产量占全国的25%以上。改革开放以来,山西累计生产原煤近百亿t,导致108000hm2的耕地遭到破坏(山西省发改委2015)。因此,将破坏的土地复垦和重新利用,改善生态环境,缓解人地矛盾,实现区域生产和资源可持续利用成为山西的当务之急。在复垦过程中,通常是将表层土壤与底层土壤混合整平,甚至重新堆垫,造成土壤肥力低下,突出表现为有机碳养分含量低;土壤质地不良,结构性差。研究不同施肥措施及施肥年限对采煤塌陷区复垦土壤团聚体的粒径大小分布及其稳定性特征的影响,对于改良土壤结构、提高土壤质量、保证作物高产稳产,实现人与自然和谐发展具有重要意义。有关不同施肥措施及施肥年限下采煤塌陷区复垦土壤团聚体分布及其稳定性的研究仅有少量报道。何冰等[12]的研究结果表明,连续4,8年单施有机肥均有利于提高复垦土壤1~2mm机械稳定性团聚体的含量和团聚体的稳定性;李建华等[13]认为,连续8年施用高量有机肥和无机肥可以显著提高1~2,0.25~0.5mm水稳性团聚体的含量,且显著降低了团聚体的分形维数。采煤塌陷区复垦土壤作为一种受人为干扰较多的土壤,目前的研究缺乏对机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的分布特征及其稳定性的综合分析。因此,本研究以6年,11年的定位采煤塌陷区复垦土壤为对象,分析机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的大小分布及其稳定性对不同施肥措施及施肥年限的响应,以期为提升该区域土壤肥力和合理施肥提供科学依据。
1、材料与方法
1.1试验地点与试验设计
试验地位于山西襄垣县(36°28′11.95″N,113°00′52.57″E),属潞安集团五阳煤矿井田范围,煤矿开采导致地面沉陷后地形呈马鞍状,最大落差为4~5m,马鞍状峰距为150~180m,水浇地变成了旱薄地,土地生产力严重下降。属于低山黄土丘陵区,平均海拔980m,暖温带半干旱半湿润大陆性季风气候,年平均气温9.5℃,年均降水量532.8mm,无霜期160d。该试验始于2008年,采用混推复垦的方式,即挖深点浅、就地平整。试验区土壤为石灰性褐土,黄土母质,质地是粉质壤土(粉粒:55%,砂粒:30%,黏粒:15%)。种植作物为春玉米,播种密度为60000株/hm2。每年5月左右播种,10月左右收获,玉米秸秆全部还田。从2013年开始进行第6年复垦,2018年开始进行第11年复垦。不同施肥年限各施肥处理下0—20cm土层土壤的基本理化性状见表1。
表1不同施肥年限各施肥处理下耕层土壤的基本理化性状
试验共设7个处理,本研究选取其中的4个处理:不施肥(CK);平衡施用氮磷钾化肥(NPK);单施有机肥(M);有机无机肥配施(MNPK)。其中,供试有机肥为完全腐熟的鸡粪,有机质含量为25.8%,氮(N)含量为1.68%,磷(P2O5)含量为1.54%,钾(K2O)含量为0.82%。每个处理设置3次重复,采用完全随机排列。小区面积为50m2(10m×5m)。各施肥处理的总养分投入量相同,具体施肥量见表2。
表2不同施肥处理的肥料用量导出到EXCEL
1.2采样与分析
玉米收获前(2018年9月28日)用环刀采集0—20cm土层原状土壤,每个小区采集5个样点,然后混合成1个样品,同时采集未复垦的生土作为复垦土壤肥力提升程度的对比标准。将采集的原状土样带回实验室后,沿土壤结构小心地掰成<1cm的土块,剔除动植物残体及石块,过8mm筛后,于通风干燥处风干,装入塑封袋中备用。
此外,玉米收获后,用土钻(高度为20cm,内径为2.5cm)采集每个小区0—20cm土层样品10钻,混合后装入塑封袋中带回实验室,在阴凉通风处自然风干,并且剔除石块、动植物残体等肉眼可见杂物,研磨后过0.15mm筛,采用重铬酸钾容量法—外加热法测定土壤有机碳含量。
机械稳定性团聚体分级采用沙维诺夫干筛法[14]:称取200g过8mm筛的风干土样于2mm筛上,同时下置1,0.5,0.25,0.053mm孔径的土壤筛,干筛5min后,得到>2,1~2,0.5~1,0.25~0.5,0.053~0.25mm粒径的土壤团聚体和<0.053mm的粉黏粒组分,称重,装入塑封袋中备用。为了方便和湿筛结果进行对比,将1~2,0.5~1,0.25~0.5mm这3个粒径的土壤团聚体合并成为0.25~2mm的土壤团聚体。
水稳性团聚体的测定采用Elliott[15]提出的方法:称取50g过8mm筛的风干土样于2mm筛上,同时下置0.25,0.053mm孔径的2个筛子,然后将整套筛子慢慢地放到装满2/3蒸馏水的桶中,浸泡5min,上下振荡5min,振幅为3cm,将各个筛子中的土样洗至已知重量的铝盒中,于50℃烘至恒重,冷却后称重,即得到>2,0.25~2,0.053~0.25mm粒径的土壤团聚体和<0.053mm粉黏粒组分的质量,装入塑封袋中备用。
1.3数据处理与统计分析
>0.25mm的机械稳定性团聚体(DR0.25)的含量、>0.25mm的水稳性团聚体(WR0.25)的含量、平均重量直径(MWD)、团聚体破坏率(PAD)、土壤不稳定团粒指数(ELT)[3]以及土壤水稳性团聚体稳定性变化的敏感性指标(SI)[16]的计算公式分别为:
式中:wi为第i个粒径团聚体质量所占的百分含量(%);xi为第i个粒径团聚体的平均直径(mm);WT为供试土壤的总质量(g)。
采用MicrosoftExcel2010软件进行数据整理,SPSS18.0软件进行相关性分析,SAS8.0软件进行方差分析,Origin8.1软件作图。
2、结果与分析
2.1不同施肥措施及施肥年限下土壤团聚体的分布比例
干筛条件下,施肥措施及施肥年限下土壤团聚体分布比例的两因素方差分析结果(表3)显示,施肥措施仅显著影响>2,0.25~2mm土壤团聚体的分布比例,而施肥年限对各粒径机械稳定性团聚体及粉黏粒组分(<0.053mm)的分布比例产生了显著影响,且施肥措施和施肥年限的交互效应对>2,0.25~2mm土壤团聚体的分布比例也产生了显著影响。
分析不同施肥措施下复垦土壤机械稳定性团聚体的分布比例(表3)发现,连续施肥6年,各处理均以>2mm或0.25~2mm团聚体的分布比例最高,占总量的43.35%~54.70%;其次是<0.053mm组分,占0.84%~1.08%;而0.053~0.25mm团聚体的分布比例最少,仅占0.40%~1.07%。同CK相比,长期施化肥(NPK)对>2,0.25~2mm团聚体的分布比例无显著影响。单施有机肥(M)显著提高>2mm团聚体的分布比例,达11.83%,却显著降低0.25~2mm团聚体的分布比例,达10.55%。有机无机肥配施(MNPK)显著提高了0.25~2mm团聚体的分布比例,达10.85%。施肥11年,各处理均以>2mm团聚体的分布比例最高,占总量的68.49%~92.33%;其次为0.25~2mm团聚体,占6.10%~30.11%;再次是<0.053mm组分,占0.62%~0.83%;而0.053~0.25mm团聚体的分布比例最少,占0.20%~0.35%(表3)。同CK相比,NPK处理显著降低>2mm团聚体的分布比例达12.99%,但是显著提高0.25~2mm团聚体的分布比例,大约是CK的3倍。M和MNPK处理均显著降低>2mm团聚体的分布比例,降幅达14.41%~25.82%,却显著提高0.25~2mm团聚体的分布比例,增幅达221.83%~393.84%。
湿筛条件下,施肥措施及施肥年限下土壤团聚体分布比例的两因素方差分析结果(表3)显示,施肥措施并没有影响各粒径团聚体及粉黏粒组分的分布比例,而施肥年限对各粒径水稳性团聚体及粉黏粒组分的分布比例产生了显著影响。
比较不同施肥年限对土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体分布特征的影响(表3)发现,随着施肥时间的延长,各处理中0.053~0.25mm团聚体和<0.053mm组分的分布比例均呈降低的趋势。
干筛条件下,同0年相比,连续6年施肥显著降低了各处理下>2,0.053~0.25mm团聚体和<0.053mm组分的分布比例,降幅分别为29.35%~72.14%(CK),31.78%~81.94%(NPK),21.00%~83.01%(M),36.49%~87.37%(MNPK),而显著提高0.25~2mm的分布比例,增幅为81.23%~124.59%;连续11年施肥,CK、NPK和M处理均显著提高>2mm团聚体的分布比例,增幅达15.75%~35.25%,却显著降低了0.25~2mm比例(除M处理外),降幅达19.45%~74.97%;而且4个处理均显著降低0.053~0.25mm团聚体和<0.053mm组分的分布比例,降幅分别为90.01%~93.68%和78.29%~83.93%(表3)。
湿筛条件下,施肥6年CK处理中>2mm团聚体的分布比例是0年的3倍,NPK处理显著降低0.053~0.25mm团聚体的分布比例达49.00%;同0年相比,施肥11年显著提高了所有处理中>2mm团聚体的分布比例,增幅达473.35%~645.16%,但是显著降低了0.053~0.25mm团聚体的分布比例,降幅为43.67%~57.54%(表3)。
因此,无论在干筛还是湿筛条件下,随着施肥年限的延长,>2mm团聚体的数量呈增加趋势,而0.053~0.25mm团聚体的数量呈降低趋势。
2.2不同施肥措施及施肥年限下土壤团聚体的稳定性指标
施肥措施及施肥年限下土壤团聚体的DR0.25、WR0.25、MWD、PAD和ELT值的两因素方差分析结果(表4)显示,施肥措施仅显著影响了MWD机械稳定性值,而施肥年限对表征团聚体稳定性的各指标均产生了显著的影响,且施肥措施和施肥年限的交互效应仅对MWD机械稳定性值产生了显著的影响。
分析不同施肥措施下土壤团聚体的稳定性(图1)发现,同CK相比,施肥6年,M处理显著提高了MWD机械性值达3.95%。施肥11年,NPK、M和MNPK处理均显著降低了MWD机械稳定性值,降幅达5.67%~11.01%,且以MNPK处理的降幅最大(图1C)。
比较不同施肥年限下土壤团聚体的稳定性(图1)发现,干筛条件下,随着施肥时间的延长,各处理的DR0.25值呈逐渐增高的趋势(图1A),MWD值呈先降低后增高的趋势(图1C)。
表3不同施肥措施及施肥年限下土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的分布特征
同0年相比,施肥6年和11年均显著增加了各处理下DR0.25值,增幅分别为5.35%~5.92%(6年)和6.26%~6.67%(11年)(图1a)。但是,施肥6年显著降低了各处理的MWD机械稳定性值,降幅达4.19%~9.83%,而施肥11年显著提高了各处理的MWD机械稳定性值,增幅达3.88%~16.46%(图1c)。
湿筛条件下,随着施肥时间的延长,各处理的WR0.25(图1b)、MWD水稳性值(图1d)均呈增加趋势,且MWD水稳性值以施肥11年的效果更佳。PAD值(图1e)和ELT值(图1f)呈下降趋势。
同0年相比,施肥6年和11年各处理均显著增加了WR0.25和MWD水稳性值,其中WR0.25的增幅分别为27.40%~39.40%(6年)和39.32%~49.38%(11年)(图1b),MWD水稳性值的增幅分别为29.20%~50.42%(6年)和67.88%~85.52%(11年)(图1d)。但是各处理均显著降低PAD和ELT值,其中PAD值的降幅分别为29.34%~45.66%(6年)和44.57%~57.84%(11年)(图1e),ELT值的降幅分别为33.14%~47.65%(6年)和47.56%~59.73%(11年)(图1f)。
2.3复垦土壤团聚体敏感性分析
分析复垦土壤水稳性团聚体稳定性指标的敏感性发现(表5),连续6年和11年施肥,均以PAD的敏感性最高,约为0.30。施肥6年,ELT、MWD和DR0.25分别比PAD降低6.67%,46.67%和70.00%;施肥11年,ELT、MWD和DR0.25分别比PAD降低3.23%,64.52%,77.42%。因此,PAD是描述耕层土壤水稳性团聚体稳定性特征的最佳指标。
表4施肥措施及施肥年限下土壤团聚体的DR0.25、WR0.25、MWD、PAD和ELT值的两因素方差分析结果
图1不同施肥措施及施肥年限下土壤团聚体的稳定性
表5复垦土壤水稳性团聚体稳定性指标的敏感性分析导出到EXCEL
2.4不同施肥措施及施肥年限下土壤有机碳含量
施肥措施及施肥年限下土壤有机碳(SOC)含量的两因素方差分析结果(表6)显示,施肥措施和施肥年限均对SOC含量产生了显著影响,且施肥措施和施肥年限的交互效应对SOC含量也产生了显著的影响。
分析不同施肥措施下6,11年SOC含量发现(图2),同CK相比,施肥6年,NPK处理显著降低了SOC含量达6.02%,M及MNPK处理均显著提高了SOC含量,增幅达20.74%~33.34%。施肥11年,各处理均显著提高了SOC含量,且以MNPK处理效果更显著,增幅达11.23%~45.61%。
比较不同施肥年限下SOC含量的变化(图2)发现,同0年相比,施肥6年和11年均显著提高了SOC含量,增幅分别为74.53%~147.83%(6年)和77.02%~157.76%(11年)。由此可见,有机无机肥配施对SOC的增幅效果最明显,且培肥时间越久,土壤肥力提升效果更明显。
表6施肥措施及施肥年限下土壤有机碳含量的两因素方差分析结果
2.5不同施肥年限土壤有机碳含量与各稳定性指标之间的关系
分析不同施肥年限SOC含量与各稳定性指标之间的关系(表7)发现,施肥6年和11年,SOC含量与DR0.25、WR0.25和MWD水稳性之间均互呈极显著正相关关系,但是它与PAD和ELT之间均互呈极显著负相关关系,与MWD机械稳定性之间均无关系。由此可见,随着SOC含量的增加,>0.25mm团聚体的数量增多,土壤结构趋于稳定,有利于提升土壤肥力。
图2不同施肥措施及施肥年限下土壤有机碳含量
3、讨论
3.1施肥措施和施肥年限对土壤团聚体分布比例的影响
土壤团聚体对于提升土壤结构的稳定性、增加土壤养分含量、促进微生物活动、提高土壤肥力等方面具有至关重要的作用[17]。本研究结果显示,施肥年限较施肥措施对土壤团聚体数量的影响更显著。随着施肥年限的增加,无论在干筛还是湿筛条件下,各处理大团聚体(>2mm)的含量呈增加的趋势,微团聚体(0.053~0.25mm)的含量呈降低的趋势(表3)。这与李倩倩等[3]的研究结果一致,与施加生物炭2年相比,生物炭施入土壤5年后,干筛团聚体的数量呈降低的趋势。Six等[18]也曾指出,大团聚体数量的增加伴随着小团聚体数量的减少。因为随着施肥年限的延长,一方面提高了作物产量,增加了作物残茬还田量,有助于土壤中有机物质和矿质养分含量的累积,从而为植物根系的生长创造了良好的生态环境,有利于增加根系分泌物的含量[17];另一方面,是因为这些根系残茬不仅为土壤中微生物的生长提供了有利的环境,还为它们补充了丰富的碳源物质,从而促进了微生物的繁殖[19],增强了微生物的活性,促进了真菌菌丝生长,进而提高腐殖质含量。同时在微生物的驱动下,加速了有机物料的分解,产生了大量的多糖、木质素和蛋白质等不同种类的有机物质[20],加之植物根系的“席垫”作用[19],这些物质作为土壤中重要的有机胶结剂,它们将微团聚体、黏土矿质颗粒和粉砂黏粒粘结在一起,形成了有利于土壤结构稳定的大团聚体[2]。
表7不同施肥年限土壤有机碳含量与各稳定性指标之间的关系
3.2施肥措施和施肥年限对土壤团聚体稳定性指标的影响
土壤结构的稳定性还受土壤团聚体胶结剂的种类和培肥时间的影响。通常,粒径>0.25mm的团聚体(DR0.25和WR0.25)是较理想的团聚体。一般来说,它的含量越高,土壤的结构和性质越好[2]。MWD值也是反映土壤团聚体稳定性的一个关键指标,其值越大,说明土壤团聚体的团聚程度越高,稳定性越强[6]。此外,PAD和ELT值亦能够很好地反映土壤团聚体稳定性,其值越大,表示土壤团聚体的稳定性越差,土壤退化程度越高;反之则表示土壤结构越稳定[3]。本研究结果表明,长期不同施肥较CK处理对土壤团聚体的稳定性指标影响较小(表4,图1),但是随着施肥年限的增加,土壤团聚体的稳定性逐渐增强,表现为DR0.25、WR0.25和MWD值呈增加趋势,而PAD和ELT值呈降低趋势(图1)。这是因为随着施肥年限的延长,通过提高作物产量增加了作物残茬投入到土壤中的有机物质含量。也有研究[21]报道因为团聚体在遇水湿润的过程中,因孔隙中的空气受压缩后便会膨胀以至破碎,正是因为土壤有机物质的吸水能力远大于土壤矿物质的吸水能力,可以有效地减缓水分的湿润速率,从而提高了土壤团聚体的稳定性,这也就从另一方面解释了土壤团聚体的稳定性随着施肥年限的增加而增加的原因。
本研究结果还发现,DR0.25、WR0.25和MWD水稳性值之间均互呈极显著正相关关系,且同PAD和ELT值之间均互呈极显著负相关关系(表7)。说明土壤团聚体的稳定性越强,MWD值越大,>0.25mm团聚体的数量越多,致使团聚体的PAD和ELT值越小。反之,土壤结构越不稳定,越容易遭到破坏,形成的小颗粒越多,导致大团聚体的数量减少,MWD值减小,反而PAD和ELT值增大,稳定性变差。与本研究一致,刘梦云等[16]的研究结果显示,MWD值与PAD值之间呈极显著负相关关系。
3.3土壤有机碳与团聚体稳定性的关系
有机碳对土壤团聚体的形成起着重要的作用。本研究结果显示,SOC含量与DR0.25、WR0.25和MWD水稳性值之间呈极显著正相关关系,与PAD和ELT值之间呈极显著负相关关系,但与MWD机械稳定性值无显著关系(表7)。说明SOC含量越高,>0.25mm团聚体的数量就越多,土壤团聚体的水稳性越强,土壤结构越稳定,反之亦然。这与安艳等[22]在黑垆土上的研究结果一致,即施用生物质炭后降低了0—10cm土层土壤机械稳定性团聚体的稳定性。复垦过程刺激了土壤中微生物的分解,加速了土壤有机质的矿化,而碳源补充不足是导致团聚体稳定性降低的主要原因。加之该区域属大陆性季风气候,降雨主要集中在6-9月,强烈的雨水冲刷后,加大了土壤颗粒之间的分散程度,使土壤黏结力下降,降低了土壤团聚体的稳定性,加剧了水土流失的风险。
本研究结果表明,施有机肥,尤其是有机无机肥配施,不仅能够补充土壤有机碳含量(图2),而且有助于增加土壤中大团聚体的数量及其水稳性(表7),是改善采煤塌陷区复垦土壤结构、培肥地力和保证作物稳产高产的有效途径。这一方面是因为有机肥中含有多聚糖、脂肪酸以及芳香族化合物,它们与土壤矿物颗粒结合后形成化学性质较为稳定的矿质结合态有机碳[23];另一方面,植物的根系和菌丝数量有利于大团聚体的形成,而有机肥可以通过提高作物根部真菌的繁殖能力[24],进而增加团聚体对有机碳的物理保护作用,两方面共同促进了SOC含量的提升。Six等[18]曾指出,在以2∶1型黏土矿物为主的土壤上,有机质是最主要的胶结剂。本研究所在区域的土壤为褐土,黏土矿物以2∶1型水云母和蛭石为主,伴有少量的蒙脱石和高岭石[25]。因此,SOC对土壤团聚体的稳定性贡献非常明显。综合本试验的结果,连续11年施肥对于培肥采煤塌陷区复垦土壤地力、提高团聚体稳定性产生了良好的效果。
4、结论
通过6,11年复垦定位试验表明,随着施肥年限的增加,无论在干筛还是湿筛条件下,各处理中大团聚体(>2mm)的含量呈增加的趋势,伴随着微团聚体(0.053~0.25mm)含量的减少。土壤团聚体的稳定性逐渐增强,表现为DR0.25、WR0.25和MWD值呈增加趋势,而PAD和ELT值呈降低趋势。且PAD值是描述耕层土壤水稳性团聚体稳定性特征的最佳指标。土壤有机碳含量与DR0.25、WR0.25、MWD水稳性呈极显著正相关关系,而与PAD和ELT呈极显著负相关关系,说明有机碳含量越高,土壤结构越稳定。同时也说明有机碳是本研究所在区域土壤团聚体形成的主要胶结物质。综上,供试条件下,连续11年施肥对于培肥地力、提高团聚体稳定性产生了良好的效果。
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谢钧宇,曹寒冰,孟会生,郭彦涵,洪坚平,张杰,李云霄,李廷亮.不同施肥措施及施肥年限下土壤团聚体的大小分布及其稳定性[J].水土保持学报,2020,34(03):274-281+290.
基金:国家自然科学基金项目(41807102,U1710255-3,41401342);土壤环境与养分资源山西省重点实验室开放基金项目(2019003);山西省优秀博士来晋工作奖励项目(SXYBKY201805);山西农业大学科技创新基金(青年科技创新)项目(2019004).
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随着人类经济和社会的发展,大量的化学物质被广泛应用于农业、工业、医疗、家庭等领域,这些化学物质对于人类社会的发展起到了积极的推动作用。然而,这些化学物质也可能对人类健康和环境造成负面影响,例如,土壤中的有害化学物质残留可能会影响植物生长和产量、土壤质量和生态环境,甚至会对人类健康造成威胁。
2023-09-01我国是地质大国,而地质在我们的生活中占据着重要的位置。只有做到对地表土壤的保护,才能防止地表土壤被重金属所污染,因此,一定要加强对于地表土壤的检测方法,让检测技术得到更好的发展。我国的工业不断发展,工业中的重金属对土壤造成了污染,对此,我们要不断加强研发力度,要有更好的设备对重金属进行监测,方式也要变得多样化,减少对土地土壤的污染,改变这种被污染的情况。
2023-08-29为满足韶关电网供电需求,进一步优化电网结构,建设华电南雄“上大压小”热电联产工程是必要的。该工程属于大型电厂工程,在建设过程中会不可避免地扰动地表,引发水土流失。文章结合水土流失特点,进行了防治责任范围及防治分区划分,并在围绕防治目标基础上,通过布设三位一体的防护体系来分区实施水土保持防治措施。
2022-05-30水土流失量观测是径流小区进行土壤侵蚀测算的基础[5]。当前人工搅拌采样法仍为各地区径流桶泥沙观测的主要方法,但人工搅拌法因其方法的局限性极易受到外因的干扰导致采样误差偏大[6]。叶芝菡[7]等人根据北方土石山区侵蚀泥沙以粗颗粒为主特点研制了全剖面采样器,主要包括采样管、拖柄、固定环、底盘4部分,其通过采样器采集径流桶中从桶底到水面的浑水水柱,再取样测量水柱中的泥沙含量,进而得到径流桶的径流含沙量。
2021-10-08目前我国城市污泥的产量巨大,截至2015年,我国共建成城镇污水处理厂约6910座,污水处理厂处理能力达1.4×109m3•d-1[1],污水处理过程中产生的污泥为3.02×107t,到2020年污泥产量达6.00×107t[2]。我国主要通过填埋、焚烧来处置城市污泥[3],但这些处理的污泥将对周边生态环境造成严重的影响[4]。
2021-09-28盐碱地土壤改良是一项重要工程,研究和合理利用盐碱地对于改善我国的生态环境,促进生态文明建设,都有着至关重要的作用。本研究主要分析了盐碱地的危害性,从物理、生物、化学等角度探讨了宁夏青银高速黄河大桥至水洞沟段生态长廊地区目前应用的盐碱地改良技术及取得的效果,以期为周边地区盐碱地土壤改良、生态景观效果提升和优化提供参考。
2021-08-31本文主要阐述了原子吸收光谱法在土壤测试方面的应用。原子吸收光谱法对土壤中的锰、铁、铜、锌等元素的测定具有方法简单快速、结果准确的优点,能够满足小型实验室的检测要求,同时,微量元素锰、铁、铜、锌的快速检测,对农业生产具有较好的指导作用。采用微波消解技术,微量元素的平行试验测定结果相对标准偏差均<5%,加标回收率在95%~104%之间。
2021-08-13四子王旗红格尔苏木小流域总面积8.62km2,地貌类型为低山丘陵及丘间沟谷洼地,地势起伏不平,山丘间相对高度较大,最高海拔1312m,最低海拔1245m,相对高差67m,流域内主要支沟有9条,均呈“U”型,平均宽8.4m,平均深3.9m,比降为4.3%~8.0%,总长6274.17m,沟壑密度1.15km/km2,冲沟与切沟时有发生,属塔布河流域。
2021-08-09秸秆犁耕深翻还田是实施“藏粮于地、藏粮于技”战略的重要内容。犁耕深翻能有效打破犁底层,疏松和熟化土壤,增强土壤的透气性,提高土壤中的有效养分和含水量,促进后茬作物的根系发育[1],增加根系吸收营养范围,实现作物高产稳产;同时,还能深埋杂草和病虫,减少来年杂草量和病虫害的发生率,从而促进农业增效、农民增收。
2021-08-09生态优先、绿色发展是中国发展的核心理念,防治水土流失、保护生态环境、促进生态文明是时代发展的重要任务。构建全面系统、切实有效的防治措施体系,全过程防控水土流失,是编制生产建设项目水土保持方案的终极目标和核心工作。编制人员要从预防措施入手,优化和修正主体工程不合理的工程布局、建设方案、施工方法与施工组织,以最大限度减轻水土流失及其影响。
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期刊名称:土壤通报
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主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国土壤学会
出版地方:辽宁
专业分类:农业
国际刊号:0564-3945
国内刊号:21-1172/S
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创刊时间:1957年
发行周期:双月刊
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