不同利用方式土壤团聚体稳定性及其与有机质和铁铝氧化物的关系

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中国南方红壤地区由于人为干预较为强烈,土壤耕作强度大,土壤结构稳定性下降较快,并由此产生了土壤侵蚀、肥力下降以及土壤板结硬化等退化过程。土壤团聚体对土壤的结构稳定性具有极为重要的作用,为找出影响土壤团聚体稳定性的主要因素和团聚体破碎的主要过程,从而达到降低土壤侵蚀、有效抑制农田生态环境系统恶性循环的目的。本研究以湖南、湖北、江西三省第四纪红土母质发育的土壤为材料,应用干、湿筛法比较了不同利用方式下土壤的团聚体稳定性和粒级分布、平均重量直径(MWD)以及团聚体破坏率(PAD)的差异,分析了在不同利用方式下土壤团聚体的分布特征以及稳定性与土壤有机碳的联系,并根据团聚体的稳定特性,选取部分代表性土样(水田、林地、旱地)分析其各粒级团聚体中腐殖质组分及铁铝氧化物与团聚体稳定性的关系。研究结果如下:(1)各不同土地利用方式干筛团聚体以>5mm粒级为主,均达到55%以上,以水田(75.4%)为最高,其MWD值大小顺序表现为水田>林地>茶园>旱地>果园。而湿筛团聚体则主要以<0.25mm粒级为主,但林地与水田仍然以>5mm粒级最高,达到46.0%和42.8%,比最低的旱地分别要高39.2%和36.1%,MWD值表现为林地>水田>茶园>果园>旱地。(2)不同利用方式下PAD表现为旱地>果园>水田>茶园>林地,除茶园与水田有微小差别外,各利用方式PAD与湿筛MWD值表现出完全相反的趋势。并且,PAD与土壤有机质含量呈极显著负相关关系。(3)不同利用方式对土壤基本肥力有极大的影响,各有机质含量高低表现为水田>林地>茶园>旱地>果园,并且有机质含量高低与干、湿筛MWD值均达到显著正相关关系。不同利用方式下有机质含量与>5mm粒级水稳性团聚体比例为极显著线性正相关,1~0.5mm粒级与0.5~0.25mm粒级水稳性团聚体比例与有机质含量却表现为极显著的负相关关系,而有机质与5~2mm、2~1mm粒级水稳性团聚体相关性不显著。(4)各粒级团聚体腐殖酸碳均与干筛MWD表现出显著正相关关系,而湿筛MWD与>5mm、<0.25mm粒级团聚体腐殖酸碳具有显著的相关性,PAD值则与各粒级团聚体腐殖酸碳相关性不显著;仅0.5~0.25mm粒级团聚体胡敏酸碳与干筛MWD值达到显著相关性,其余粒级团聚体胡敏酸与干/湿筛MWD、PAD值相关性均不显著;各粒级团聚体富里酸碳除5~2mm粒级外,均与干筛MWD值达到显著的相关性,而仅有>0.25mm粒级富里酸碳含量与湿筛MWD值达到显著相关,PAD值也与各粒级团聚体富里酸碳相关性不显著。土地利用方式对腐殖酸、胡敏酸以及富里酸的含量及分布具有较为明显影响,均表现为水田含量最高、林地其次、旱地含量最低。(5)各粒级团聚体中无论是游离态铁铝氧化物还是非晶型铁铝氧化物,均与干筛MWD、湿筛MWD、PAD表现为相关性不显著,说明铁铝氧化物在大团聚体的形成及稳定过程中所发挥作用较小,其可能更多的作用于微团聚体之中。并且,土地利用方式也对各形态铁铝氧化物分布没有明显的影响。
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