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不同修复措施下侵蚀红壤的团聚体稳定性与肥力特点

作　者: 杨莹莹
导　师: 黄丽
学　校: 华中农业大学
专　业: 土壤学
关键词: 侵蚀红壤修复措施肥力水稳性团聚体有机质
分类号: S158
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本研究以湖北省咸宁市侵蚀红壤为供试对象,大田试验设置了作物对照(CK)、作物+聚丙烯乙酰(PAM) (C1)、作物+稻草覆盖(C2)、作物+带状牧草(C3)、作物+PAM+带状牧草(C4)和作物+稻草覆盖+带状牧草(C5)等6个处理,分别于种植花生前(A)、花生收获后(B)和小麦收获后(C)采集表层土壤样品,并结合室内土培试验,分析了不同修复措施下土壤肥力、团聚体组成及其稳定性的变化,研究了水稳性团聚体中有机质的分布规律,探讨了不同措施提高红壤肥力、改善土壤结构的机理,以期为侵蚀红壤结构退化的修复重建提供理论依据。研究结果表明：1.大田试验中,B时期各处理(除C2)的pH值和阳离子交换量(CEC)均高于CK,说明修复后土壤的缓冲性能增强,相对于CK减缓了土壤pH值的下降；B时期各处理土壤的全氮、全磷含量的平均值分别比A时期提高了50%、56%。大田小区不同时期土壤有机质含量的变化趋势为B>C>A,C时期C2处理的有机质含量比CK增加了20.63%,其他处理间无显著差异；室内土培试验表明,稻草3.2 gkg-1。(D1)处理的土壤有机质含量比对照(CK)上升了33.06%,其他处理间无显著差异。大田试验不同时期土壤碱解氮含量表现为C>B>A,土壤速效磷和速效钾含量均表现为B>C>A,B、C时期均以C4处理的碱解氮含量最高,C时期C2和C5处理土壤速效钾分别比CK提高了152.67%、59.25%；土培试验表明,PAM有利于土壤碱解氮含量的提高,稻草可增加土壤速效磷、速效钾含量,土壤速效钾含量随着稻草施用量的增加而显著上升。随着修复时间的延长,大田小区土壤游离态铁铝氧化物含量逐渐减少,非晶形铁铝氧化物含量逐渐增加,说明土壤晶形铁铝氧化物逐渐向非晶形转化,铁铝氧化物的活化度逐渐提高。2.各处理干筛团聚体以大粒径(>4 mm,4-2 mm)为主,稻草和PAM可显著增加土壤>4 mm干筛团聚体的含量。湿筛后,各处理土壤团聚体的组成发生变化。大田实验中,各级水稳性团聚体含量从高到低的顺序是：<0.25 mm、1-0.5 mm、0.5-0.25 mm、2-1 mm、4-2 mm、>4 mm,随着修复时间的延长,<0.25 mm的微团聚体逐渐向2-1 mm和0.5-0.25 mm的大团聚体转变,C时期各处理>0.25 mm的水稳性团聚体含量比CK增加了23.57%-40.23%；土培试验中,PAM可显著提高>4 mm水稳性团聚体的含量,且随着PAM用量的增加而增加。用>0.25 mm水稳性团聚体含量(WSA)、>0.25 mm团聚体的破坏率(PAD)和平均重量直径(MWD)来衡量土壤团聚体稳定性,结果表明,大田试验以C2、C4处理的团聚体稳定性较高,土培实验中PAM2 g kg-1(P1)、稻草1.6 g kg-1+PAM1 g kg-1 (D2P2)、稻草3.2 g kg-1+PAM1 g kg-1 (D1P2)处理的团聚体稳定性显著高于其他处理。3.大田试验不同时期水稳性团聚体的有机质含量表现为B>C>A。随着团聚体粒径(>4 mm,4-2 mm,2-1 mm,1-0.5 mm,0.5-0.25 mm)的减小,水稳性团聚体的有机质含量逐渐降低。B、C时期团聚体有机质含量分别以C4、C5处理的团聚体有机质含量最高。土壤有机质含量与各粒径水稳性团聚体的有机质含量呈线性正相关,与小粒径(2-1 mm,1-0.5 mm,0.5-0.25 mm)团聚体有机质含量的相关性达极显著水平,相关系数为0.7792-0.8286。同一粒径(除0.5-0.25 mm)下,C2处理水稳性团聚体有机质含量与土壤有机质含量的相关系数(0.9338-0.9962)明显高于其他处理的。4.大田试验中,无论是4-5 mm的干筛团聚体还是水稳性团聚体,团聚体有机质含量表现为内层>外层,B时期团聚体内外层有机质含量高于C时期,各处理干筛团聚体外层有机质含量低于土壤有机质含量,内层有机质含量与其相差不大,而水稳性团聚体内外层有机质含量均明显高于土壤有机质含量。5.从提高侵蚀红壤肥力和团聚体稳定性方面来看,本研究认为大田试验中C2和C4处理的修复效果好于其他处理。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
1 前言  11-17
  1.1 研究意义  11-12
  1.2 研究进展  12-16
    1.2.1 土壤团聚体的形成及稳定性  12-13
    1.2.2 土壤团聚体对土壤肥力的贡献  13-14
    1.2.3 不同修复措施对土壤结构和肥力的影响  14-16
  1.3 研究目的  16-17
2 试验材料与方法  17-21
  2.1 试验区地理位置  17
  2.2 试验设计  17-19
    2.2.1 大田小区试验  17-18
    2.2.2 室内土培试验  18-19
  2.3 室内分析  19-20
    2.3.1 土壤基本理化性质的测定  19
    2.3.2 土壤铁铝氧化物的测定  19-20
    2.3.3 土壤团聚体稳定性的测定  20
    2.3.4 团聚体的层剥法  20
  2.4 数据处理及分析方法  20-21
3 结果与分析  21-53
  3.1 不同措施对土壤化学性质的影响  21-32
    3.1.1 大田试验土壤pH值、CEC和全量养分的变化  21-22
    3.1.2 土壤有机质的变化  22-25
    3.1.3 土壤速效养分  25-29
      3.1.3.1 土壤碱解氮  25-26
      3.1.3.2 土壤速效磷  26-27
      3.1.3.3 土壤速效钾  27-29
    3.1.4 土壤铁铝氧化物  29-32
  3.2 不同措施对土壤团聚体组成及稳定性的影响  32-45
    3.2.1 土壤团聚体的组成  32-38
    3.2.2 土壤团聚体稳定性  38-45
      3.2.2.1 WSA  38-40
      3.2.2.2 PAD  40-43
      3.2.2.3 MWD  43-45
  3.3 大田试验土壤各级水稳性团聚体中有机质的分布  45-49
    3.3.1 不同修复措施对水稳性团聚体有机质含量的影响  45-47
    3.3.2 水稳性团聚体有机质与土壤有机质的关系  47-49
  3.4 大田试验土壤团聚体内外层有机质的分布  49-53
    3.4.1 干筛团聚体中有机质的分布  49-51
    3.4.2 水稳性团聚体中有机质的分布  51-53
4 讨论  53-56
  4.1 水稳性团聚体中有机质的分布  53-54
  4.2 不同措施修复侵蚀红壤结构和肥力机理的探讨  54-56
5 结论  56-58
参考文献  58-65
致谢  65

不同修复措施下侵蚀红壤的团聚体稳定性与肥力特点

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