不同土地利用方式对盐碱地土壤团聚体及碳氮含量的影响.pdf
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1、 山 东 农 业 科 学():./.收稿日期:基金项目:国家重点研发计划项目“环渤海盐碱地耕地质量与产能提升技术模式及应用”子课题()山东省现代农业产业技术体系棉花岗位创新团队项目()作者简介:王敬宽()男山东郓城人硕士研究生主要从事农业资源与环境方面研究:.通信作者:柳新伟()男山东潍坊人博士副教授主要从事农业生态学研究:.不同土地利用方式对盐碱地土壤团聚体及碳氮含量的影响王敬宽吕鹏超张楷悦高枫舒张强柳新伟(.青岛农业大学资源与环境学院山东 青岛.威海市农业农村事务服务中心山东 威海.乳山市农业农村事务服务中心山东 乳山)摘要:为探究不同土地利用方式对盐碱地土壤团聚体组成、稳定性及团聚体中碳
2、氮含量变化的影响本研究选取黄河三角洲农业高新技术产业示范区 种土地利用方式(荒地、草地、园地、耕地)为研究对象通过湿筛法将土壤进行粒级分组对、土层的水稳性团聚体的组成、稳定性及土壤有机碳()、全氮()含量进行测定与分析 结果表明:种土地利用方式土壤团聚体含量均以.和.粒级为主 粒级为最低其中耕地 草地耕地荒地()和草地园地耕地荒地()且土壤团聚体、含量随粒级减小而降低 种土地利用方式下不同土层中均以.和.粒级团聚体、贡献率最高分别为.()和.()这与该粒级土壤团聚体含量所占比例高有关 本研究结果可为黄河三角洲盐碱地区土地利用的合理规划与可持续发展提供参考关键词:盐碱地土地利用方式土壤团聚体土壤
3、碳氮中图分类号:文献标识号:文章编号:()(.)().()().()().().().土壤团聚体是土壤结构的基本单位也是土壤的重要组成部分其组成和稳定性与土壤碳氮含量、土地利用方式、土壤生物活性、土壤侵蚀和植被覆盖等因素密切相关其数量和质量可反映土壤养分供储能力是评价土壤质量的重要指标之一 稳定的团聚体和良好的土壤结构有利于提高土地生产力改善土壤透气、透水性增强土壤的抗侵蚀能力促进土壤结构稳定 为了分析和评价土壤团聚体的稳定性和结构特征一般采 用 平 均 质 量 直 径()、几何平均直径()和分形维数()来表征 已有研究表明 和 值越大表示团聚度越高土壤稳定性越强 值越小土壤水稳性团聚体含量越
4、高土壤结构愈加松散通透性更好 研究表明土壤表层中的有机碳()约 储存在团聚体中稳定的团聚体对存储于其中的有机碳氮提供物理保护作用通过调节其内外氧气和水分的流通情况来降低微生物对有机碳氮的矿化分解进而提高土壤有机碳氮的固持相应地有机碳氮作为重要的胶结物质可促进团聚体的形成对团聚体的稳定性具有显著影响不同土地利用方式可以通过改变田间管理方式和植被覆盖类型来影响土壤地表凋落物含量、微生物丰度等土壤环境使土壤养分发生改变进而导致土壤肥力和结构稳定性发生变化 土地利用方式的变化对土壤碳氮含量、水稳性团聚体、渗透性等土壤动态质量指标的变异性起主导作用因而合理的土地利用方式可促进土壤团聚体的形成和提高团聚体
5、结合有机碳氮的能力进而增强土壤的碳、氮汇功能为缓解全球气候变化发挥关键作用 近年来国内外有关土地利用方式对土壤团聚体稳定性及 含量影响的研究较多 罗晓虹等通过对比 种土地利用方式发现竹林和荒草地各土层中的土壤团聚体稳定性较好且竹林土壤各土层中各粒径团聚体的有机碳含量最高 等研究南方亚热带地区不同土地利用类型发现油松和马尾松林地土壤团聚体稳定性及、全氮()含量最高李鉴霖等对比发现果园地比农耕地土壤团聚体稳定性及 含量高山东省盐碱地主要分布在黄河三角洲地区该类土壤盐分含量高、养分低、土壤结构差严重制约了黄河三角洲地区的农业生产 因此通过不同土地利用方式合理开发利用黄河三角洲盐碱地对坚守耕地红线、促
6、进农业经济发展具有重要意义 目前针对黄河三角洲盐碱地区不同土地利用方式对土壤性质影响的研究主要集中在养分变化、水盐运动和碳库储存等方面而对盐碱地在不同土地利用方式下的土壤团聚体组成、稳定性及团聚体碳氮含量、贡献率的研究较少本试验以黄河三角洲农业高新技术产业示范 第 期 王敬宽等:不同土地利用方式对盐碱地土壤团聚体及碳氮含量的影响区荒地、草地、园地和耕地 种土地利用方式为研究对象探讨不同土地利用方式对盐碱地土壤团聚体在、土层中的分布、稳定性及团聚体、含量的影响以期为黄河三角洲盐碱土壤结构改善和土地利用方式合理规划提供科学依据 材料与方法.研究区与采样点概况研究区位于山东省东营市黄河三角洲农业高新
7、技术产业示范区()处于黄河三角洲的核心区域 该地区属暖温带大陆性季风气候多年日平均气温.年均降水量.降水季节分布不均多集中在夏季易造成旱涝灾害无霜期年均 采样点土壤类型以滨海盐渍土为主土壤基本理化性质为有机质含量./、全氮./、碱解氮./、有效磷./、速效钾./值.、盐分./本研究设置荒地、草地、园地和耕地 种不同土地利用方式(表)其中荒地为撂荒 年草地为 年生苜蓿地一年刈割 次园地种植苹果至采样时为 年耕地种植模式为 年的小麦玉米轮作 表 土壤采样点基本信息土地利用方式经纬度土壤主要扰动方式主要植被荒地无无草地刈割苜蓿园地翻耕、除草苹果树耕地翻耕、灌溉小麦玉米轮作.样品采集与处理于 年 月采
8、用五点取样法在每个划定的区域分别采集、两个土层的土壤样品装入硬质塑料盒(避免运输过程中挤压和扰动以免破坏团聚体)带回实验室后将土样剔除石块、植物根系等杂物沿其自然裂隙掰成直径约 土块混合后于通风干燥处自然风干用于土壤团聚体测定.测定方法土壤水稳性团聚体的测定按照 的方法进行 将 混合土样均匀放置于、.、.的套筛上调整套筛水面高度保证水没过筛底部且振动时不没过其顶部使土样充分湿润后启动土壤团聚体分析仪(型)以上下振幅 、次/的频率振动 用清水将各粒级水稳性团聚体冲入烧杯中 烘干至恒重(约 )计算各粒级水稳性团聚体质量全土和各级团聚体磨碎过.筛后采用常规农化分析方法测定有机碳()、全氮()含量.数
9、据处理与分析土壤团聚体平均质量直径()和几何平均直径()分别采用公式()()计算.稳定性团聚体的含量(.)采用公式()计算分维形数()采用公式()两边取以 为底的对数得公式()求出团聚体有机碳、全氮贡献率()采用公式()计算()()().()()()().为粒径.水稳性团聚体质量()为水稳性团聚体总质量()()为粒径小于 的团聚体质量为团聚体最大粒径为各粒级团聚体的有机碳(全氮)含量为土壤总有机碳(全氮)含量本研究所列结果为 次重复测定值的平均值试验数据采用 整理.软件进行统计分析用 法进行差异显著 山 东 农 业 科 学 第 卷性检验(及 团聚体含量不同土地利用方式之间均存在显著差异表现为草
10、地最高耕地最低.团聚体含量园地、荒地和草地均显著高于耕地分别高出.、.和.团聚体含量耕地 显 著 高 于 园 地、草 地 和 荒 地 分 别 高 出.、.和.荒地园地草地且耕地和荒地显著高于园地和草地 土层中 团聚体含量不同土地利用方式之间均存在显著差异表现为草地最高园地最低.团聚体含量不同土地利用方式之间均存在显著差异表现为荒地最高耕地最低.团聚体含量高低排序为园地耕地草地荒地且园地和耕地显著高于草地和荒地.团聚体含量耕地、草地和荒地均显著高于园地分别高出.、.和.综上结果表明不同土地利用方式下不同土层各粒级水稳性团聚体含量均有差异注:同粒级柱上不同小写字母表示不同土地利用方式之间差异显著(
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