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侵蚀红壤水稳性团聚体中有机质与养分特点

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摘要

1前言

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究进展

1.2.1土壤水稳性团聚体

1.2.2有机质的组成特点

1.2.3有机质对团聚体结构的影响

1.2.4有机质对团聚体稳定性的影响

1.2.5有机质对土壤肥力的贡献

1.3研究目的

2实验材料与方法

2.1供试土壤

2.2试验方法

2.2.1团聚体稳定性的测定

2.2.2土壤基本理化性质的测定

2.2.3腐殖质结合形态的测定

2.2.4腐殖质组成的测定

2.2.5土壤氧化稳定性的测定

2.2.6土壤胡敏酸的添加试验

2.3统计方法

3结果与分析

3.1侵蚀红壤的基本理化性质

3.2侵蚀红壤的团聚体组成及其稳定性

3.2.1团聚体的组成

3.2.2团聚体的稳定性

3.3团聚体中有机质的分布及其相关性

3.3.1不同粒径团聚体的有机质分布

3.3.2土壤有机质对水稳性团聚体的影响

3.3.3团聚体的有机质与土壤有机质的相关性

3.4腐殖酸及其对水稳性团聚体的影响

3.4.1侵蚀红壤的腐殖酸碳

3.4.2红壤团聚体的腐殖酸碳

3.4.3团聚体的胡敏酸碳

3.4.4团聚体的富里酸碳

3.4.5团聚体的胡富比

3.4.6腐殖酸对水稳性团聚体的影响

3.4.7腐殖酸与侵蚀红壤养分的关系

3.5添加胡敏酸对土壤水稳定性团聚体的影响

3.6侵蚀红壤和团聚体中的结合态腐殖质

3.6.1不同侵蚀红壤的有机无机复合状况

3.6.2侵蚀红壤中三种结合态腐殖质的含碳量

3.6.3红壤有机无机复合状况与水稳性团聚体的关系

3.6.4结合态腐殖质与土壤养分的关系

3.6.5团聚体中紧结态腐殖质的含碳量

3.6.7团聚体中松结态腐殖质的含碳量

3.6.8团聚体的稳结态腐殖质含碳量

3.7侵蚀红壤和团聚体的养分含量

3.7.1土壤养分与水稳性团聚体的关系

3.7.2水稳性团聚体中养分的分布

3.7.3团聚体中养分对土壤养分的贡献率

3.8侵蚀红壤的氧化稳定性及其与团聚体和养分的关系

3.8.1侵蚀红壤的有机碳、易氧化碳和难氧化碳

3.8.2侵蚀红壤的氧化稳定性系数

3.8.3氧化稳定性与土壤团聚体和养分的关系

4讨论

5结论

参考文献

附录

致谢

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摘要

本文以湖北省咸宁市、赤壁市和湖南省长沙市的三种侵蚀程度(轻度、中度和严重)红壤为供试材料,利用于湿筛法获得其不同粒径的水稳性团聚体(>4mm、2-4mm、1-2mm、0.5-1mm、0.25-0.5mm),分析了不同侵蚀程度红壤中团聚体的组成、水稳性以及破坏率,研究了不同粒径水稳性团聚体的有机质组成、结合态腐殖质、养分分布和氧化稳定性特征,并探讨了添加胡敏酸后,不同侵蚀红壤水稳性团聚体的变化,以期探明不同侵蚀程度红壤的水稳性团聚体和有机质的组成特点,揭示侵蚀红壤中有机胶结物与团聚体稳定性的关系,以及土壤侵蚀引起红壤结构退化和肥力降低的原因。结果发现: 1.无论哪种侵蚀红壤,干筛的各级团聚体占总团聚体的比例均为以>4mm粒径的最大(约为40%),随着团聚体粒径的减小,该比例减小,这说明干筛后大团聚体占的比例较大,结构性较好。湿筛后,三种侵蚀红壤团聚体的组成发生变化,但微团聚体(<0.25mm)在团聚体中的比例均最高,约为40%,其他各级团聚体的百分含量的变化范围为2.67%-26.80%。侵蚀程度越高的红壤,其水稳定性团聚体含量越低,团聚体的分散度越大。 2.随着侵蚀程度的增强,土壤和团聚体的总腐殖酸、胡敏酸和富里酸的含碳量均逐渐减小;轻度和中度侵蚀红壤的总腐殖酸含碳量低于各粒径团聚体的,而严重侵蚀红壤的总腐殖酸含碳量则基本上高于团聚体的;>4mm和2-4mm团聚体的胡敏酸含碳量高于土壤胡敏酸的含碳量,1-2mm、0.5-1mm和0.25-0.5mm团聚体的胡敏酸含碳量均比土壤的小;轻度和中度侵蚀红壤中,团聚体的富里酸含碳量比相应土壤中的富里酸含碳量高,严重侵蚀红壤中,团聚体中富里酸的含碳量则比相应土壤的低。 有机质各组分(腐殖酸、胡敏酸和富里酸以及胡富比)均与>0.25mm水稳性团聚体含量以及土壤全量养分含量(有机质、全氮和全磷)呈正相关,其中胡敏酸与它们的相关性系数最大。 3.三种侵蚀红壤在添加0.06g/L、0.6g/L两种浓度的胡敏酸后,<0.25mm团聚体的含量减少了2.50%-13.91%,不同粒径水稳性团聚体(>0.25mm)的含量均有所增加,小粒径团聚体(0.25-0.5mm)增加最多,增幅为1.44%-7.72%;相比较而言,高浓度胡敏酸的添加更有利于水稳性团聚体的形成。 4.三种侵蚀红壤及团聚体中,腐殖质的结合形态主要以紧结合态和松结合态为主,稳结合态含量最少;随着红壤侵蚀程度的增强,三种结合态腐殖质的含量都减少;对土壤紧结合态和松结合态腐殖质影响最大的是>4mm和2-4mm的团聚体,土壤的稳结态腐殖质与各粒径团聚体的差异显著。三种侵蚀红壤中紧结合态腐殖质的含量均比相应团聚体的要高,土壤与团聚体中松结态和稳结态腐殖质含量的差别不明显。 5.随着红壤侵蚀程度的增强,土壤的主要养分(有机质、全氮和全磷)含量逐渐降低,土壤全钾量变化不明显:轻度和中度侵蚀的红壤,随着土壤团聚体粒径的增大,土壤有机质、全氮和全磷含量依逐渐增大,严重侵蚀红壤的变化与之相反:就水稳性大团聚体而言,轻度侵蚀红壤的团聚体中有机质、全氮和全磷对土壤养分的贡献率为[>4mm]>[0.5-1mm]>[2-4mm]>[1-2mm]>[0.25-0.5mm],全钾的贡献率则与中度侵蚀红壤主要养分(有机质、全氮、全磷和全钾)的贡献率一致,均为[>4mm]>[0.5-1mm]>[1-2mm]>[2-4mm]>[0.25-0.5mm];轻度和中度侵蚀红壤中,>4mm团聚体对土壤养分的贡献率最高,平均为16.66%。严重侵蚀红壤中,团聚体对土壤养分的贡献率没有明显的规律性。轻度和中度侵蚀红壤中,团聚体的有机质对土壤有机质的贡献率低于其他养分(全氮、全磷和全钾)的;严重侵蚀红壤中,团聚体的不同养分对土壤养分的贡献率间没有明显的差别。侵蚀红壤的有机质、全氮和全磷含量与>0.25mm水稳性团聚体呈显著正相关,全钾含量与>0.25mm水稳性团聚体含量负相关。 6.随着土壤侵蚀程度的增强,土壤有机碳、易氧化碳和难氧化碳的含量均逐渐降低;轻度、中度和严重三种侵蚀红壤的氧化稳定性系数逐渐增大,平均值分别为0.38、0.52和1.48。供试红壤的有机碳、易氧化碳和难氧化碳均与土壤>0.25mm水稳性团聚体以及土壤养分呈极显著正相关,其中,土壤易氧化碳与它们的相关性系数最大。

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