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文檔簡(jiǎn)介
1、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展是我國(guó)當(dāng)今農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),然而關(guān)中地區(qū)連年高度集約化生產(chǎn)模式使有機(jī)肥施用量普遍大幅度減少,化肥施用量逐年增加,又加上傳統(tǒng)耕作模式的改變,深翻和休閑養(yǎng)地已不再被采用,土地高負(fù)荷連年生產(chǎn),使得土壤團(tuán)聚體遭到了破壞,團(tuán)聚體質(zhì)量下降,表層土壤出現(xiàn)了堅(jiān)實(shí)化和僵硬化問(wèn)題,限制了作物根系延伸,降低了土壤的抗逆性能,土地投入增加,回報(bào)率逐年下降,嚴(yán)重地制約著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。 土壤團(tuán)聚體組成是一個(gè)連續(xù)性的不同直徑大小以及不
2、同含量的組群資料,為了準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)土壤團(tuán)聚體質(zhì)量,不僅要重視各級(jí)別團(tuán)聚體的數(shù)量,還應(yīng)當(dāng)重視團(tuán)聚體的直徑。盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者已提出了評(píng)價(jià)團(tuán)聚體組成狀況及其穩(wěn)定性的多種指標(biāo),但是,這些指標(biāo)很難以結(jié)構(gòu)體為指標(biāo)確切表征土壤肥力性狀與實(shí)質(zhì)。仍需進(jìn)一步研究和確定更為敏感地表述各種土壤團(tuán)聚體質(zhì)量的量化指標(biāo),以便以團(tuán)聚體為指標(biāo)準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量水平。 土壤團(tuán)聚體作為土壤結(jié)構(gòu)的重要組成部分,在土壤中起著保證和協(xié)調(diào)土壤中的水肥氣熱、影響土壤酶的種類及活性
3、、維持和穩(wěn)定土壤疏松熟化等作用,團(tuán)聚體是左右土壤肥力和土壤質(zhì)量的重要因素之一。土壤團(tuán)聚體組成不僅依賴于土壤的顆粒組成、有機(jī)物質(zhì)含量、陽(yáng)離子組成等基本性狀,而且,也依賴于人為利用方式及其管理水平等。研究關(guān)中地區(qū)不同土地利用類型的表層土壤團(tuán)聚體組成的演變特征,對(duì)于探討農(nóng)業(yè)利用方式對(duì)于土壤質(zhì)量的演替作用規(guī)律、土壤耕作管理模式對(duì)于土壤質(zhì)量的作用與影響,尋求科學(xué)地土壤利用與管理模式具有極為重要的科學(xué)意義。 本研究分別對(duì)關(guān)中地區(qū)不同農(nóng)業(yè)利用
4、方式下的農(nóng)田、菜園和果園土壤大團(tuán)聚體(macro—aggregate)和微團(tuán)聚體(micro—aggregate)組成、團(tuán)聚體質(zhì)量參數(shù)等進(jìn)行了研究,將多種團(tuán)聚體評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)用在土壤團(tuán)聚體振動(dòng)分散過(guò)程,并對(duì)之分別進(jìn)行了分析與對(duì)比等,主要取得了如下結(jié)果: 1.土地的利用方式對(duì)于土壤團(tuán)聚體組成有著較為明顯的作用與影響??傮w來(lái)看,研究地區(qū)土壤團(tuán)聚體組成并不是正態(tài)分布,而是以>10mm、10-7mm和5-3mm等直徑相對(duì)較大團(tuán)聚體含量占的比
5、例較大,其它級(jí)別團(tuán)聚體含量占的比例相對(duì)較小。不同農(nóng)業(yè)利用方式下(質(zhì)量)優(yōu)勢(shì)團(tuán)聚體(1-3nun)的百分含量表現(xiàn)為農(nóng)田>菜園>果園。菜園土壤優(yōu)勢(shì)團(tuán)聚體的百分含量隨著種植年限的增加有先減少而后增加的趨勢(shì),而果園土壤隨著種植年限的增加其優(yōu)勢(shì)團(tuán)聚體的百分含量逐漸減小。 2.土地利用方式改變著團(tuán)聚體的質(zhì)量性狀。對(duì)三種利用方式下表層土壤塊狀團(tuán)聚體容重的研究得出,團(tuán)聚體的容重普遍較高,其中農(nóng)田土壤團(tuán)聚體的平均容重最大,達(dá)到1.76g.cm-3
6、,意味著農(nóng)田土壤大團(tuán)聚體內(nèi)部緊實(shí),團(tuán)聚體內(nèi)部孔隙度最?。欢藞@土壤大團(tuán)聚體的容重相對(duì)最小,達(dá)到1.50 g.cm-3,菜園土壤團(tuán)聚體內(nèi)部孔度較高,其質(zhì)量水平相對(duì)較高。土壤脲酶和過(guò)氧化氫酶活性值的大小變化順序均為農(nóng)田>菜園>果園,而蔗糖轉(zhuǎn)化酶的活性則表現(xiàn)為農(nóng)田>果園>菜園。在3種土地利用方式下團(tuán)聚體組成與脲酶和過(guò)氧化氫酶活性之間的關(guān)系基本一致,表現(xiàn)為農(nóng)田和菜園土壤在不同級(jí)別團(tuán)聚體中兩種酶活性的大小順序?yàn)橹睆?0—0.25mm的>直徑>10
7、mm的>直徑<0.25mm的,且菜園土壤隨著種植年限的增加脲酶和過(guò)氧化氫酶活性值有先增加后減小的趨勢(shì),而果園土壤脲酶和過(guò)氧化氫酶的活性表現(xiàn)為直徑>10mm的>直徑10—0.25mm的>直徑<0.25mm的,且隨著種植年限的增加脲酶活性值逐漸減小。蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性在不同農(nóng)業(yè)利用方式和不同級(jí)別團(tuán)聚體中的分布則與脲酶和過(guò)氧化氫酶有所不同。 3.有機(jī)質(zhì)和碳酸鹽作為黃土地區(qū)土壤結(jié)構(gòu)的有機(jī)膠結(jié)劑和無(wú)機(jī)膠結(jié)劑,在結(jié)構(gòu)體形成和穩(wěn)定性等方面起著非常
8、重要的作用,研究發(fā)現(xiàn)隨著團(tuán)聚體直徑逐漸減小,有機(jī)質(zhì)含量依次逐漸增大,從8.94 g/kg上升到10.65 g/kg,而碳酸鹽的含量則在>0.25mm的團(tuán)聚體中明顯高于<0.25mm團(tuán)聚體中碳酸鹽的含量,這說(shuō)明有機(jī)質(zhì)主要對(duì)于微團(tuán)聚體形成起主要的作用;而碳酸鹽則在大團(tuán)聚體的形成方面起主要作用。此外,對(duì)有機(jī)質(zhì)和碳酸鹽與各種酶活性的相關(guān)關(guān)系研究表明土壤有機(jī)質(zhì)含量與脲酶和過(guò)氧化氫酶的活性沒(méi)有顯著相關(guān)性而與蔗糖酶活性具有顯著相關(guān)性,土壤脲酶和過(guò)氧化
9、氫酶的活性比蔗糖酶更容易受到碳酸鹽的影響。 4.分別采用MWD、GMD、分形維數(shù)D以及矩法參數(shù)為指標(biāo),分析了菜園土壤和果園土壤在系列時(shí)間的振動(dòng)篩分過(guò)程中團(tuán)聚體組成變異特征,結(jié)果表明:用MWD和GMD作為團(tuán)聚狀況指標(biāo),只有在適宜的振動(dòng)篩分時(shí)間范圍內(nèi)才能基本反映各種性狀土壤的團(tuán)聚水平差異;用分形維數(shù)作為指標(biāo),表征各類土壤的團(tuán)聚水平的可信性值得商榷;將矩法理論與方法引導(dǎo)表示土壤團(tuán)聚體組成方面,其中參數(shù)偏奇系數(shù)(Cs)能夠較為靈敏地表征
10、各類土壤的團(tuán)聚水平和團(tuán)聚體的質(zhì)量。同時(shí)研究得出,菜園土壤和果園土壤的團(tuán)聚化水平均有隨著園齡的增加有先提高后降低的趨勢(shì)。菜園土壤和果園土壤均體現(xiàn)了明顯的“疲勞”狀態(tài)。 5.研究地區(qū)土壤微團(tuán)聚體含量都在94%以上,且主要集中在直徑為0.05—0.002mm這一級(jí)別上,占總體的75.3-92.4%。各農(nóng)業(yè)利用耕層土壤>0.01mm特征微團(tuán)聚體的量都小于20—40cm>0.01mm特征微團(tuán)聚體的量,且菜園土壤>0.01mm特征微團(tuán)聚體的
11、量隨著園齡的增加有減小的趨勢(shì),果園土壤>0.01mm特征微團(tuán)聚體的量隨種植年限的增加有先增加而后減小的趨勢(shì),說(shuō)明頻繁的人為生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)耕層土壤團(tuán)聚作用有明顯的影響。 6.不同農(nóng)業(yè)利用方式下土壤微團(tuán)聚體團(tuán)聚水平和團(tuán)聚度呈現(xiàn)出農(nóng)田>果園>菜園規(guī)律性,而土壤結(jié)構(gòu)系數(shù)的變化順序則為果園>菜園>農(nóng)田,證實(shí)農(nóng)田土壤團(tuán)聚化程度要比果園和菜園土壤高,而果園和菜園土壤尚處于初級(jí)團(tuán)聚化階段。20一40cm土壤團(tuán)聚水平、土壤結(jié)構(gòu)系數(shù)和土壤團(tuán)聚度一般都高
12、于耕層土壤,另一方面,隨著菜園和果園園齡的增加,土壤團(tuán)聚水平和結(jié)構(gòu)系數(shù)基本上呈現(xiàn)出先增加而后減小的趨勢(shì)。 7.對(duì)土壤結(jié)構(gòu)系數(shù)和團(tuán)聚度與土壤有機(jī)質(zhì)、CaCO3、粘粒含量的相關(guān)分析表明,土壤微團(tuán)聚體的結(jié)構(gòu)系數(shù)與粘粒含量在0—20cm范圍內(nèi)呈極顯著正相關(guān),在20—40cm呈顯著正相關(guān)。團(tuán)聚度在0-20cm土層內(nèi)與粘粒的含量達(dá)顯著相關(guān),而結(jié)構(gòu)系數(shù)和團(tuán)聚度與有機(jī)質(zhì)和碳酸鹽含量在兩個(gè)土層內(nèi)都沒(méi)有顯著相關(guān)性,這說(shuō)明影響關(guān)中地區(qū)土壤團(tuán)聚狀況的
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