土壤性质（共12篇）
土壤性质 篇1
土壤动电修复技术是近些年国际上兴起的一项高效的重金属污染土壤修复技术,具有去除效率高,综合治理成本低的特点[1,2,3,4]。该技术在国内研究起步较晚,目前正处于实验室研究阶段。为了便于研究,一些实验多采用高岭工作为动电修复的研究对象[5,6,7],高岭土较天然的粘土成分、性质较为简单,但实际的天然粘土许多理化性质将对动电修复效果起到多方面的影响。同时许多试验研究亦表明,动电修复的关键是如何控制土壤的pH值[8,9,10,11,12]]。而土壤的pH值在动电过程的变化规律与土壤的理化性质关系密切。因此展开对土壤理化性质的研究对正确把握动电修复技术,提高动电修复效果具有重大的意义。本研究拟通过对土壤中一些重要理化性质如土壤的酸碱缓冲能力、土壤zeta电位及零电位点、不同pH值条件下土壤对重金属(六价铬)的吸附/解吸能力展开研究,以揭示土壤理化性质对在土壤动电修复过程中的影响,为今后进行大规模的现场修复奠定理论与技术基础。
1 样品与方法
试验土壤采自福建福州大学某处表层土下约0.7～1.5m处的砖红壤。土壤采回后经自然风干若干天后,剔除草根和其他杂质,用木槌捣碎、研磨,选取通过20目筛土样贮备供用。
酸碱缓冲能力测试:准确称取1.5g储备土样,装入50mL三角瓶,加入30mL去离子水,加盖振荡24h,精确加入1mol/L HNO3和1mol/L NaOH,然后再震荡24h,静置30min后用pH计测定上清液。将pH值和加入酸碱量的关系绘制层滴定曲线。
土壤zeta电位及零电位点测试:取0.1g土样加入1L的0.05M NaC104溶液,制成100mg/L的土壤溶液,搅拌1天,使其成均匀水饱和悬浮状。用HC1和NaOH溶液调节pH值为2～12,分别取0.5mL被测样品注入电泳杯,用微电泳仪(JS94H)测定其zeta电位[13]。
Cr(Ⅵ)在土壤吸附等温线测试:取0.2g的试验土壤于50mL塑料离心管中,加入含不同浓度Cr(Ⅵ)溶液25mL,使Cr(Ⅵ)的起始浓度分别为5、15、25、50、100、250、500和1000mg/L,振荡2h后于4000r·min-1离心15min,过滤后测定溶液Cr(Ⅵ)的浓度。
土壤对Cr(Ⅵ)的吸附/解吸能力测试:分别称取0.2g试验土壤于塑料离心管中,加入含500mg/LCr(Ⅵ)溶液25mL,用NaOH和HCl调节成不同的pH值,振荡2h后于4000r·min-1离心15min,过滤后测定平衡液的pH和Cr(Ⅵ)的浓度。Cr(Ⅵ)的解吸采用加入10mL的0.01mol·-1NaH2PO4溶液振荡2h后于4000r·min-1离心15min过滤后测定溶液pH和Cr(Ⅵ)浓度。
2 结果与讨论
2.1 土壤酸碱的缓冲能力
图1中曲线的斜率说明了试验土壤的酸碱缓冲能力,从图中可以看出,曲线的末端斜率较大,这说明了土壤在pH值约小于4.1或大于10.7的时候,具有较大的酸碱缓冲能力。也就是说,在较高或较低的pH值时,要进一步提高或降低单位pH值所需的碱或酸的量要大于在其在中性范围附近所需的量。之所以该土壤具有较强的酸碱缓冲能力,这可能是因为土壤中存在着氧化铁、氧化铝等其他杂质。由该试验我们可以得出,我们在进行土壤动电修复的时候,该土壤不易被酸化或者碱化。
2.2 土壤zeta电位及零电位点
图2显示本试验土壤zeta电位随pH值变化的趋势。由双电子层理论可知,土壤的zeta电位会影响土壤的电性及对金属离子的吸附能力,而土壤pH值的改变也会因此造成土壤内电渗流方向及流速的改变。由图可知,土壤的zeta电位为-13.25mV,而零电位点约为pH=3.3。由于土壤一般带负电荷,当土壤pH>3.3,动电过程产生的电渗流方向为阳极指向阴极;pH<3.3电渗流方向由阴极指向阳极。因此,在进行动电修复过程中,零电位点可作为判断土壤孔隙液流向的依据。同时我们还可以看出pH值越小,土壤的zeta电位也越小,反之亦然。从而根据HelmholtzSmoluchowski可以得出在固定的电压降下,试验土壤pH值下降,其电渗流速率变小。pH值增大,电渗流速率变大。
2.3. 土壤对Cr(Ⅵ)吸附解吸试验
2.3.1 Cr(Ⅵ)在土壤上的吸附等温线
图3为六价铬在试验土壤的吸附等温线。由图可以得出,该土壤对Cr(Ⅵ)有较强的吸附能力。分析试验土壤对六价铬吸附量较高的原因:试验土壤中铝、铁含量较高,而Cr(Ⅵ)的吸附主要发生在这些氧化物的表面上[14],而土壤对Cr(Ⅵ)吸附能力强,将不利于动电过程Cr(Ⅵ)的迁移。
2.3.2 pH值对土壤吸附/解吸Cr(Ⅵ)的影响
图4显示了溶液的pH值对Cr(Ⅵ)在试验土壤上吸附和解吸的影响。随着平衡溶液酸度的改变,Cr(Ⅵ)在土壤上的吸附量出现了明显的变化。当pH值增加时,平衡液中Cr(Ⅵ)的含量逐渐增加,其在土壤上的吸附量则相应的减少,这与一般带正电荷的金属离子在土壤中的吸附量随着pH值增加而增加是相反的。而当溶液酸度增加时,必然会导致土壤表面负电荷的减少,从而对金属阳离子的吸附量相应减少,对带负电荷的Cr (Ⅵ)的吸附量则相应的增加。当平衡液pH值大于5.5时,试验土壤的吸附量急剧的下降,而在之前吸附量的变化一直很平缓,出现这种现象的原因是pH的变化改变了Cr(Ⅵ)的存在形态以及土壤表面的净负电荷量[15]。
随着溶液pH值的增加,Cr(Ⅵ)在土壤上的解吸率也逐渐增加,这主要是因为Cr(Ⅵ)在高pH条件下的吸附主要通过与土壤表面带正电荷的位电发生静电作用而产生的,这种结合作用很弱,所以解析率也大[16]。
3 结论
(1)土壤的酸碱缓冲能力决定动电修复过程中土壤酸化/碱化的难易程度,而土壤酸化/碱化将直接影响重金属的解吸和迁移。试验表明,该土壤在动电修复过程中,当土壤pH<4.1或pH>10.7的情况下,土壤不易被酸化或碱化。
(2)试样土壤的zeta电位为-13.25mV,零电位点为pH=3.3,因此我们可以推出:在动电修复过程中,土壤的pH>3.3时,电渗流的方向是从阳极到阴极,当pH<3.3时,电渗流的方向是从阴极到阳极。因此土壤pH值直接影响土壤中电渗流方向和大小,所以在动电过程中为提高污染物的去除效率,应保持电渗流方向与电迁移方向一致。
(3)由于该土壤中铝、铁成分较高,造成土壤对Cr(Ⅵ)的吸附量较大。当pH>5.5的时候,Cr(Ⅵ)在土壤中的吸附量明显降低。Cr(Ⅵ)在土壤主要以含氧酸负离子(HCr04-、、)的形式存在,它们在动电过程中向阳极迁移,因此在pH控制在5.5以上,有助于Cr(Ⅵ)从土壤中解吸出来,促进Cr(Ⅵ)向阳极迁移。
4 建议
综上所述,虽然该土壤具有较大的酸碱缓冲能力,但是由于在长期的动电过程中,有大量的H+和OH-释放,为保证较高的去除效率防止聚焦现象的产生仍需对土壤进行pH的控制。动电技术在修复Cr(Ⅵ)污染土壤选择pH控制范围应综合考虑以下两个因素:(1)应控制土壤pH>5.5时,使Cr(Ⅵ)从土壤中释放;(2)应控制电渗流方向,由于Cr(Ⅵ)在土壤中价态的特殊性(一般重金属以正离子的形式存在),呈负价,逆渗流反而有利于Cr(Ⅵ)向阳极迁移,即控制土壤pH<3.3。综合这两点pH值控制存在矛盾,需在今后的研究中进一步对pH值控制,同时结合化学改良技术对动电技术修复Cr(Ⅵ)污染土壤展开深入的研究。
摘要：研究了土壤的一些理化性质对土壤动电修复过程的影响,结果表明该土壤的酸碱缓冲能力较强,在动电过程不易被酸化或碱化,该零电位点约为pH=3.3,动电过程土壤pH的改变将影响电渗流的大小和方向,进而影响污染物迁移方向和去除效率,同时Cr(Ⅵ)在土壤上的解吸率随pH增大而增大,吸附量随着pH的增加而变小且在pH＞5.5吸附量急剧下降。因此提高Cr(Ⅵ)动电去除效率可考虑尽量提高土壤中的pH值。
关键词：动电过程,酸碱缓冲,zeta电位,吸附
土壤性质 篇2
不同密度马尾松林下植被和土壤性质
通过对11年生不同密度马尾松林下植物和土壤理化性质的研究,结果表明:林分密度增加,马尾松林下植物的平均高、覆盖度和生物量递减;0～20 cm和20～40 cm土层的.通气度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总孔隙度递增;0～20 cm土层的自然含水量和土壤贮水量递减,20～40 cm的土层规律性不明显;0～20 cm和20～40 cm土层的有机质、全N、全P、水解N和速效P的含量递减.说明林下植物有利于土壤含水量和肥力的改善,为了促进马尾松林地力改善,必须保护和恢复林下植被.
作 者：黄登银 HUANG Deng-yin 作者单位：福建省南平樟湖国有林场,福建,南平,353016 刊 名：防护林科技 英文刊名：PROTECTION FOREST SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)：2009 “”(2) 分类号：S791.248 关键词：马尾松 密度 林下植被 土壤性质土壤性质 篇3
关键词：枣园；南疆；土壤；理化性质
中图分类号：S665.1 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.08.004
土壤是果树所需水分和矿质营养的来源，是果树栽培的生存基础。土壤的有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量、pH值等理化特性均直接影响果树根系的生长发育和吸收功能。优良的土壤条件能满足枣园对水、肥、气、热的需求，使枣园获得高产。国内外有关各种生态类型条件下土壤理化性质的研究成果颇丰，其中对森林土壤、农田土壤及草地土壤理化性质研究相对深入和广泛。国内对果园土壤理化的研究在苹果[1]、柑橘[2]等果树上均有报道，但对枣园土壤理化性质的研究鲜有报道。本研究属于基础性的研究，对不同种植年限的枣园土壤理化性质进行分析，以提高土壤质量，以期为该地区土壤管理及枣业可持续发展提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 研究区概况
麦盖提县四十五团位于新疆维吾尔自治区南部，在塔克拉玛干大沙漠边缘，叶尔羌河和提孜那甫河冲积而成的荒漠绿洲平原，远离海洋，西南有喀喇昆仑山阻挡，北面以天山为屏障，地形闭塞，受沙漠气流影响较大，是典型的荒漠、干旱大陆型气候，日照充足，热量丰富，降水量少，蒸发量极强，温度的年日变幅大。年日照为2 460～3 151 h，年平均气温10.9～13.1 ℃，年活动积温4 469～4 914 ℃，平均降水量6.9～87 mm，年蒸发量2 017～2 576 mm，是红枣等耐干旱、耐瘠薄、喜光喜温经济果林的最佳优生区，处于世界六大适合种植果树的区域。
1.2 材 料
本试验所用土壤采于新疆南部的新疆生产建设兵团农三师45团（麦盖提县）的枣园。
1.3 采样方法
挖取土壤剖面按照0～5 cm，5～10 cm，10～20 cm，20～30 cm，30～50 cm，50～70 cm，70～100 cm间距逐层采样。取3棵树冠的同一层次土层的混合样作为样品，测定土壤有机碳含量及土壤的基本理化性质。同时，在每一层次用环刀取原状土，逐层测定土壤剖面理化性质。采样时间为2014年5月。
1.4 试验方法
在自然生态条件相同范围内，选择3，5，10，15 a枣园为研究对象，采用田间调查和定点样地控制相结合的试验，采样时间为3月果树萌发期，在每个枣园里选取有代表性的果树各3棵，在与树冠垂直投影范围内距树干2/3处作为布设采样点，按照“随机”、“等量”和“多点混合”原则分别进行选点、采样。
1.5 测定指标与方法
土壤有机质的测定用重铬酸钾外加热法；土壤含水量用烘干法[3]；pH值采用酸度计法测定；碱解氮含量采用氯化钠浸提—快速蒸馏法测定；速效磷含量采用钼蓝比色法测定；速效钾含量采用醋酸铵提取法测定[4]。
1.6 数据处理
数据分析主要采用SPSS数据处理统计软件和Excel2003软件，制图用SigmaPlot12完成。
2 结果与分析
2.1 不同种植年限对不同深度土壤pH值、土壤含水量的影响
试验所取土样的pH值在8.04～8.26之间，平均值是8.14，因此属于碱性土壤。没有明显的规律性差异。
从图1可以看出，土壤含水量在各层之间均有较明显的差异。在0～5 cm，5～10 cm，10～20 cm，20～30 cm和70～100 cm，同一土层、不同园龄的土壤含水量变化趋势是先降低后升高，在0～5 cm，5～10 cm和10～20 cm，不同年份土壤水含量是10 a<5 a<3 a<15 a；在20～30 cm，不同年份土壤水含量是10 a<5 a<3 a<15 a；0～5 cm时，其含量在15 a达到最大值，比同土层连作3 a增加54.67%，该层土壤含水量总趋势是长期种植后其含量比3 a升高；而30～50 cm和50～70 cm，同一土层、不同年限的土壤含水量变化趋势则是先升高后降低然后再升高。在70～100 cm，15 a时土壤含水量最高16.87 g·kg-1，5 a时土壤含水量最低10.38 g·kg-1；4种年限的枣园土壤含水量平均含量表现为10 a生枣树土壤水含量最低为8.62 g·kg-1，15 a生的枣树土壤含水量最大为13.66 g·kg-1。
2.2 不同种植年限对不同深度土壤有机质的影响
数据分析表明，枣园有机质含量介于5.87～13.43 g·kg-1，平均含量为9.47 g·kg-1，在0～5 cm和5～10 cm的土层其含量在10 a生枣园达到最大值，最小值出现在70～100 cm土层，最大值与最小值的比值为2.28，4个园龄的枣园土壤有机质平均含量在8.97～10.40 g·kg-1之间，随着种植年限的增加总体上显示出先增长后减小的趋势，其中在10 a的时候达到最大值10.40 g·kg-1，3 a时含量最少为8.97 g·kg-1。对枣园土壤有机质的影响结果由图2，在0～5 cm、5～10 cm、10～20 cm和20～30 cm的层次上，土壤有机质含量增长趋势显著。而在30～50 cm、50～70 cm和70～100 cm，虽然有所增长但增长的趋势不显著。
2.3 不同种植年限对不同深度土壤速效养分含量的影响
由图3可知，土壤速效磷含量在各层之间均有差异。土壤速效磷含量在0～5 cm、20～30 cm和50～70 cm时，随着年份的增加其含量也增加，且在0～5 cm，3 a时最低，15 a时最高；在5～10 cm和10～15 cm土壤速效磷含量变化趋势是先升高后降低然后再升高。除此之外都表现为先降低后升高然后再降低的趋势。在0～5 cm、20～30 cm和50～70 cm时，土壤速效磷含量15 a>10 a>5 a>3 a >1 a。同一园龄的不同土层，随土壤层次的增长土壤速效磷含量呈不断降低的趋势，3 a时，0～5 cm其含量最高为17.25 mg·kg-1；70～100 cm其含量最低12.05 mg·kg-1。15 a时，0～5 cm其含量最高为18.75 mg·kg-1；70～100 cm其含量最低12.2 6 mg·kg-1。不同年限不同土层土壤速效磷含量的最大值是最小值的1.56倍。总之，同一种植年限速效磷含量随着土壤深度的增加有明显下降的趋势。
土壤碱解氮是植物氮营养的主要来源，土壤碱解氮易被植物吸收，对植物的生长起着十分关键的作用[6-7]。因此，土壤中碱解氮含量和变化趋势是判断氮素丰缺的重要指标。从图4可以看出，随着种植年限的增长，在5～10 cm、10～20 cm和20～30 cm层次上，土壤碱解氮含量随年限增加呈现下降的趋势，且其含量表现为15 a<10 a<5 a<3 a。同一园龄的土壤碱解氮含量随土壤深度的增加总体上表现出不断降低的趋势，土壤碱解氮含量在5 ，10 ，15 a时，50～70 cm高于70～100 cm；在3 a时，70～100 cm高于50～70 cm。总体上土壤碱解氮含量表现出随种植年限的增加而递增的趋势，同一园龄不同层次表现出随土壤深度增加而递减的趋势。
由图5可知，土壤速效钾含量和速效磷含量变化趋势相似，速效钾含量在各层之间均有差异，随着种植年限的增长，土壤速效钾含量在0～5 cm和5～10 cm时表现为先增长再降低后增长，15 a时达到最大，3 a时最低；10～20 cm和20～30 cm时其含量表现为先降低后增长，10 a时最低，15 a时最高；30～50 cm其含量表现为先增长再降低后增长，10 a时最小，15 a时最大；50～70 cm其含量表现为先增长再降低后增长，10 a时最小，5 a时最大；70～100 cm其含量表现为先增长再降低后增长，3 a时最小，5 a时最大。相同年限不同层次上，土壤速效钾含量总体上表现为随土壤层次的增加而降低的趋势，5 a时0～5 cm层次低于5～10 cm；15 a时0～5 cm其土壤速效钾含量达到最大值131.26 mg·kg-1；在3 a时70～100 cm土层速效钾含量最低是103.61 mg·kg-1。
3 结论与讨论
根据土壤养分含量分级标准[8]，由表1可知研究区速效钾、速效磷含量均是3级。随着种植年限的增加，枣园土壤有效钾含量呈上升趋势且15 a生果园比10 a生果园土壤速效钾含量增加了3.29%。
土壤碱解氮是重要的土壤养分指标。研究区土壤碱解氮含量均随着土层深度的增加而下降[9]，这与陈朝阳等在研究施用有机肥对植烟土壤碱解氮含量的影响中的结论一致。土壤碱解氮含量在11.26～28.16 mg·kg-1之间，且平均值只有22.10 mg·kg-1，根据土壤养分含量分级标准[8]，由表1可知其含量是6级，处于缺乏状态，建议枣农合理增施氮肥。
土壤有机质含量与土壤肥力水平密切相关，对土壤理化性状、作物生长和化肥的施用影响很大。研究区土壤有机质含量较低，难以满足枣树生长的需要。随着土壤深度增加，有机质含量下降明显。
不同种植年限枣园土壤pH值无明显变化趋势。且枣对pH值的适应性也广，pH值在5.5～8.5范围内都可以生长[10]，因此研究区都适合发展枣树生产。
研究区土壤理化性质在不同深度土层表现为：随着种植年限的增加，土壤含水量在不同的土层深度均呈现先下降后上升的趋势；土壤有机质、有效磷在不同深度土层均呈先下降后上升的趋势；速效钾在0～20 cm和20～40 cm处也呈现出先下降后上升的趋势。进一步表明，枣农应加强幼年果树的施肥管理。
果园长期种植的效应受气候环境条件和施肥管理措施的影响。建议在南疆枣园实行长期种植应增施氮肥，改善土壤结构，提高土壤通透性，增加有机质含量，改变中年果园投入多、幼年果园投入少的施肥管理模式[11-14]。
参考文献：
[1] 甘卓亭， 张掌权， 陈静， 等. 黄土塬区苹果园土壤有机碳分布特征[J]. 生态学报， 2010， 30（8）： 2 135-2 140 .
[2] 林清山， 洪伟， 吴承祯， 等. 永春县柑橘林生态系统的碳储量及其动态变化[J]. 生态学报2010， 30（2）： 309-316.
[3] 王介元， 王昌全. 土壤肥料学[M]. 北京： 中国农业科技出版社， 1997 .
[4] 张甘霖， 龚子同. 土壤调查实验室分析方法[M]. 北京： 科学出版社， 2012 .
[5] 李云玲， 侯沁文， 延晋芳， 等. 生物菌肥在不同水分条件下对土壤碱解氮的影响[J]. 长治学院学报， 2006， 23（2）： 5-7 .
[6] 陈朝阳， 何欢辉， 陈星峰， 等. 施用有机肥对植烟土壤碱解氮含量的影响[J]. 江西农业学报， 2008， 20（12）： 61-65.
[7] 全国土壤普查办公室. 中国土壤普查技术[M]. 北京： 农业出版社， 1992.
[8] 王艳萍， 胡文革， 韩晶，等.新疆艾比湖湿地土壤有机质与速效养分时空变异及其相关性[J]. 江苏农业科学，2014，42（12）： 360-363，447.
[9] 张振明， 余新晓， 徐娟， 等. 不同植被类型土壤碱解氮空间变异性及预测[J]. 北京林业大学学报， 2009， 31（5）： 12-18.
[10] 朱锐.新疆枣树生产的现状与展望[J].黑龙江农业科学，2010（6）：158-163.
[11] 杜静静， 张永清， 马大龙， 等. 不同种植年限苹果园土壤理化性质与酶活性研究[J]. 中国农学通报， 2013， 29（34）： 90-95.
[12] 林万树，沈金泉，黄功标，等.果园土壤中、微量元素含量及其与pH值、有机质含量的关系[J].河南农业科学，2015（5）：77-80.
[13] 贾若凌，李丽，刘香玲，等.荔枝果园土壤脲酶活性与土壤肥力的关系研究[J].河南农业科学，2011（6）：79-81.
土壤性质 篇4
关键词：长期定位施肥,原状土壤搬迁,物理性质,三相率,土壤容重,孔隙度,田间持水量,土壤含水率
黑龙江省的“黑土肥力长期定位监测试验”始建于1979年,2005年被农业部命名为农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站。黑土肥力长期定位试验面积大,最接近生产实际,是东北黑土区坚持时间最长的肥料长期定位监测试验,所监测的作物产量、品质、环境因子、土壤养分和肥力因素等资料完整延续,已经形成了对生产具有指导作用以及发展和丰富土壤学科作用的野外台站,为东北黑土保护及合理开发利用等做出了重要贡献。
随着城市化进程的不断推进,按照哈尔滨市的总体规划,农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站所在地将要变成建设用地和修建道路。因此,为了保护长期定位试验资源,以保持试验数据的完整性和连续性,丰富我国土壤科学,农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站进行了原状土冻土整体搬迁。搬迁新址为哈尔滨市民主乡,距离原址40km,是黑龙江省现代农业园区,其气候条件、成土母质、地下水位及土壤理化性质均与原址基本一致,适合作为农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站新址。
该研究已经充分考虑了土壤环境变化对土壤性质产生的影响,拟开展黑土肥力长期定位试验搬迁对土壤物理性质的影响,在理论上可以丰富黑土长期定位试验肥力演变特征及其机制,也为其它长期定位试验搬迁方法的建立、搬迁的科学评价及其土壤持续利用管理提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 土壤搬迁方法
农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站采用原状土冻土整体搬迁的方法,此法及后续研究在国内外还没有先例。为保证最大程度保持土壤原貌和原结构不被破坏,黑土肥力长期定位监测试验采用了原状土冻土整体搬迁方法,选择在冬季-15℃以下,将土壤分成若干个土方(1.0m×1.0m×1.1m=1.1m3),对各个土方进行编码,通过专用车辆运输,到达黑龙江省现代农业示范区(民主乡)后按照对应位置放置,实现无缝对接归位,最大限度复原土壤特性,使搬迁土壤的空间位置和方向与原来的土壤保持一样,并在搬迁过程中用木质用具,减少对土壤的污染。
1.2 试验设计
选定黑土长期定位试验24个处理中的CK、NPK、MNPK、M(有机肥)4个代表性处理。于搬迁之前(2010年12月18日)采集不同处理区各层次土样及两地母质的样品,以后每年取样时间和采样位置相同。另外在民主乡试验地取当地的土壤设为CK2。
土壤采样深度:0~20、20~40、40~60、60~80和80~100cm。
1.3 测定项目及方法
土壤的基本物理性质进行了不同处理间0~40cm土层土壤的调查。土壤容重和田间持水量用环刀取样测定;三相比用环刀取样三相仪测定;水分用烘干法测定[1]。
2 结果与分析
2.1 土壤搬迁对三相比的影响
对于多数旱作土壤来说,适宜的三相比为固相率40%~50%,液相率25%~30%,气相率15%~25%。如果气相率低于8%,会妨碍土壤通气而抑制植物根系生长和好气微生物的活动。从图1中可以看出,搬迁前0~20cm和20~40cm各处理土层固相率为54.3%~61.2%,变化不明显。其中以CK的固相率最大,达到了60%以上,MNPK处理的固相率最低为55%。气相率为21.0%~25.9%,液相率为15.0%~24.3%。施有机肥的处理土壤的固相率略有降低。
搬迁后各处理三相比发生了明显变化,各处理0~20cm土层固相率普遍减少,20~40cm固相率增加。其中,CK、M、NPK 20~40cm土层固相率均大于55%,MNPK的固相率为50%~55%,而各个处理0~20cm固相率均在50%左右;不同处理的气相率均在20%以上,CK、M、NPK 0~20cm层次气相率约在30%左右,液相率均在20%以下。说明搬迁第1年各个处理表层土壤疏松,通气、保水程度有变化,而20~40cm土层土壤的三相比结构出现固相增加及水分减少的趋势。
2.2 土壤搬迁对土壤容重的影响
从图2看出,搬迁前各处理容重以CK和NPK处理较高,为1.5g·cm-3,M和MNPK处理容重次之为1.4g·cm-3,土壤容重的变异系数为1.7%~7.2%,均值为4.4%;搬迁后不同处理土壤容重在1.0~1.4g·cm-3,变异系数为1.5%~17.1%,均值为9.3%。搬迁后土壤容重的变异系数增加,表明搬迁扰动对土壤容重有一定的影响。
2.3 土壤搬迁对土壤孔隙的影响
由图3可以看出,不同处理的土壤孔隙度均表现搬迁后比搬迁前略有提高。除CK搬迁前后0~20cm和20~40cm数值无明显变化外,其它3个处理在0~20cm土层搬迁后土壤孔隙度大于搬迁前的处理,而20~40cm土层表现为搬迁前土壤孔隙度大于搬迁后的数值,平均高出11.8%。搬迁前MNPK处理上下两个土层的土壤孔隙度均在47%左右,可见,有机肥与化肥配合施用能够改善下层土壤的通气状况,使得下层土壤的松紧度和结构状况好转。搬迁前土壤孔隙度的变异系数为2.3%~5.9%,均值为4.1%;搬迁后土壤孔隙度变异系数为0.6%~1.7%,均值为1.1%,搬迁后土壤孔隙度的变异系数比搬迁前有所降低。
2.4 搬迁对田间持水量的影响
由图4可以看出,搬迁后各处理的田间持水量要高于搬迁前,CK处理搬迁后田间持水量差异较大,搬迁前为28.7%,处于众多处理的最低水平;搬迁后的田间持水量为44.3%,其它处理搬迁后在35%~45%。MNPK搬迁前后的田间含水量均较高,说明有机肥与化肥配合施用能够提高土壤对水分的保蓄作用。
2.5 搬迁对土壤含水率的影响
搬迁之前对100cm以内的土壤含水率进行测定(见图5)。搬迁前各处理不同层次土壤含水率波动较大,0~60cm土层随着土层深度的增加土壤含水率降低。其中0~20cm层次土壤含水率在19.5%~25.7%,20~40cm在17.5%~23.7%,40~60cm在17.2%~21.4%。各处理中以M处理的土壤含水率最高,NPK处理土壤含水率最低。搬迁后CK和M处理土壤含水率较为稳定,其它处理不同层次含水率基本上维持在17.5%~20.5%。各个层次以CK处理土壤含水率最高,平均为20.6%,M处理次之,为19.7%,CK2的土壤含水率与搬迁后各处理的土壤含水量相近,说明搬迁后的土壤与当地的土壤能够较好地融合。
3 结论与讨论
国内学者已经在各种土壤上研究了长期施肥对土壤物理性质的影响,对栗褐土[2]、红壤[3]的研究表明,长期施用化肥导致土壤物理性质恶化;而对黄潮土[4]、棕壤[5]的研究表明长期施用化肥使土壤物理性质得到改善。其原因可能是土壤肥力基础、施肥水平以及作物生长状况不同而造成的。同时,研究主要集中在平地和表层土壤[4,6],而该对黑土长期定位施肥的研究表明,长期施用化肥和不施肥增加了土壤容重、降低了土壤孔隙度。Bronick等[7,8,9]研究也表明,长期单施化肥可使土壤容重增加,土壤孔隙度和水分含量降低。而氮磷配施可改善土壤的物理性质。
该研究虽然是原状土冻土搬迁,其扰动也对土壤物理性质有一定的影响,选取土壤容重、孔隙度和水分等来评价土壤物理性质的变化虽有一定的局限性,但从土壤结构角度出发,这些指标可以反映土壤物理性状变化趋势[10]。搬迁扰动对于表层0~20cm土层的影响大于20~40cm土层土壤。李强[11]调查了17a的长期定位试验,表明长期施肥对表层物理性状没有明显影响,中下层有不同程度的改善。
土壤孔隙度表现为搬迁后比搬迁前略有提高,不同处理间的横向比较,除CK搬迁前后0~20cm和20~40cm数值无明显变化外,其它3个处理均表现在0~20cm土层搬迁后土壤孔隙度大于搬迁前的处理,而20~40cm土层表现为搬迁前土壤孔隙度大于搬迁后的数值,平均高11.8%。搬迁前MNPK处理上下两个土层的土壤孔隙度均在47%左右,可见,有机肥与化肥配合施用能够改善下层土壤的通气状况,使得下层土壤的松紧度和结构状况好转。
土壤性质 篇5
在中国科学院三江平原湿地生态试验站综合实验场,对不同耕作年限的湿地土壤(0～20 cm)进行环境累积效应分析.结果表明,随着开垦时间的增加,土壤的.理化性质发生渐变,物理性质方面,土壤容重和比重逐渐增大,而孔隙度和田间持水量逐年减少;化学性质方面,土壤pH值随开垦时间的增加而增加,有机质和其他养分则随开垦时间的增加而逐年降低.弃耕后土壤性质有所恢复.土壤性质在开垦初期变化较明显,而后逐渐变缓.
作 者：袁兆华 吕宪国 周嘉 YUAN Zhao-Hua LU Xian-Guo Zhou Jia 作者单位：袁兆华,YUAN Zhao-Hua(中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林,长春,130012;东北农业大学资源与环境学院,黑龙江,哈尔滨,150030;中国科学院研究生院,北京,100049)
吕宪国,LU Xian-Guo(中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林,长春,130012)
周嘉,Zhou Jia(中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林,长春,130012;哈尔滨师范大学生命与环境科学学院,黑龙江,哈尔滨,150025)
土壤性质 篇6
关键词：沼液；苜蓿；品质；土壤
中图分类号：x71文献标识码：A文章编号：1674-0432（2012）-10-0054-3
基金项目：住房与城乡建设部科学技术项目（2011-K6-5）；内蒙古自治区“草原英才”计划（20102006）。
苜蓿学名：Medieago sativa Linn；英文名：Alfalfa；属科名：豆科Leguminosae，为多年生草本[1]。苜蓿以“牧草之王”著称，富含蛋白质、多种维生素和矿物质，是多种家畜喜食的优质蛋白质饲草和能量饲草。它既可用于青饲，同时也被用来开发研制成产品，当然这其中包括初级产品和进一步深加工而成的产品[2]。沼液作为厌氧发酵产生沼气后的残余物之一，富含有机质及N、P等大量营养成分，土地利用能改良土壤和促进植物生长，大量的沼液直接排放，会引起河流的富营养化，造成水体的污染，故沼液的后处理问题已成为当前沼气生产厂家急需解决的问题[3]。为此本研究选用鄂尔多斯市传祥垃圾处理厂沼液施用于苜蓿人工草地，探讨不同施用量对苜蓿生长、品质及土壤的影响，为沼液的安全利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验点简介
试验设在内蒙古鄂尔多斯市垃圾处理厂实验地，属于温带大陆性干旱半干旱气候区。该地区四季分明，冬季寒冷漫长，夏季温热短暂，寒暑变化剧烈，气温日、年变化较大，年均温度6.4℃，极端最低气温为-30～-31℃（一月份），极端最高气温为36.5～36.7℃（七月份），≥10℃积温2790℃以上，无霜期130～136天。太阳能丰富，年日照时数2957～3076h。年均太阳辐射总量为5730～5930MJ/m。降水少，不均且集中，变率大，强度大，年降水量呈单峰曲线，年平均降雨量326mm。7～9月降水量占全年降水量的60%～70%，并多以大雨和暴雨的形式出现，全年湿润度为0.18～0.28。年蒸发量2470～2691ram，蒸发量是降水量的7～10倍。该地区风多风大，盛行西北风，一年四季均有风，但风期集中在11月到第二年5月[4、5]。
1.2 试验材料
供试草种为紫花苜蓿（Medicago sativa），供试沼液由鄂尔多斯市垃圾处理厂提供，沼液的理化成分和试验地土壤理化性质见表1。
表1 供试沼液与供试土壤的化学成分
Tab 1 Chemical components of biogas slurry and physical and chemical characley of soil
1.3 试验处理
试验采用株高、根系相近的草苗，于2011年6月7日播种植株或播种，2011年9月28日刈割。试验按所施用沼液比例不同设6个处理，其中T0为空白对照，T1为施无机肥对照，T2～T5为施用不同量沼液处理组，每个处理均占地8平方米，保持每个处理草的长势相似。6个处理定植后都采用相同的基肥（即尿素0.0125kg·m2、磷酸二铵0.125kg·m2，氯化钾0.0015kg·m2），6个处理定植后立即浇透水分，及时盖上稻草或麦秆。T0只采用清水灌溉，不追肥，T1追肥采用无机肥，每次追肥施加尿素0.0125kg·m2、磷酸二铵0.125kg·m2，氯化钾0.0015kg·m2；T2～T5追肥采用不同量的沼液，沼液施用遵循先少量后多量的原则。草类定植后，每隔10d浇灌一次，共追肥5次，追肥量由少到多，定植第10d、20d分别追施沼液2～3kg·m2；第30d、40d各追施沼液4～6kg·m2；第50d追施沼液8kg·m2，每次噴施在下午4点以后进行，中午和下雨天不喷施。草类逢干浇水，如有病虫害，可在早晨用新鲜石灰粉防治，其它田间管理措施严格按照草地或当地大田生产技术操作规程进行。沼液追施10d后测定各处理中草的有关生理生化指标，另外，6个处理除了沼液或无机肥施用方法不同外，其他条件都保持一致。
1.4 测定项目及方法
1.4.1 土壤成分测定 土壤养分的测定于2010年和2011年5月，用土钻取0～20cm、20～40cm和40～60cm层土壤样品，风干过0.5mm筛，按常规分析方法测定。
1.4.2 草类生长测定 生物量的测定采用“收割法”；植株鲜重的测定采用重量法；植株的株高测定采用常规测定方法。
1.4.3 草类营养成分测定 可溶性糖测定的采用蒽酮比色法；可滴定酸的测定采用酸度计法；叶绿素的测定采用分光光度法。
2 实验结果
2.1 对土壤相关理化性质的影响
实验表明，与未施肥的土壤相比，沼液施用能够增加土壤中有机质和营养成分（铵态氮、速效磷、速效钾）的含量；相对于无机肥，沼液也能够使得土壤中有机质和营养成分（铵态氮、速效磷、速效钾）的含量增加，沼液施用浓度越高，土壤中有机质和营养成分含量增加越多；不同浓度的沼液施用均能不同程度的改变土壤的酸碱性，使得土壤碱性降低，而土壤pH值是代表土壤酸性状况直观而简便的化学指标，表征了土壤的活性酸强度。土壤强碱性反应时，能够直接破坏对土壤中磷、钙、镁等元素的有效性，影响产量和品质[6]。
2.2 不同灌溉水质对苜蓿生长发育的影响
2.2.1 不同处理对苜蓿株高的影响
图1 不同处理对苜蓿株高的影响
Fig.1 Effect of different irrigation treatments on plant height of alfalfa.
土壤性质 篇7
一、不同作物对氮素的要求不同
叶菜类、茶叶等以叶片为收获对象的作物需较多的氮肥, 而豆科作物只需在生育初期, 根瘤尚未起作用时, 施用少量氮肥。为减少氮素化肥的淋失, 栽培水稻宜选用铵态氮肥, 尤其以氯化铵、尿素效果较好。玉米、小麦等禾谷类作物施用铵态氮肥 (如碳铵、硫铵、氯铵、尿素) 或硝态氮肥 (如硝酸铵) 同样有效。马铃薯、甘薯也宜用铵态氮肥。硝酸铵能改善烟草的品质, 其中的铵态氮能有助烟草的燃烧性。而含氯的化肥 (如氯化铵) 却会降低烟草的燃烧性, 应避免使用。我国南方高温多雨, 施用铵态氮肥可减少淋失, 南方土壤多呈酸性反应, 宜选用化学碱性或生理碱性氮素化肥。在盐碱土地区, 不宜选购施用含氯离子较多的氯化铵, 以免增加土壤盐分。在碱性土壤中, 铵态氮肥虽然易被作物吸收利用, 但要注意防止铵态氮的分解挥发。
二、不同作物对磷的反应也不同
豆科作物 (大豆、花生) 、糖料作物 (甜菜、甘蔗) 、纤维作物 (棉花) 、薯类作物 (马铃薯、甘薯) 以及瓜类、果树需磷较多, 增施磷肥有较好的肥效。当季作物只能吸收利用施入磷肥的一小部分, 大部分遗留在土壤中, 对下茬作物也能表现出增产效果。因此, 在磷肥用量较多的地块, 无须连年施用磷肥, 以免浪费。
三、不同作物对钾肥的反应不同
凡含碳水化合物较多的农作物, 如烟草、马铃薯、甘薯、甜菜、西瓜、果树等需钾量均较大, 故称喜钾作物。但这些喜钾作物都忌氯, 假若把氯化钾施到这些喜钾忌氯作物上, 氯离子必然导致产量及品质下降。氯化钾也不宜在盐碱地上长期施用, 在非忌氯作物上可做基肥、追肥, 但不宜做种肥。而硫酸钾适用于各种土壤、作物, 可用做基肥、种肥、追肥及根外追肥。
四、不同作物对硫、氯等的反应也不同
马铃著、大豆、花生、油莱是喜硫作物, 使用普通过磷酸钙的效果好于重过磷酸钙。因为重过磷酸钙中不含硫酸钙。氯化铵含氯高达61%, 忌氯作物禁用。但适用于棉、麻等作物, 因氯能增加纤维的韧性及拉力。
土壤性质 篇8
1 材料与方法
1.1 材料
试验于2013年9-11月在华南农业大学园艺学院试验 基地内进 行。供试菜 心品种为 油绿501。供试土壤含镉量为1.8mg·kg-1,基本理化性状为pH5.6、全氮含量为2.55g·kg-1、全磷含量为1.3g·kg-1、全钾含量为13.3g·kg-1、有机质含量为81.8g·kg-1、碱解氮含量为218.4mg·kg-1、有效磷含量为59.4mg·kg-1、速效钾110.4mg·kg-1、EC0.52mS·cm-1。
试验所用改良剂为TM Agricultural(由深圳柏施泰环境科技有限公司提供,中文名田美乐,文中简称为TM)
1.2 方法
1.2.1试验设计试验设CK(对照)和T1两个处理。T1处理在装盆前对镉污染土壤用TM200倍液喷施,直至土壤呈湿润状态,对照喷施等量的水,均放置7d。
7d后,装盆,每盆装土量为3kg,选取生长一致的健壮菜心幼苗移至花盆(14cm×19cm×20cm)中,每盆3株,每个处理11盆。在移苗10d后开始第一次喷施,7d后第2次喷施TM, 采用叶面喷施,以叶面充分淋湿为准,所用浓度为200倍液,对照喷等量的清水。于第2次喷施7d后采样。
1.2.2测定项目与方法单株鲜重用天平称量; 在105℃下杀青15min,80℃烘干至恒重,用万分之一分析天平称取干重。植株硝酸盐、VC含量采用李合生[11]等的方法测定;植株干样全Cd含量采用HNO3+HClO4消煮,待测液镉含量用火焰原子吸收分光光度法测定,土壤全镉含量采用原子吸收法测定;土壤全氮、全钾、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量采用文献[12]的方法测定;pH采用pH计测定。
1.2.3数据分析试验所得数据结果采用Sigma Plot 11.0软件进行统计分析,作图采用Microsoft Excel 2003软件。
2 结果与分析
2.1 TM对镉污染土壤中菜心生长的影响
由图1可知,在镉污染条件下,CK处理的单株鲜重和干重分别为43.06和2.48g,T1处理的单株鲜重和干重分别为59.26和2.55g。T1处理的菜心单株鲜重比CK显著提高27.33%,而单株干重之间差异不显著。
2.2 TM对镉污染土壤中菜心叶片硝酸盐和 VC 含量的影响
由图2可知,菜心叶片中硝酸盐含量T1处理(249.43μg·g-1)比CK(480.41μg·g-1)中硝酸盐含量降低了48.08%,差异显著;菜心叶片中VC含量T1 (11.82mg·g-1)与CK(8.96mg·g-1) 相比显著提高了31.92%。结果表明,添加外源TM对于提高 镉污染土 壤中菜心 品质有促 进作用。
2.3 TM对镉污染菜心地上部、根部和土壤全镉 含量的影响
由表1可知,与CK相比,T1处理显著降低菜心地上部全镉含量,降低了9.57%;T1处理的根部全镉含量显著高于CK,提高了10.11%;镉主要积累在菜心的根部。土壤中全镉含量降低了0.65%,但在CK和T1之间没有显著性差异。
2.4 TM对镉污染土壤全氮、全磷和全钾含量的 影响
由表2可知,与CK相比,T1处理土壤中全氮含量,增加了3.95%;全磷含量则显著降低,降低了11.59%;全钾含量降低了4.53%,但在CK和T1之间没有显著性差异。
2.5 TM对镉污染土壤碱解氮、有效磷、速效钾 和有机质含量及pH的影响
由表3可知,添加TM显著提高 了土壤的pH;与CK相比,T1处理的碱解氮含量显著降低了5.35%,但TM对土壤中有机质含量、有效磷和速效钾含量的影响并不显著。
3 结论与讨论
蔬菜受到重金属污染,不仅表现出外在的危害症状,而且还会进一步影响到蔬菜的产量和品质, 如硝酸盐和VC含量的高低[13]。本试验结果表明, 与对照相比,在镉污染土壤中添加和叶面喷施TM相结合,能显著增加菜心鲜重,而且显著降低菜心叶片中硝酸盐含量,并可显著提高VC含量。说明TM的施用使得菜心生长状况得到改善,生物量增加,同时蔬菜品质也得到显著改善。
使用改良剂被认为是降低植物吸收重金属的有效途径之一[14,15]。本试验中,在镉污染土壤中添加和叶面喷施TM后,显著抑制了菜心地上部对镉的吸收,菜心地上部镉含量降低了9.57%, 于此相反,菜心根中 镉含量则 显著增加 了10.11%。一般认为提高土壤pH,可以降低土壤重金属溶解度,减低重金属的交换态和水溶态,从而降低其有效性[16]。本试验中,施用TM后,土壤中镉含量降低,土壤的pH升高。说明TM可能是通过影响土壤的pH而改变了土壤中镉的形态,使土壤中镉的有效性下降。本试验中镉主要积累在菜心根部,而转移到地上部镉的含量则相对较少,这与前人在小麦[17]和向日葵[18]上的研究结果类似。因此,蔬菜实际生产过程中,可采用TM来降低镉污染土壤中菜心地上部镉的积累。
在重金属污染土壤中,重金属与养分元素之间产生拮抗作用,抑制作物对养分的吸收,土壤中重金属浓度越高,其有效养分含量就越低[19]。土壤酸碱性也是影响土壤养分有效性的重要因素之一。土壤中某些养分的有效性会随pH发生变化,大多数养分在土壤pH6.5~7.0时有效性最高或接近最高[20]。本试验表明,与对照相比,施用TM后,土壤pH、全氮、有效磷、速效钾和有机质含量提高。其原因可能是TM处理后使镉污染土壤中pH提高,改变了土壤中镉的形态,使得土壤镉有效性下降,重金属与养分元素之间的拮抗作用降低,导致土壤某些养分的有效性提高,从而达到了改善植物的生长状况的目的。
综上得出,施用TM对镉污染土壤中菜心的增产效果较为明显,并对改善品质和降低菜心地上部镉积累具有促进作用,TM处理可提高镉污染土壤pH,同时增强土壤中某些养分的有效性, 改善镉污染土壤中菜心的生长状况。
摘要：为提高蔬菜品质,控制蔬菜镉污染,以菜心为试验材料,采用盆栽方法,研究了TM对镉污染土壤中菜心生长、品质及对土壤理化性质的影响。结果表明:施用TM后镉污染土壤中菜心鲜重与CK相比显著提高了27.33%,地上部镉含量降低了9.57%,硝酸盐含量显著降低了48.08%,VC含量显著增加31.92%;TM处理后土壤全镉含量与CK相比降低了0.65%,土壤pH、全氮含量显著增加,全磷和碱解氮含量显著降低,全钾、有效磷和速效钾含量没有显著变化。
土壤性质 篇9
1 材料与方法
1.1 试验地点
本试验分别采集昌吉六宫乡、83团万亩红提葡萄基地、伊犁霍城县和莫乎乡5个点的红提葡萄种植园中土壤和果实样品, 同时收集施肥、管理资料。
1.2 试验方法
1.2.1 土壤样本的采集。
按照“随机”、“等量”和“多点混合”原则分别对所选5个点进行“S”形布点采样, 采样深度为0~60cm。
1.2.2 土壤样品分析方法。
(1) 有机质:重铬酸钾容量———外加热法。 (2) 速效氮:碱解扩散法。 (3) 速效磷:Na HCO3浸提———钼锑抗比色法。 (4) 速效钾:醋酸铵浸提———火焰光度法。 (5) 机械组成:简易比重计法。
1.2.3 葡萄品质分析。
果实采收时, 随机采20粒浆果, 用1%天平测单粒重;手持测糖仪测定含糖量;酸度:Na OH中和滴定法。
1.2.4 数据处理。
采用Excell进行数据分析
2 试验结果与分析
样品采集时采样点的情况:83团万亩红提葡萄处于312国道旁, 地处戈壁滩;伊犁霍城县葡萄园葡萄产量最高, 大水漫灌;莫乎乡葡萄园有春季返盐现象。
2.1 土壤机械组成对果实品质影响
由表1可知:土壤中粘粒含量为3.21、砂粒含量在94.47时, 红提葡萄的单粒重达到最大, 粘砂比在0.052~0.065之间, 随着粘砂比的增加, 浆果的单粒重增加。当粘粒含量在5.8、砂粒含量在88.93时, 浆果中的含糖量达到最大而酸度最小。相反, 当粘粒含量在4、砂粒含量在75.12时, 浆果中的含糖量达到最小而酸度最大。
2.2 土壤肥力对红提葡萄品质的影响
2.2.1 有机质对红提葡萄品质的影响。
从表2中可以看出:随着土壤中有机质含量的增加, 浆果的单粒重随之增加;浆果中的含糖量是随着有机质的增加逐渐增加。浆果中的酸度是随着有机质的含量增加先降低后升高;当土壤中的有机质含量逐渐增加, 糖酸比是先增加后降低。这说明当有机质在18.1g/kg时, 糖酸比达到最高, 品质最好。但是, 在特殊的土壤、气候环境条件下, 比如, 盐碱土、刚开垦的种植园、土壤的粘粒、砂粒含量高等情况下, 即便有机质的含量高仍会影响单粒重。由于盐碱地含钾量高, 使得其含糖量也相对较高。
2.2.2 速效氮对红提葡萄品质的影响。
由表2可知:随着土壤中速效氮含量的增加, 葡萄的单粒重有明显的增加, 可见土壤中氮的含量对葡萄产量形成起着重要作用。速效氮的含量在58~91mg/kg, 随着土壤中速效氮含量的增加, 葡萄的含糖量急剧增加。速效氮的含量在91~106mg/kg之间时, 糖酸比达到最大。但是, 在特殊的土壤条件下, 情况有所改变, 在图中, 可以看出在盐碱地, 虽然速效氮的含量相对增加, 但其单粒重确降低, 由此可见, 盐碱土影响红提葡萄的产量。
2.2.3 速效磷对红提葡萄品质的影响。
根据表2可知:土壤中速效磷的含量增加时, 果实的单粒重随着增加, 速效磷的含量在144mg/kg时, 单粒重最大。果实的含糖量在速效磷为7~9mg/kg时, 随着速效磷的增加而增加, 因为磷能促进葡萄糖分的运输和积累。但是, 当速效磷的含量高于9mg/kg时, 含糖量会降低, 因为磷素过多, 会强烈地增强植物体的呼吸作用, 消耗大量的糖分, 使浆果的含糖量下降。浆果的酸度随速效磷含量的增加而有所降低。浆果的糖酸比在速效磷达到144mg/kg时, 糖酸比最大, 果实风味最佳, 可见, 土壤中一定量的磷有提高浆果品质的作用。但是, 在莫乎盐碱地, 尽管其速效磷含量高, 由于干旱的气候条件和土壤母质含盐量高, 不合理的灌排系统和土地利用不当造成土壤盐碱化[3,4], 使得其单粒重明显下降。
2.2.4 速效钾对红提葡萄品质的影响。
由表2中可以看出:随着土壤中速效钾含量的增加, 果实的单粒重随之增加;果实中含糖量随着土壤中速效钾的含量增加而急剧增加, 因此, 钾对葡萄最重要的作用是增加浆果中的含糖量。果实中的酸度是随着速效钾含量的增加, 先升高后降低, 在500mg/kg时达到最大, 随着速效钾含量的增加, 糖酸比先增加后降低。但是, 在盐碱土的生长情况下, 即使速效钾的含量在713mg/kg, 也不能促进单粒重的增加, 在盐碱地糖酸比有增加的趋势。
3 结论与讨论
3.1 粘砂比在0.052~0.065, 随着粘砂比的增加, 浆果的单粒重增加
对于特殊的土壤环境条件下, 例如盐碱土, 耕地盐碱化能导致农业生产力的严重衰退, 甚至严重到足以使生产者弃耕, 同时, 盐碱化也是土地退化的主要原因之一[5]。从本试验可以看出, 就是在其它条件不变的情况下, 生长在盐碱土条件下的葡萄, 不管是在单粒重, 还是在品质方面都受到了严重的阻碍。
3.2 有机质在26.5g/kg时, 糖酸比达到最高, 品质最好
红提葡萄单粒重随着土壤中速效氮含量的增加而增加, 当速效氮含量在58~91mg/kg时, 对浆果的含糖量有促进作用。氮素有提高浆果中酸度的趋势, 李建和等[6]已经证明了巨峰浆果的可滴定酸含量随供氮量的增加而增加。
3.3 单粒重随着速效钾含量的增加而明显增加
当土壤中速效钾的含量在347~600mg/kg时, 可促进果实的单粒重形成, 土壤中的速效钾可以增加浆果中的糖度, 降低浆果中的酸度, 因此, 钾对葡萄最重要的作用是增加浆果中的糖度, 此结果与林克强[7]、蒋爱丽等[8]研究结果相同。李建[6]试验证明提高钾水平, 浆果中的糖分含量显著增加。本试验表明随着土壤中速效钾含量的增加, 可滴定酸含量先增加后降低;小林章[9], 秦嗣军[10]的研究结果为施钾肥可明显降低双优山葡萄的可滴定酸含量, 而Conradie等[11]~[13]的研究结果为随着钾肥的施用增加, 葡萄可滴定酸含量升高, 各自研究结果的差异还需进一步讨论。
灌溉水质对土壤物理性质的影响 篇10
关键词：灌溉水质,土壤研究,物理性质
我国大部分半干旱地区的农业发展经常会遇到灌溉水资源缺乏的情况, 因此对于灌溉水资源的开发和利用成为农业发展的一个重要研究课题。在对灌溉水开发的过程中, 常见的会对劣质水进行利用, 但是, 灌溉的过程中, 对土壤物理性质的破坏会导致土壤盐碱化程度增高, 造成环境方面和生产方面的破坏。对于劣质水的灌溉和利用应该引起各界的广泛重视。根据灌溉水中的水矿化度以及钠吸附比 (SAR) 作为研究指标, 对灌溉水对土壤物理性质的影响进行研究。
1 研究条件和方法
1.1 实验所用土壤
本次实验研究的地点位于中科院封丘农业生态的实验站, 实验所用的土壤是黄潮土也就是位于黄河冲击岩母质处的土壤。这种土壤是当地农业生产的主要土壤, 整个县域土地的77.6%都是黄潮土。实验灌溉的处理点有16个之多, 通过48个实验筒来反映灌溉水对土壤理化性质的具体影响。对具有代表性的农田块进行取样, 分为A、B两个组, 每组各取3个样本。A组所取样本的深度为5~l5cm, B组所取样本的深度为15~25cm。实验所取土壤样本的物理性质和所用灌溉水的化学性质如表1和表2所示。
1.2 实验所用方法
圆盘渗透计来测定土壤的非饱和导水率, 圆盘渗透器的结构如图1所示。土壤水在非饱和情况下运动受很多因素的影响, 这一过程具有很高的复杂性。为了方便研究, 在本次实验中假设土壤的质地为均匀质地, 将土壤中水分的运动情况看做垂直一维的流动形式, 因此圆盘渗透计所测的水分运动情况为垂直一维的流动。这一流动形式可以用达西方程来表明:
分差表达式为
水流通量的符号为q, 也就是每单位时间流过单位面积的水流量 (mm/h) , Δh是指上下两部分的水头差 (cm) , 它的大小通过h1-h2可以得出, 土壤样本的高度则用Δz来表示。在稳定的环境下, 土壤导水率的表达式为:
实验温度控制在20℃的环境下。在实验之前, 把土样用水浸泡, 将张力台出水端的负压控制到0, 用滤纸铺在张力台面上。再滤纸上放置硅藻土 (1cm) , 然后把浸泡后的饱和土放置在硅藻土上, 再用0.5cm厚度的硅藻土将其覆盖。在实验过程中要保证张力台和出水管系统中没有一点气泡。把张力台的出水端的负压水头调节到2.0cm水柱。用实驻水将渗透计的水管灌满。通过负压调控管将负压力同样调节到20cm水柱。在实验正式开始的时候, 将调控管的的气阀打开, 通过水头差Δh, 储水管所注的水会通过出水口渗出, 对渗透时间以及渗透水量进行记录。进而对q进行计算, 进行3次计算, 如果没有差异则可以运用公式 (3) 对导水率k值进行计算。
通过48个测试筒对土壤的物理性质进行测定。在测试之前要保证测试筒中的物理性质都是统一的, 在用不同的灌溉水质灌溉之后, 利用原状的土样对样本的容重和含水情况进行测定, 通过坚实度仪来对土壤的坚实度进行测定。从而研究灌溉水质对土壤物理性质的具体影响。
2 结果与讨论
2.1 土壤物理性质所受灌溉水的影响
在长达3a的灌溉实验之后, 对16个实验点的土样容重, 饱和含水量以及土壤坚实度进行测定, 结果见表3。根据测定结果可以发现, 灌溉水中矿化度的升高以及钠吸附比增强, 对容重增加和饱和含水量降低有着直接的影响, 特别是在0~5cm的土层影响最为明显, 而在较深的图层则影响较小, 这是因为表层的土壤受到的耕作和熟化影响更大。
在不同水质的灌溉下, 土壤表层的坚实度也有着很大的差异性, 水质的SAR值越大, 则表层的坚实度越大, 当SAR值为5时, 土壤的矿化度从0.45上升到9.05g/L时, 表层的坚实度则会从0.80上升到1.18kg/Ci TI, 上涨率接近50%。另外, 当SAR从5上涨到30时, 表层的坚实度则会上涨2~3倍。由此可见, 土壤的物理性质受到灌溉水质很大的影响。
交换性离子的种类对于土壤物理性质有着显著地影响, 灌溉水中的钙离子能够对土壤造成积极影响, 能够增强土壤的通气性和容水性, 对于农作物的生长有很大的益处。然而过多的钠离子则会造成消极影响, 它会损坏土壤的物理性质, 主要表现在使土壤的分散性和膨胀性增强, 还会造成土壤的通透性变差出现板结的现象, 会降低土壤的生产力。矿化度的降低以及钠吸附比的增高使得土壤导水率的下降, 主要是两方面的原因造成的:一旦灌溉水的SA R从5上升到14, 22和30的时候, 土壤的粘粒就会出现膨胀, 膨胀会导致土壤的连通孔隙缩小从而形成阻塞, 矿化度越高, 粘粒的膨胀就越小, 有效孔隙就会增大, 进而导水率就会得到增强。相反的, 一旦矿化度降低, 粘粒就会膨胀, 同时反絮凝作用增大, 造成导水率降低。当灌溉水的矿化度非常低的时候 (0.1g, L) , 反絮凝以及分散作用就会增长, 粘粒会开始分散运动阻塞土壤孔隙, 这就是造成导水率下降的第二个原因。每当SAR值增高或者低矿化度降低的情况出现, 土壤粘粒机会膨胀, 如果用具有正常性质的灌溉水进行灌溉, 就可以抑制粘粒的膨胀程度。当灌溉水中矿化度很低的时候, 粘粒的分散运动就会受到抑制, 也就是说正常水平的灌溉水会抑制土壤粘粒的分散运动, 可以恢复到正常水准的导水率, 根据图表可以看出, 矿化度过低会造成对土壤导水率不可逆转的破坏。在实验过程中发现, 程度较高的矿化会避免灌溉水对土壤的破坏情况出现, 然而, 如果用矿化度程度较低灌溉水对土壤进行灌溉, 往往会造成土壤的板结和透水性降低。
3 结论
通过实验可以发现, 灌溉水的水质情况对于土壤的物理性质有着非常显著的影响, 主要体现在以下几个方面:
1) 灌溉水中的水钠吸附比一旦达到14以上, 就会导致土壤粘粒的膨胀现象。另外, 较高的钠吸附比甚至会造成土壤的碱化度变大产生土壤碱化, 使土壤物理性质变坏, 导致土壤导水率降低。
2) 矿化度过低会造成对土壤导水率不可逆转的破坏。在实验过程中发现, 程度较高的矿化会避免灌溉水对土壤的破坏情况出现, 然而, 如果用矿化度程度较低灌溉水对土壤进行灌溉, 往往会造成土壤的板结和透水性降低。
3) 将灌溉水的水质进行调节, 防止对土壤的理化性质造成破坏, 同时对土壤增加有机肥, 增加土壤的熟化, 能够增强土壤的导水率和通透性。
参考文献
[1]肖振华, 万洪富.灌溉水质对土壤水力性质和物理性质的影响[J].土壤学报, 1998, (3) :359-366.
土壤性质 篇11
关键词：沙枣;盐碱地;生物改良;林地;土壤;化学性质
中图分类号： S153 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2015）04-0324-02
收稿日期：2014-05-27
基金项目：国家农业科技成果转化资金（编号：2012GB2A100015）;国家星火计划（编号：2013GA610012）;天津市高校学科领军人才培养计划（编号：[津教委人（2013）12号]）;天津市高校优秀青年教师资助计划。
作者简介：卢兴霞（1978—），女，内蒙古人，硕士，讲师，主要从事园艺植物遗传育种和逆境生理生化研究。Tel：（022）23781301;E-mail：luxingxia_@163.com。
通信作者：杨静慧，博士，教授，主要从事园艺植物栽培、抗逆生理、分子育种研究。Tel：（022）23781301;E-mail：jinghuiyang2@aliyun.com。
2008年，天津市盐碱土面积由1982年全国第二次土壤普查的4.940×105 hm2变为3.242×105 hm2，新增耕地中有15.79%来源于盐渍土[1]。但是，天津市盐碱地开发潜力依然很大，目前盐碱地开发改良研究主要从化学[2]、工程[3-4]、生物[5-8]及综合措施[9]等方面开展，其中生物措施主要是通过种植耐盐植物来改良盐碱地。关于耐盐植物在不同生长期对土壤性质的影响报道较少。植物在不同生长期对土壤水分、养分、微生物等的影响不同，对土壤性状的影响也有差别，因此，研究耐盐植物不同生长期对土壤性状的影响，有针对性地制定土壤改良计划，可提高盐碱地改良效果，加快改良进程。本研究以天津市大港区盐碱地改良中心种植的耐盐木本植物沙枣林地为研究对象，探究沙枣不同生长期对土壤化学特性的影响，旨在为科学合理地对盐碱地进行生物改良提供依据。
1 材料与方法
1.1 样地选择和土壤取样
试验在天津市大港区盐碱地改良中心的沙枣林进行。该林地面积3.33 hm2，2011年春季栽种2年生苗，沙枣株行距 2 m×3 m。沙枣生长发育期间不进行人为浇水、施肥。该园地土壤为重盐碱地，常形成“插花状”盐斑。林地土壤结构差，板结严重。撂荒地为该中心内未栽植植物的地块，地块长有少量的芦苇、碱蓬。2013年不同时期（3月中旬、5月初、6月初、10月中旬）分别在撂荒地、沙枣林地（样地面积700 m2）按对角线取样法用土钻取0～20 cm 的土壤样品，将各样点的土样充分混合均匀后自然风干，过1 mm筛。
1.2 土壤分析方法
用PHS-3B型酸度计测定土壤pH值，用电导法测定土壤可溶性盐含量，用重铬酸钾容量-外加热法测定土壤有机质含量，用火焰光度法测定土壤速效钾含量，用醋酸钠-火焰光度法测定土壤阳离子交换量。沙枣不同生长期的界定标准[10]如下：生长初期：沙枣植株芽开始萌动生长，有个别新叶出现。旺盛生长期：沙枣植株90%以上枝条的叶已展开。开花初期：沙枣植株30%左右的花蕾开放。落叶盛期：沙枣植株50%以上的叶片已经脱落。
2 结果与分析
2.1 沙枣不同生长期林地表土层pH值变化情况
由图1可以看出，沙枣林地表土层pH值的变化趋势与撂荒地基本一致，均呈先升高后降低的趋势，5月初pH值均达到了最大值，随后开始下降，10月中旬pH值降到最低，这可能与春季干旱造成的返盐现象有关，随着降水量的增加，表土层盐分被淋洗到下层土壤。与撂荒地相比，沙枣生长初期（3月中旬）至旺盛生长期（5月初），林地土壤pH值明显低于撂荒地，说明春季沙枣植株明显降低了土壤pH值，这不仅有利于沙枣生长，也有利于沙枣根际微生物的活动。 沙枣开花初期、落叶盛期土壤pH值与撂荒地无明显差异，这与北方7—8月是雨季有密切关系，由于大雨的淋洗作用，撂荒地表层土壤pH 值从8.60降低到7.93，淋洗作用远远大于沙枣植物对碱的抑制作用。因此，充分利用雨季的洗碱、压碱作用是非常有效的土壤改良措施。
2.2 沙枣不同生长期林地表土层盐分含量的变化生长期
由图2可以看出，撂荒地与沙枣林地土壤含盐量的变化趋势都是先升高后降低，其中撂荒地的土壤含盐量变化幅度较小，3月最低，6月初最高。沙枣林地的土壤含盐量变化幅度较大，5月初最高，10月落叶期最低。沙枣林地的土壤含盐
量与沙枣植株有密切关系。在沙枣旺盛生长期，土壤含盐量为1.08%，沙枣的旺盛生长吸收了大量的土壤水分，加速了盐在表层的积累。据报道，盐碱地不同土层的含盐量与含水量呈显著负相关[11-12]。本试验中，沙枣旺盛生长引起的大量耗水是导致5月土壤盐分大量积累的主要原因。10月沙枣林地土壤含盐量远远低于撂荒地，含盐量达到非盐渍土（010%以下）水平，说明沙枣林对表层土壤改良效果良好，这与沙枣的枯枝落叶覆盖了土表，截留了部分雨水，增强了雨水对盐分的淋溶作用，同时减少了表层土壤水分的散失有关。因此，生产上应在春季增加灌水次数，防止林地严重返盐;秋季可在林间播种草木樨绿肥等。
nlc202309051144
2.3 沙枣不同生长期林地表土层养分含量的变化
2.3.1 对有机质含量的影响 由图3可以看出，3月中旬到6月初撂荒地有机质含量变化不大，10月中旬有机质含量略有增加，这可能与撂荒地杂草枯落后归还表土层部分有机质有关。沙枣林地有机质含量由高到低依次为：落叶盛期>生长初期>旺盛生长期>开花初期。沙枣林地有机质含量高低顺序比较符合树木在生长发育过程中耗用有机质的规律，即生殖期消耗营养最多，其次为生长期，最后为落叶期。落叶盛期（10月）林地有机质含量最高，这可能是秋季沙枣凋落的枯枝落叶增加了表土层有机质含量。
2.3.2 速效钾含量的影响 由图4可以看出，撂荒地与沙枣林地土壤速效钾含量变化趋势一致，均呈先下降后升高的趋势。沙枣林地3月中旬、10月中旬速效钾含量分别比撂荒地增加9%、15%，5月初、6月初分别比撂荒地降低17%、28%。5月初、6月初沙枣林地速效钾含量均比撂荒地低的主要原因可能是沙枣植株生长发育对钾肥的需求量增加，尤其是开花初期对钾肥的需求量更大，钾肥可以有效促进植物花芽分化[13]。因此，在植物生长发育的过程中除施用氮肥、磷肥外，还应增施钾肥，以满足植物花期对钾肥的需求，减少植物对盐碱地钾的损耗。
2.3.3 对阳离子交换量的影响 由图5可以看出，与撂荒地相比，种植沙枣后土壤阳离子交换量变化较小，趋势较撂荒地平稳。林地土壤阳离子交换量在沙枣旺盛生长期有所增加，比生长初期增加164%，之后变化不大，说明季节变化、沙枣生长导致土壤中阳离子交换量达到相对平衡状态。撂荒地的阳离子交换量变化很大。江远清等研究表明，马尾松纯林、马尾松和荷木混交林、季风常绿阔叶林3种森林土壤的阳离子含量（Ca2+、Mg2+、K+）主要受温度、降水、植物吸收节律的影响[14]。因此，造成撂荒地与沙枣林地阳离子交换量差异的主要原因可能是沙枣在生长发育期间吸收利用土壤中的营养。
3 结论与讨论
本研究表明，大港区盐碱地栽植沙枣后，沙枣林地表土层的pH值、含盐量、有机质含量、速效钾含量及阳离子交换量等化学特性因沙枣生长发育时期的不同而不同。总体而言，生长发育期间（3—6月）土壤的pH值、含盐量不降反升;旺盛生长期（5月）、开花初期（6月初）对土壤养分的消耗大，林地土壤的有机质含量、速效钾含量、阳离子交换量明显低于撂荒地;落叶盛期（10月中旬）土壤pH值、有机质含量与撂荒地差别不明显。盐碱地沙枣不同生长发育时期对表土层化学特性影响较大，春季能明显降低土壤pH值，秋季能大幅度降
低土壤含盐量同时增加土壤有机质含量。因此改良盐碱地，不能忽视耐盐植物不同生长发育时期对盐碱地土壤特性的影响，应在充分考虑树种不同生长期对土壤水分、养分需求特点的前提下，结合科学的栽培管理措施，加速土壤改良进程，巩固土壤改良成果。
参考文献：
[1]王秀丽，张凤荣，王跃朋，等. 农田水利工程治理天津市土壤盐渍化的效果[J]. 农业工程学报，2013，29（20）：82-88.
[2]邵玉翠，任顺荣，廉晓娟，等. 盐渍化土壤施用有机物-脱硫石膏改良剂效果的研究[J]. 水土保持学报，2009，23（5）：175-178，183.
[3]翟鹏辉，李素艳，孙向阳，等. 隔盐层对滨海地区盐分动态及国槐生长的影响[J]. 中国水土保持科学，2012，10（4）：80-83.
[4]张金龙，张 清，王振宇，等. 排水暗管间距对滨海盐土淋洗脱盐效果的影响[J]. 农业工程学报，2012，28（9）：85-89.
[5]冯 涛，于玮玮，李 慧，等. 草木间作对滨海盐渍土盐分积累和酸堿度的影响[J]. 江苏农业科学，2013，41（9）：339-341.
[6]马文梅，王 静，曲 东，等. 天津市塘沽区不同土地利用状况下土壤盐分变化特征[J]. 西北农业学报，2011，20（12）：152-157.
[7]高彦花，张华新，杨秀艳，等. 耐盐碱植物对滨海盐碱地的改良效果[J]. 东北林业大学学报，2011，39（8）：43-46.
[8]哈玲津，马媛媛，杨静慧. 四种野生植物对天津盐碱地土壤改良效果的研究[J]. 北方园艺，2009（4）：181-184.
[9]程文娟，潘 洁，肖 辉，等. 咸水结冰灌溉结合改良剂对滨海盐土的改良作用[J]. 中国生态农业学报，2011，19（4）：778-782.
[10]熊济华. 观赏树木学[M]. 北京：中国农业出版社，1998：33-34.
[11]王 艳，廉晓娟，张余良，等. 天津滨海盐渍土水盐运动规律研究[J]. 天津农业科学，2012，18（2）：95-97，101.
[12]崔 鹏，秦 宇，刘 霄，等. 滨海盐碱地刺槐林降水与土壤水盐运动规律相关性研究[J]. 西南林业大学学报，2013，33（4）：1-4.
[13]陈有民. 园林树木学[M]. 北京：中国林业出版社，2007：164.
[14]江远清，莫江明，方运霆，等. 鼎湖山主要森林类型土壤交换性阳离子含量及其季节动态特征[J]. 广西植物，2007，27（1）：106-113.
土壤性质 篇12
关键词：兴安落叶松林,森林类型,土壤,理化性质
土壤作为森林生态系统的组成成分和环境因子, 为森林的生长发育、繁衍生息提供了必要的环境条件、调节着系统内外水分的分配、起着有效的环境过滤器的作用。土壤为植被的存在和发展提供了必要的物质基础, 植被的出现及其演替反过来也将影响土壤的形成和发育。不同森林植被下的土壤具有不同的基本性质, 研究不同森林植被下土壤性质的差异对了解森林与土壤之间的关系, 如森林更新、森林的恢复与重建等都具有重要意义。随着生态环境问题的日趋尖锐, 人们对土壤与植被之间关系的研究也越来越重视。
因此本文以大兴安岭林区兴安落叶松下7种森林类型;草类—兴安落叶松林;杜鹃—兴安落叶松林;溪旁—兴安落叶松林;真藓—兴安落叶松林;柴桦—兴安落叶松林;杜香—兴安落叶松林;赤杨—兴安落叶松林为研究对象, 对不同森林类型下土壤物理化学性质进行测定与分析, 为该区森林土壤资源的科学管理及其森林生态系统的更新、恢复与重建提供依据。
一、研究区域概况
几种林型的分布状况如下:1.草类—兴安落叶松林。该林型多分布在阳坡和半阳坡, 坡度为6~10°, 面积较小, 土壤为棕色针叶林土, 土层较厚, 具有厚的腐殖质层, 湿度较低, 气候、土壤条件均较好。2.杜鹃—兴安落叶松林。该林型坡向多为阳坡、半阳坡, 坡度在10°以上, 土壤为典型的棕色针叶林土, 并且具有一定灰化现象, 土层较薄, 下部石块多, 肥力差, 水分较少。3.溪旁—兴安落叶松林。该林型属于谷地林型组, 分布在流水的溪旁, 排水条件较好, 土壤水分充足, 面积不大。下层多为石块、石砾, 土壤为河岸冲积土。4.真藓—兴安落叶松林。该林型是兴安落叶松林沼泽化程度最高的林型, 分布在排水不良的平缓谷地和阴破下部的集水区, 土壤极度潮湿, 属于高位沼泽土, 有较厚的泥炭层。5.柴桦—兴安落叶松林。该林型分布在河谷地带, 土壤水分经常饱和, 下布有多年冻土, 土层较厚, 具有泥炭层。6.杜香—兴安落叶松林。该林型分布普遍, 是大兴安岭兴安落叶松林的主要林型之一, 多分布在阳坡和半阳坡, 坡度为5°~10°之间, 生境较冷湿, 土壤为潜育泥炭化暗棕壤棕色针叶林土, 有泥炭化现象, 枯枝落叶层分解不良, 土层较浅薄, 永冻层的融解层较浅。7赤杨—兴安落叶松林。该林型是大兴安岭兴安落叶松林寒温性针叶林亚带的代表, 分布在湿度较大的阳坡, 地势较高, 不普遍, 生境冷湿, 土层浅薄, 土壤为灰化棕色针叶林土。
二、采样与测定方法
1. 采样
在7个林型内, 按之字型取样, 每个取样点分为2层:腐殖质层、淀积层。按层混合土样供作养分化学分析。用“环刀法”分别采集土壤A层、B层的原状土作水分物理性子的测定[9]。每项实验重复3次。
2. 分析项目
(1) 物理性质测定。采用环刀系列分析法, 测定土壤容重、毛管孔隙度、总孔隙度、最大持水量等指标 (张万儒1986) 。
(2) 化学性质测定。测定方法参见鲍士旦主编的《土壤农化分析》, 其中土壤有机质含量用重铬酸钾容量法外加热法、p H值采用5.0:1.0水土比, 电极测定、全N含量用半微量开氏法、碱解氮采用扩散法吸收测定、速效P含量用碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法、速效K含量用醋酸氨浸提—火焰光度计法。
三、结果与分析
1. 土壤pH值
土壤pH值是土壤重要化学性质, 对土壤肥力有很大影响。土壤pH值主要取决于土壤溶液中的H+浓度, H+多来源于吸附性Al3+以及土壤生物呼吸作用产生的CO2溶于水后碳酸与有机质降解产生的有机酸。从表1可以看出, 研究区域土壤pH值除溪旁兴安落叶松林pH在中性范围其它均酸性, pH值在3.98~7.15, 腐殖质、淀积层变化一致, 顺序为:溪旁兴安落叶松林>真藓兴安落叶松林>草类兴安落叶松林>杜鹃兴安落叶松林>赤杨兴安落叶松林>柴桦兴安落叶松林>杜香兴安落叶松林。
2. 土壤水分
自然条件下土壤容重由于成土母质、成土过程、气候、生物作用以及耕作的影响是一个高度变异的土壤性质。由表2可以看出, 7个林型土壤容重在剖面的变化有明显的规律性, 即随着深度的增加, 土壤容重逐渐增加, 7个林型土壤容重在0.08~0.96克/立方厘米之间变动, 腐殖质层变化范围在0.08~0.26克/立方厘米之间;淀积层变化范围在0.22~0.96克/立方厘米之间。在腐殖质层变幅比较小, 淀积层有一明显增大的趋势, 这是由于腐殖质层受植物根系的影响, 土质疏松多孔, 土壤容重较小, 淀积层土壤小石砾含量大, 甚至有的林型出现白浆化, 结构紧实, 使土壤容重较大, 也可能由于长期的重力、水文等的作用, 土壤粒级分布和有机质含量、根系等共同作用的结果。
由表2可以看出, 7个林型土壤饱和导水率由表层到深层迅速减少, 与土壤容重的变化规律恰好相反, 即随着容重增加, 饱和导水率逐渐减小。这于王小彬等研究容重及粒径大小对土壤持水性的影响和刘洪禄、扬培岭等研究波涌灌溉土壤表面密实层饱和导水率与土壤机械组成, 土壤容重的定量关系等的结果相一致。这是由于枯枝落叶层多为枯枝落叶, 直接暴露在空气之下, 又受动植物活动影响, 其孔隙度较大, 该层导水能力较强;腐殖质层多为腐殖质, 该层受植物根系活动影响较大, 植物根系纵横交织, 土壤孔隙较大;淀积层多为矿物风化物, 该层受外界影响较小, 土壤孔隙度较小。7个林型土壤饱和导水率变化范围在0.04~0.17厘米/s, 腐殖质层变化范围在0.04~0.18厘米/冬季之间;淀积层变化范围在0.04~0.10厘米/秒之间。
从土壤水分空间变化看, 随着土层厚度的增加土壤自然含水量均表现出下降趋势, 其变化范围在0.27~2.00之间, 另外可以看出, 不同林分之间, 腐殖质层土壤含水量的差别要明显大于淀积层。由此可见, 林地土壤水分变化比较复杂同时受大气降雨、植被蒸腾、水分入渗和土壤蒸发的综合作用, 以及土壤物理特性的影响, 从而导致土壤水分的垂直分布格局呈现不同的变化规律。
森林土壤是水分贮存的主要场所, 从土壤的持水能力来看, 毛管孔隙度的水分可以长时间保持在土壤中, 主要用于植物根系吸收和土壤蒸发。从田间持水能力的空间变化看, 随着土壤深度的增加, 各森林土壤田间持水量出现减小趋势, 其变化范围在54.12~493.66之间, 腐殖质层变化范围在187.49~493.66厘米/秒之间;淀积层变化范围在54.12~252.11厘米/秒之间。但这种在表层贮存的水分, 易蒸发, 贮存时间短, 无效水分多, 从这一点考虑, 应加强林下草被层、枯枝落叶层的保护, 提高水分利用率。
3. 土壤养分
(1) 不同林型土壤全量养分分析
土壤有机质是评价土壤肥力质量的一项重要指标。从表1看出, 7个林型土壤有机质含量较为丰富, 土壤有机质含量都在30.0克/千克以上, 林木在生长的过程中, 随着林木的生长, 林木根际微生物活性增强, 提高了土壤中的蛋白酶、转化酶脲酶、磷酸酶和过氧化酶的活性, 各林分的上层土壤有机质含量差异极为显著。不同林地土壤全量养分之间差异明显, 腐殖质层土壤有机质含量在177.49~488.62克/千克之间, 其顺序为:杜香兴安落叶松林>柴桦兴安落叶松林>真藓兴安落叶松林>赤杨兴安落叶松林>杜鹃兴安落叶松林>草类兴安落叶松林>溪旁兴安落叶松林;淀积层土壤有机质含量在47.09~380.26克/千克之间, 其顺序为:真藓兴安落叶松林>柴桦兴安落叶松林>赤杨兴安落叶松林>溪旁兴安落叶松林>杜鹃兴安落叶松林>杜香兴安落叶松林>草类兴安落叶松林;林>侧柏林>杂木林。腐殖质层土壤全N含量在8.35~17.86克/千克之间, 其顺序为:赤杨兴安落叶松林>真藓兴安落叶松林>柴桦兴安落叶松林>草类兴安落叶松林>杜香兴安落叶松林>杜鹃兴安落叶松林>溪旁兴安落叶松林;淀积层土壤土壤全N含量在2.77~15.18克/千克之间, 其顺序为:真藓兴安落叶松林>柴桦兴安落叶松林>赤杨兴安落叶松林>溪旁兴安落叶松林>杜鹃兴安落叶松林>草类兴安落叶松林>杜香兴安落叶松林。腐殖质层土壤全P含量在0.87~1.85克/千克之间, 根据土壤养分分级标准, 从总体来看7个林型土壤供P能力各不相同, 草类兴安落叶松林属全P贫乏, 其它几个林型P素中等。各个林型土壤全K含量在2.94~15.05克/千克。
四、结论与讨论