不同植被条件下土壤团聚体中氮素分布特征分析研究
第三章-土壤氮素与环境
2、来自大气的干湿沉降
干湿沉降作用到达地表的NO2有0.4亿1.16亿吨,铵态氮为1.1亿~2.4亿吨,但各地 区的干湿沉降的差异很大。干湿沉降的氮一部 分直接进入河、湖等集水区,一部分参与土壤 氮循环,还有一部分汇入城市径流。
(2)虽然反硝化作用可以在较宽的温度范围内进行,但温度过高或过低 都不利于反硝化的进行;
(3)反硝化微生物需要有机物质作为电子供体和细胞能源,因此土壤中 的生物有效性直接影响反硝化速率;
(4)研究发现,免耕能促进反硝化作用,主要是与免耕时作物残茬的覆 盖有利于土壤保持较多的水分和提供能源物质有关;
(5)由于植物根系分泌物和脱落物进入土壤增加了碳源,以及植物根系 的活动使根系周围土壤的通气状况和水分条件以及pH与根外土壤不同, 因此植物根系能提高反硝化作用;
(6)氮肥施用量高时反硝化量明显高。
氮的吸附
土壤中各种形态的氮化合物,如氨态氮、硝态氮、有机态氮等均 能和土壤无机固相部分相互作用,被吸附或固定,在这三种形态 中,研究得比较多的是氨态氮和有机氮与土壤固相的作用。至于 硝态氮和亚硝态氮则一般被认为是带负电荷,吸附量甚微,或甚 至有负吸附现象。土壤固体部分对氨态氮的吸附可分为物理吸附、 化学吸附和物理化学吸附等几种类型。
环境科学等多个研究领域密切关注的问题。
土壤氮素由有机态氮和无机态氮组 成。前者为与碳结合的含氮物质.后者 为未与碳结合的含氮物质
在表层土中,有机态氮占土壤全氮的 90%左右,随看土层深度的加深.这一 比率迅速降低。
土壤无机态氮
土壤无机态氮包括铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、氮氧化物、氮气 等。铵态氮可分为土壤溶液中的铵,交换性铵和粘土矿物固定态 铵.固定态铵存在于2:l粘土矿物晶层间.其含量主要决定于土 壤的粘土矿物类型和土壤质地。对具有固定铵能力的土壤来说, 它是土壤中无机态氮的主体。硝态氮和亚硝态氮一般存在于土壤 溶液中,在一般土壤中亚硝态氮含量极低。
土壤氮素循环
[1]王晓蓉•环境化学•南京大学出版社,2005.氮的基态电子构型为 1s 22s 22p 3,有5个价电子,氧化态从一3到+ 5。
氮在地壳中的百分含量为0.0046%,大部分以氮分子的形式存在于大气中。
已知氮有 7种同位素,质量数 12- 18。
天然存在的稳定同位素有 14N 和15N ,丰度比为273:1。
其它五种均为放射性同位素,寿命最长 的13N 半衰期近10min 。
土壤氮素含量与分布自然土壤中氮素的含量分布有明显的地带性,与自然条件特别是气候条件相关。
耕地土壤 的氮素含量受人为因素的强烈影响。
土壤中氮的含量范围为: 0.02-0.5%,表层土壤和心、底土的含量相差很大。
一般耕地土壤有机质和氮素含量自亚表层以下锐减。
土壤氮含量在剖面中分布状况各异,主要与有机质的分布有关。
影响进入土壤的有机质的 数量和有机质分解的因素,包括水热条件、土壤质地等,都对土壤有机质和氮素含量产生显著 影响。
例在太湖平原,黏壤质中性潴育性水稻土的有机质和氮素含量分别为 25.8g/kg 和1.59g/kg , 而质地较轻粗的石灰性的潴育性水稻土仅分别为 19.2g/kg 和1.16g/kg 。
氮素,作为植物矿物质营养之首:作物中积累的氮素约有 50%系来自土壤,个别土壤上该 值超过70%。
分子氮分子氮不活泼,室温下仅能与型反应如下:N 2+ 3H 2 T 2NH 3N 2+ 02 T 2NON 2 + 3Mg T Mg 3N 2N 2 + CaC 2 T C + CaCN 2土壤中存在的氮的形态:无机态氮土壤中的无机态氮占的比例虽小,去卩是植物氮营养的直接形态,意义特别重要。
分子态埶 (大"于)无机态氮(土壤于)Li 反应,生成Li 3N 。
提高温度,加催化剂后,分子氮的典殆用目前我国氮肥施用也以无机态氮为主。
无机态氮包括固定态铵、交换性铵(包括土壤溶液中铵)硝态氮、亚硝态氮、氮氧化物和氮气,在土壤中占全氮的比例变幅较大,一般在2- 8%。
长期连作棉田不同种植模式下土壤团聚体组成及其有机碳分布特征
土壤团聚体是土壤结构的基本单元,对土壤的物理化学性质均具有重大影响[1-2]。
土壤团聚体通常被划分为大团聚体(>250um)和微团聚体(<250um)[3],不同粒级团聚体在土壤结构的改善和有机碳的固定中的作用不同。
耕作措施对土壤团聚体的影响主要是改变了土壤有机碳的分布和微生物的活动生境,为土壤有机物质的分解转化创造条件,从而造成了团聚体的变化[4]。
许多研究认为,耕作方式通过影响大团聚体与微团聚体之间的转化和再分布[5],进而影响土壤结构稳定性和抗侵蚀能力[6]。
免耕和少耕等保护性耕作措施有利于团聚体含量的增加,表层土壤结构的改善[7-9],但耕作方式对团聚体的土壤物理性质的影响会因气候条件、土壤质地和植被类型等的变化而不一样。
合理的耕作措施,对于增加土壤有机碳的固定,提高土壤肥力具有重要的理论和实践意义。
新疆北疆地区玛纳斯河流域棉花面积从1978年的14.97×103ha发展至2010年的176.25×103ha,部分区域棉田占总播种面积的70%[10]。
由于棉田面积的不断扩大,农业生产结构趋于单调,轮作倒茬困难,棉田大面积长期连作现象普遍,短则8~10年,长则15~20年,甚至更长。
大面积棉田多年连作的结果,使土壤肥力消耗很快,地力明显下降,对农田生态系统产生重要影响。
本研究以长期连作棉田为对象,分析大豆轮作、玉米轮作、玉米/大豆间作和休闲免耕种植模式对土壤有机碳团聚体组成及有机碳分布的影响,并运用土壤团粒指数(ELT)指标分析不同种植模式对长期棉田连作土壤团聚体稳定性的影响。
研究结果明确不同轮作模式对长期连作棉田土壤质量的变化,为采用有效的土壤管理措施以提高新疆棉田土壤质量提供科学依据。
1 材料与方法1.1 研究区概况试验始于2012年4月,在新疆石河子地区西古城镇选择长期连作棉田(20年),试验田的位置是北纬45°06′99″,东经86°13′56″,高程328m。
不同耕作方式下土壤氮素矿化和硝化特征研究
3 O℃ > 5℃。保护性耕作与水旱轮作和 常规平作之间的矿化量存在显著的差异 ,垄作免耕> 2 厢作免耕> 水旱轮作> 常规平作 。 土壤氮素最终硝化率达到了 6 %~8 %,表现为常规平作最高 ,水旱轮作次之 ,厢作免耕最低 。矿化率与土壤有机质 、碱解 0 0 氮和速效磷对数均成显著正相关 ,相关系数分别为 : .9 = . ,,= . ,p 09 ,, 09 7 09 H是影响硝化作用 的重要 因素 ,硝化率与 土 6
所需氮素的重要过程 ,硝化作用是氮素转化的另一 个重 要过程 ,硝化率 是确 定潜 在氮 素损失 的一个 关 键因子【,因此研究土壤氮素矿化具有极其深远 的 2 J 意义 。而影 响土壤 氮素 矿化 的因素 有很 多 ,其 中温 度是最主要的影响因素之一 ,除此之外 ,土壤理化 性质 、土壤 p H、土壤团聚体 、温度、湿度交互效 应等都被大量研究证明影响矿化作用。李辉信【 3 】 等 研究红壤氮素矿化 和硝化特征表 明矿化和硝化速 率与土壤 p H、速效磷含量和有机质含量成正相关 , 张云舒I 0 指出灰漠土硝化率与土壤 p 呈显著正 】 贝 H 相关 。而 沈玉 芳 l 和周才 平 等 I的研 究 表 明温 度 5 J 等 6 J 和 水 分 对 不 同 土层 土壤 氮 素 矿 化 具 有 明 显 正 交 互 作用, 并非单一影响土壤氮素矿化和硝化作用。 从 国内外相关 文 献可知 ,目前有 关不 同耕 作方 式对 土壤氮 素矿 化影 响特征 的研 究报道 还不 多见 。 本文采用恒温通气培养法,研究 了长期定位试验田 不 同耕作方式下土壤氮素矿化 和硝化特征及其对 温 度 的响应 ,以期 阐明不 同耕作方 式 对土壤 氮 素矿 化 影响 ,为农业 的可持续 发展 提供 科学 依据 。
不同植被条件下土壤团聚体的分布特征及稳定性分析
草地植被
草地植被对土壤团聚体的影响主要体现在对土壤结构的改 善和土壤质量的提升上。草地植被的根系和地上部分的残 余物能够提供有机质,促进微生物活动,改善土壤结构, 提高土壤团聚体的稳定性。
草地植被还能够通过减缓地表径流、减少土壤侵蚀等作用 ,保护土壤团聚体不被破坏。此外,草地植被的根系还能 够固结土壤,增强土壤的抗侵蚀能力。
能具有重要影响。
植被类型和覆盖度是影响土壤团 聚体分布和稳定性的重要因素。
不同植被条件下,土壤团聚体的 分布特征和稳定性存在差异,对 土壤质量和生态系统的健康具有
重要影响。
研究目的与意义
01
揭示不同植被条件下土壤团聚体的分布特征和稳定性规律。
02
探讨植被类型和覆盖度对土壤团聚体形成和稳定性的影响机制。
团聚体类型分布
团聚体类型分类
土壤团聚体可分为水稳性和非水稳性两大类。水稳性团聚体在土壤水分的作用下不易分散,而非水稳 性团聚体则较易分散。
植被类型对团聚体类型的影响
森林土壤中水稳性团聚体的含量较高,而农田土壤中非水稳性团聚体的含量较高。这可能与不同植被 条件下土壤有机质和微生物的分布有关。
团聚体稳定性分布
土壤pH值
总结词
土壤pH值对团聚体稳定性具有显著影响,通常在适宜的 酸碱度范围内能够提高团聚体的稳定性。
详细描述
在适宜的酸碱度范围内,土壤中的矿物质和有机质能够 更好地发挥其作用,促进土壤颗粒之间的粘结和稳定。 然而,过酸或过碱的土壤条件会破坏土壤结构,降低团 聚体的稳定性。例如,酸性土壤中过多的铝离子会与多 糖等物质发生反应,降低其粘结力;而碱性土壤中过多 的钙离子则会使土壤颗粒变得更加松散和不稳定。
针对农业活动区土壤团聚体稳定性较低的问题,未来研究可以探讨农业可持续管理措施对提高土壤团聚 体稳定性的作用,为农业可持续发展提供科学依据。
土壤团聚体研究进展
土壤团聚体研究进展一、本文概述土壤团聚体作为土壤结构的基本单元,对土壤肥力、水分保持、生物活动以及整体土壤生态系统的健康至关重要。
随着全球气候变化、农业集约化和土地退化等问题的加剧,土壤团聚体的稳定性和功能性受到了广泛关注。
本文旨在全面综述土壤团聚体的研究进展,包括其形成机制、影响因素、稳定性评估方法以及调控措施等。
通过深入了解土壤团聚体的研究进展,可以为土壤改良、土地复垦和农业可持续发展提供理论支撑和实践指导。
本文首先对土壤团聚体的基本概念和分类进行介绍,明确团聚体在土壤中的重要作用。
随后,综述了团聚体形成和稳定的机制,包括微生物活动、根系作用、有机无机复合等因素。
接着,分析了影响团聚体稳定性的内外因素,如气候、土壤类型、土地利用方式、管理措施等。
在此基础上,总结了评估团聚体稳定性的常用方法,如粒径分布、微形态观察、稳定性指数等。
探讨了调控土壤团聚体稳定性和功能性的措施,包括合理的土地利用规划、农业管理措施、生物修复技术等。
通过本文的综述,旨在为相关领域的研究者和实践者提供全面的土壤团聚体知识体系,促进土壤科学的发展和应用。
也为解决当前面临的土壤退化问题、推动农业可持续发展提供有益的参考和借鉴。
二、土壤团聚体的形成与稳定机制土壤团聚体是土壤中重要的结构体,其形成与稳定机制一直是土壤学研究的热点。
团聚体的形成是一个复杂的物理化学过程,涉及土壤颗粒间的相互作用、有机质的分解与转化、微生物的活动等多个方面。
土壤团聚体的形成首先依赖于土壤颗粒间的凝聚力。
这种凝聚力主要由土壤中的黏粒提供,黏粒间的静电引力、范德华力以及化学键合作用使得土壤颗粒能够相互黏结,形成初步的团聚体结构。
随着团聚体的发育,有机质和微生物的作用逐渐凸显。
有机质是团聚体形成和稳定的关键因素之一。
一方面,有机质通过其表面的官能团与土壤颗粒发生吸附作用,增强了颗粒间的凝聚力;另一方面,有机质在分解过程中会产生多糖、蛋白质等有机胶体,这些胶体物质能够填充土壤颗粒间的空隙,形成稳定的团聚体结构。
第四章 土壤氮的分析
第四章土壤氮的分析4.1概述土壤中氮素绝大多数为有机质的结合形态。
无机形态的氮一般占全氮的1~5%。
土壤有机质和氮素的消长,主要决定于生物积累和分解作用的相对强弱、气候、植被、耕作制度诸因素,特别是水热条件,对土壤有机质和氮素含量有显著的影响。
从自然植被下主要土类表层有机质和氮素含量来看,以东北的黑土为最高(N,2.56~6.95 g·kg-1)。
由黑土向西,经黑钙土、栗钙土、灰钙土,有机质和氮素的含量依次降低。
灰钙土的氮素含量只有(N,0.4~1.05g·kg-1)。
我国由北向南,各土类之间表土0~20cm中氮素含量大致有下列的变化趋势:由暗棕壤(N,1.68~3.64g·kg-1)经棕壤、褐土到黄棕壤(N,0.6~1.48g·kg-1),含量明显降低,再向南到红壤、砖红壤(N,0.90~3.05g·kg-1),含量又有升高。
耕种促进有机质分解,减少有机质积累。
因此,耕种土壤有机质和氮素含量比未耕种的土壤低得多,但变化趋势大体上与自然土壤的情况一致。
东北黑土地区耕种土壤的氮素含量最高(N,1.5~3.48g·kg-1),其次是华南、西南和青藏地区,而以黄、淮、海地区和黄土高原地区为最低(N,0.3~0.99g·kg-1)。
对大多数耕种土壤来说,土壤培肥的一个重要方面是提高土壤有机质和氮素含量。
总的来讲,我国耕种土壤的有机质的氮素含量不高,全氮量(N)一般为1.0~2.09g·kg-1。
特别是西北黄土高原和华北平原的土壤,必须采取有效措施,逐渐提高土壤有机质的氮素含量。
土壤中有机态氮可以半分解的有机质、微生物躯体和腐殖质,而主要是腐殖质。
有机形态的氮大部分必须经过土壤微生物的转化作用,变成无机形态的氮,才能为植物吸收利用。
有机态氮的矿化作用随季节而变化。
一般来讲,由于土壤质地的不同,一年中约有1~3%的N释放出来供植物吸收利用。
松嫩平原不同土地利用类型土壤团聚体分布及碳氮磷化学计量特征研究
Journal of Northeast Agricultural University东北农业大学学报第51卷第12期51(12):32~402020年12月December 2020松嫩平原不同土地利用类型土壤团聚体分布及碳氮磷化学计量特征研究刘骞1,许明月1,魏思雪1,王溢琨1,王紫含1,张博1,汤洁2*(1.长春大学园林学院,长春130022;2.吉林大学新能源与环境学院,长春130012)摘要:为揭示松嫩平原不同土地利用类型对土壤团聚体特征和碳氮磷的影响,以松嫩平原内水田(W1)、旱田(W2)、湿地(W3)、草地(W4)为研究对象,研究其土壤团聚体组成及碳、氮、磷化学计量特征。
结果表明,不同土地利用类型盐碱土壤团聚体主要组成及其碳、氮、磷含量主要集中在≥0.5mm 和0.088~0.105mm 粒级,土壤结构良好,有利于团聚体对土壤养分物理保护并促进碳氮磷积累。
4种土地利用类型下,≥0.5mm 、0.25~0.5mm 团聚体有机碳与全氮、全磷均呈显著正相关,而湿地、草地土壤0.105~0.25mm 、0.088~0.105mm 团聚体有机碳与全氮、全磷均呈显著正相关,其团聚体碳氮磷对土壤养分具有良好指示性作用。
关键词:盐碱土壤;团聚体;土地利用类型;碳氮磷化学计量特征中图分类号:S156文献标志码:A文章编号:1005-9369(2020)12-0032-08刘骞,许明月,魏思雪,等.松嫩平原不同土地利用类型土壤团聚体分布及碳氮磷化学计量特征研究[J].东北农业大学学报,2020,51(12):32-40.DOI :10.19720/ki.issn.1005-9369.2020.12.004.Liu Qian,Xu Mingyue,Wei Sixue,et al.Study on distribution of soil aggregates and their carbon,nitrogen and phosphorus stoichiometric characteristics of different land use types in Songnen Plain[J].Journal of Northeast Agricultural University,2020,51(12):32-40.(in Chinese with English abstract)DOI :10.19720/ki.issn.1005-9369.2020.12.004.Study on distribution of soil aggregates and their carbon,nitrogen and phosphorus stoichiometric characteristics of different land use types in Songnen Plain/LIU Qian 1,XU Mingyue 1,WEI Sixue 1,WANG Yikun 1,WANG Zihan 1,ZHANGBo 1,TANG Jie 2(1.School of Gardens,Changchun University,Changchun 130022,China;2.School of New Energy and Environment,Jilin University,Changchun 130012,China)Abstract:In order to reveal the effects of different land use types on the characteristics of soilaggregates and carbon,nitrogen and phosphorus in Songnen Plain,paddy fields (W1),dry fields (W2),wetland (W3)and wasteland (W4)in Songnen Plain were taken as the research objects to study the composition of soil aggregates and the stoichiometric characteristics of carbon,nitrogen and phosphorus.The results showed that the main composition of saline-alkali soil aggregates and their contents of carbon,nitrogen and phosphorus were mainly concentrated in aggregates ≥0.5mm and 0.088-0.105mm.The soil structure was good,which was conducive to the physical protection of soil nutrients by aggregates and the promotion of the accumulation of carbon,nitrogen and phosphorus.Under the four land use types,≥0.5mm,0.25-0.5mm aggregate organic carbon and the total nitrogen,the total phosphorus showed significant positive correlation,while the wetland and grassland soil was收稿日期:2020-08-14基金项目:长春大学国家科研基金培育项目(Z20160915);国家自然科学基金项目(41471152)作者简介:刘骞(1982-),女,讲师,博士研究生,研究方向为土壤养分资源利用。
土地利用方式对土壤颗粒氮组分分布特征的影响
环境生态huan jing sheng tai116土地利用方式对土壤颗粒氮组分分布特征的影响◎朱琦悦 申新语摘要:为了研究土壤不同颗粒中氮组分的分布特征,以冀北坝上不同类型土壤为试验材料,分析不同土壤颗粒氮组分含量的变化。
结果表明,土壤不同粒径总氮含量在1532.79~2236.56mg/kg之间,总氮含量在土壤粒径为100-200目最高;土壤不同颗粒溶解性总氮含量在471.780~612.41mg/kg之间,溶解性总氮含量在土壤粒径为200目以下最高;土壤不同粒径氨氮含量在8.53~80.11mg/kg之间,氨氮含量在土壤粒径为20-60目最高;土壤不同粒径硝氮含量在48.87~87.27mg/kg之间,硝氮含量在粒径为100-200目最高。
表明总氮、溶解性总氮和硝态氮主要分布在土壤细颗粒中,氨氮主要分布在土壤大颗粒中。
关键词:氮组分;土壤;含量;土壤团聚体;冀北坝上土壤氮素是作物生长所必需的因素,也是最重要的限制因子[1]。
氮素含量的变化对土壤的生产力有明显的变化。
近年来,氮肥的大量应用导致作物的产量和质量下降,氮利用效率低,氮的损失严重,氮供应潜力低。
土壤有机氮是主要的氮形态,占总氮的大部分[2]。
土壤有机氮是重要的化学形态,[3],直接或间接影响土壤的性质,因此,土壤有机氮组分对土壤氮素的有效性和供氮能力研究产生了重要意义。
一、土壤氮组分的研究进展土壤中有机氮可直接被植物吸收的部分主要是土壤有机氮的可溶部分。
溶解的有机氮是指具有不同结构分子量的有机氮化合物,其通过0.45μm 的过滤孔而且可溶于水。
溶解有机氮是天然水和土壤中的常见成分[4]。
土壤生物圈在循环过程中起着重要作用[5]。
无机态氮[6]不是全部都能被植物所直接吸收利用,它们中的大部分是被黏土矿物晶层所固定的固态铵,不能作为速效氮存在[7]。
(一)土壤团聚体结构研究进展根据土壤团粒体的结构可以将土壤分为黏壤土、壤土和沙壤土[8]。
不同土地利用方式下土壤团聚体组成特征及稳定性
不同土地利用方式下土壤团聚体组成特征及稳定性石利军;胡振华【摘要】[Objective]To study the composition characteristics and stability of soil aggregate under different land use ways.[Method] Distribution and stability of soil aggregate in six kinds of particle size (≥5.00, 2.00-<5.00, 1.00-<2.00, 0.50-<1.00,0.25-<0.50, < 0.25 mm) under different land use ways were studied, on the basis of the understanding of granular structure, soil aggregate size distribution under three treatment methods were analyzed.[Result] With the increase of oscillation frequency, percentage content of ≥1.00 mm particle size aggregate reduced gradually, percentage content of < 1.00 mm particle size aggregate increased gradually.In three treatment methods (SW, WS, FW), soil aggregate size distribution also had di fferent changes, the content of ≥5.00 mm particle size under the SW treatment was biggest, under the FW treatment, the content of ≥5.00 mm particle size was least.[Conclusion] Damaging of SW treatment mode on soil aggregate was least, under the same treatment way aggregate stability also increased accordingly with the increase of slope.%[目的]研究不同土地利用方式下土壤团聚体组成特征及稳定性.[方法]研究不同土地利用方式下土壤团聚体在(≥5.00、2.00~<5.00、1.00~<2.00、0.50~<1.00、0.25~<0.50、<0.25 mm)6种粒径下的分布情况及稳定性;在对团粒结构了解的基础上,又进一步分析了3种处理方式[慢速湿润法(SW)、扰动湿润法(WS)、快速湿润法(FW)]下土壤团聚体粒径分布特征.[结果]随着振荡次数的增加,≥1.00 mm的粒径百分比逐渐减少,而<1.00 mm的粒径百分比逐渐增加.3种处理方式(SW、WS、FW)下,土壤团聚体粒径分布不同,≥5.00 mm粒径百分比在SW 处理方式下最大,在FW处理下≥5.00 mm粒径百分比最小.[结论]SW处理方式对土壤团聚体破坏性最小,同种处理方式下随着坡度的增加团聚体的稳定性也相应增加.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2017(045)012【总页数】4页(P92-95)【关键词】土地利用方式;土壤团聚体;粒径;稳定性【作者】石利军;胡振华【作者单位】山西农业大学,山西太谷 030801;山西农业大学,山西太谷 030801【正文语种】中文【中图分类】S152土壤团聚体是土壤结构的重要组成部分,对土壤结构的稳定性具有重要作用。
土壤团聚体结构
土壤团聚体结构关于土壤团聚体结构的研究报告一、引言土壤团聚体结构是指土壤颗粒通过胶结作用形成的集合体,是土壤质量的重要指标之一。
良好的土壤团聚体结构能够提高土壤的透气性、持水能力和肥力,有利于作物的生长。
因此,研究土壤团聚体结构对于农业生产和生态环境的改善具有重要意义。
本报告将就土壤团聚体结构的定义与意义、基本特征、影响因素、不良影响、优化措施和案例实践进行阐述,并提出结论与展望。
二、土壤团聚体结构的定义与意义土壤团聚体结构是指土壤颗粒通过物理、化学和生物过程形成的团聚体,其稳定性是土壤质量的重要指标。
良好的土壤团聚体结构能够提高土壤的透气性、持水能力和肥力,有利于作物的生长。
同时,土壤团聚体结构也是评价土壤质量、制定土地保护政策的重要依据。
因此,研究土壤团聚体结构对于农业生产和生态环境的改善具有重要意义。
三、土壤团聚体结构的基本特征1. 大小:土壤团聚体的大小范围很大,从毫米到微米级别不等。
一般来说,团聚体的直径越大,其稳定性越强。
2. 形状:土壤团聚体的形状各异,可以是圆形、椭圆形、柱形等。
其形状取决于土壤的类型、颗粒组成和形成条件等因素。
3. 稳定性:土壤团聚体的稳定性是其最重要的特征之一。
稳定性好的团聚体能够在土壤中保持较长时间,不易被分解和破坏。
稳定性差的团聚体则容易分散和破碎,导致土壤质量下降。
四、影响土壤团聚体结构的因素1. 有机质含量:有机质是土壤团聚体形成的重要胶结剂。
有机质的含量越高,越有利于土壤团聚体的形成和稳定。
2. 硬度:土壤硬度也是影响团聚体稳定性的重要因素。
硬度过高或过低都不利于团聚体的形成和稳定。
3. 水分:水分含量对土壤团聚体的形成和稳定也有重要影响。
在湿润条件下,土壤颗粒容易粘结形成团聚体;而在干燥条件下,团聚体容易分散和破碎。
4. 生物活动:生物活动如蚯蚓、微生物等对土壤团聚体的形成和稳定也有重要影响。
它们可以通过分泌有机物质、改变土壤硬度等方式影响团聚体的形成和稳定。
不同耕作方式下土壤团聚体中有机碳的分布及其季节变化的开题报告
不同耕作方式下土壤团聚体中有机碳的分布及其季节变化的开题报告1. 研究背景土壤有机碳是土壤中的一种重要有机物质,对土壤质量、农业生产和环境保护等方面有着重要的影响。
土壤团聚体是土壤中的一个重要组成部分,土壤有机碳主要存在于土壤团聚体中。
因此,研究不同耕作方式下土壤团聚体中有机碳的分布及其季节变化,对于理解土壤碳库变化及其对环境的影响具有重要的意义。
2. 研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面:①研究不同耕作方式下土壤团聚体中有机碳的分布:选取不同耕作方式下的土壤样品,采用干筛分析法和湿筛分析法对土壤团聚体进行分离,测定土壤团聚体中有机碳含量。
②研究不同季节下土壤团聚体中有机碳的变化:在不同季节采集同一耕作方式下的土壤样品,进行相同的实验测定,并比较不同季节下土壤团聚体中有机碳的含量变化。
③分析不同耕作方式和季节对土壤团聚体中有机碳分布的影响:通过分析不同耕作方式和季节下土壤团聚体中有机碳的变化,探讨不同因素对土壤团聚体中有机碳含量的影响。
3. 研究方法本研究将采用以下主要方法:①野外采样:在不同耕作方式下的实验地点进行野外采样,获取土壤样品。
②土壤理化性质测试:对采集的土壤样品进行物理、化学等多项测试,包括土壤粒径分布、土壤有机碳含量、pH值等。
③土壤团聚体分离:根据土壤粒径分布结果,采用干筛和湿筛分别分离出不同粒径的土壤团聚体。
④土壤团聚体中有机碳含量测定:采用干燥加热法或者湿化学氧化法测定土壤团聚体中有机碳含量。
⑤数据分析:采用统计学方法对实验数据进行分析,包括方差分析、回归分析等。
4. 参考文献[1] Cui, L., Feng, X., Zhang, Q., et al. (2019). Effects of Different Slope Aspects on Soil Aggregates and Organic Carbon in Purple Soils in Rice and Wheat Rotation. Frontiers in Plant Science, 9, 1-12.[2] Wu, Y., Chen, H., Yang, G., et al. (2020). Tillage and Nitrogen Fertilizer Application Affect Soil Aggregates and Organic Carbon in a Black Soil. Sustainability, 12(10), 4109.[3] Zhang, L., Wang, J., Li, Y., et al. (2018). Effects of Long-Term Fertilization on Soil Aggregates and Organic Carbon Fractions in a Mollisol. Sustainability, 10(8), 2695.。
不同土壤微生物量碳、氮的比较
不同土壤微生物量碳、氮的比较作者:高艳梅作者单位:沈阳农业大学1.学位论文王莹长期地膜覆盖条件下棕壤磷素变化的研究2007本文为了弄清地膜覆盖条件下不同形态有机磷在土壤中的分布状况及其对作物的有效性,从而,丰富土壤磷素化学和磷素肥力学的内容,为提高土壤磷素肥力和合理施磷提供依据。
采用Bowman-Cole土壤有机磷的分级方法,研究了长期地膜覆盖对不同施肥处理土壤有机磷形态的影响(1987-2005),分析了土壤中全磷、有机磷、速效磷以及各形态有机磷含量的变化情况,进行了不同施肥处理之间、不同年份之间、不同耕作方式(裸地与覆膜)以及不同生长季节的比较与分析,得出以下结论: (1)经过18年长期不同施肥,土壤全磷含量明显发生变化。
除对照处理外,其它处理土壤全磷含量均高于试验前(1987年),施用有机肥处理全磷含量比试验前显著增加,其中土壤全磷含量增加值为:有机无机肥配施>单施有机肥>无机肥,且差异显著。
裸地与覆膜比较,M1N1P1处理增加达到了极显著水平,其它处理变化不大。
(2)经过18年长期不同施肥,无论是对照、施有机肥还是施化肥处理,土壤有机磷含量都较1987年有所增加,且差异显著。
从栽培措施方面看,覆膜后各处理有机磷含量与裸地的相比变化不大。
(3)经过18年长期不同施肥,除对照外无论施有机肥还是施化肥处理,土壤速效磷含量都较1 987年显著增加。
从栽培措施方面看,覆膜后除对照外其它各处理速效磷含量比裸地要低。
(4)长期施肥盖对土壤有机磷组分含量的影响显著。
与对照相比,活性有机磷、中活性有机磷、中等稳定性有机磷中其它各处理均有所升高,其中以有机无机肥配施增加显著;不同施肥处理的土壤高稳定性有机磷含量均高于对照。
从1987年至2005年,土壤活性有机磷、中活性有机磷、中稳定性有机磷含量呈现出两种趋势:一种是逐年升高的趋势,另一种是先下降再升高的趋势:高稳定性有机磷基本上为逐年升高的趋势。
太白山不同海拔土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征
太白山不同海拔土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征一、本文概述太白山位于中国陕西省中部,作为秦岭山脉的一部分,其地理位置和生态环境具有极高的研究价值。
太白山的海拔高度差异显著,从山脚到山顶的生态环境呈现出明显的垂直分布特征,这为研究不同海拔下土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征提供了理想的天然实验室。
本文旨在探究太白山不同海拔梯度下土壤碳、氮、磷含量的变化,并分析这些变化如何影响土壤的生态化学计量特征。
通过采集太白山不同海拔高度的土壤样品,分析其碳、氮、磷元素的含量,并结合生态化学计量学的理论和方法,揭示太白山土壤碳、氮、磷元素随海拔变化的规律,以及这些变化对土壤生态功能的影响。
本文的研究不仅有助于深入理解太白山土壤生态系统的结构和功能,而且可以为其他类似地区的生态学研究提供借鉴和参考。
本文的研究结果对于太白山生态环境保护、生态恢复和可持续发展也具有重要的实践指导意义。
二、文献综述太白山,作为中国西部的重要山脉,其独特的地理环境和生态条件为土壤碳、氮、磷元素的分布和循环提供了丰富的研究背景。
多年来,国内外学者对于太白山土壤碳、氮、磷的含量及其生态化学计量特征进行了大量研究,旨在揭示这一关键生态系统中的元素循环和能量流动规律。
在土壤碳的研究方面,早期研究主要关注于太白山不同海拔土壤中有机碳和全碳的含量变化。
这些研究发现,随着海拔的升高,土壤有机碳和全碳含量呈现出一定的变化趋势,这可能与不同海拔的气候、植被类型以及土壤质地等因素有关。
近年来对于土壤碳稳定性的研究也逐渐增多,尤其是关于土壤团聚体对碳的固定和保护作用。
对于土壤氮的研究,学者们主要关注氮的形态、含量及其与植被生长的关系。
研究表明,太白山土壤中氮的形态多样,包括无机氮和有机氮等。
随着海拔的变化,土壤氮的含量和形态分布也会发生相应的调整,以适应不同植被的生长需求。
土壤氮的矿化过程和硝化作用等氮循环过程也是研究的热点。
磷作为植物生长的关键元素之一,在太白山土壤中的含量和分布特征也受到了广泛关注。
氮沉降下的土壤团聚体
氮沉降下的土壤团聚体近年来,氮沉降成为了环境学研究的热点,对于土壤、生态系统以及全球大气污染等问题也产生了重要影响。
氮沉降是指大气中一系列化合物,如氨气、硝酸、亚硝酸等,直接或间接地沉积到地面的过程。
越来越多的证据表明,氮沉降会对土壤团聚体产生影响,本文将从土壤团聚体的角度出发,探讨氮沉降对土壤团聚体的影响和作用。
土壤团聚体是指土壤中的一些具有一定稳定性的微小聚合物,它们由于物理、化学及生物作用等因素混合在一起而形成的。
如土壤颗粒间的膠合剂、微生物分泌的胶体类物质等。
土壤团聚体的存在能够保护土壤颗粒,提高土壤整体的稳定性,并保留水分和养分等。
因此,研究土壤团聚体的形成、运移和变化过程,对于深入理解土壤的状况与特性有着重要的意义。
氮沉降对土壤团聚体有着多方面的影响。
首先,氮沉降的存在会改变土壤微生物的群落和数量,这对于土壤团聚体的形成和维护具有关键作用。
多种氮化合物的沉降能够影响土壤酸碱度,使土壤酸化度增加,从而破坏土壤中一些基于化学等作用的粘结物,甚至会抵消土壤团聚体中的一些微生物聚合作用,导致土壤变得更为松散,团聚体数量减少。
其次,氮沉降通过改变土壤中的无机离子含量,进而影响土壤团聚体的结构和稳定性。
硝酸根离子和亚硝酸根离子是氮沉降中的核心成分之一。
氮沉降造成的氮素过量供应,能够增加土壤中硝酸根离子和亚硝酸根离子的含量。
这两种离子在土壤中的反应,会引发溶解土壤微粒并离开土壤层次。
另一方面,这些离子如同酸性物质影响着土壤的酸碱度,使得团聚体层面的粘接能力大幅降低,从而导致团聚体的数量和质量受到影响,使得土壤整体的稳定性变得更差。
此外,氮沉降对土壤团聚体也有着潜在的连锁作用,那就是氮素沉积导致的地下水、河流、湖泊等水体的污染和尤其是对大气环境影响的影响。
当氮素过量堆积在土壤中,土壤本身逐渐失去活力,会破坏生态环境,对水体的污染和土壤微生物群落的变化等也产生了显著的影响,进而影响土壤团聚体的形成和维持。
植物根系对土壤氮素转化的影响研究
植物根系对土壤氮素转化的影响研究植物作为陆地生态系统中重要的组成部分,通过根系与土壤紧密联系。
植物根系在土壤中发挥着重要的作用,包括吸收水分和养分、固定土壤、改善土壤结构等。
本文将探讨植物根系对土壤氮素转化的影响,并对植物根系的相关机制进行分析。
一、植物根系对土壤中氮素的吸收和利用植物通过根系对土壤中的氮素进行吸收,并用于自身的生长和发育。
根系中吸附氮素的主要机制包括离子交换、吸附和根际微生物转化等。
植物根系释放的有机物质能够促进土壤微生物的活动,进而影响土壤中氮素的转化和循环。
二、植物根系对土壤氮素转化的促进作用1. 植物根系促进土壤中氮素的矿化植物根系通过分泌酸性物质,降低土壤pH值,从而促进土壤中有机氮的矿化过程。
此外,根系分泌的酶能够分解有机氮物质,使其转化为无机氮,可被植物吸收利用。
2. 植物根系促进土壤中氮素的固定植物根系分泌的多糖物质能与土壤颗粒结合,形成稳定的有机胶体,从而促进土壤中氮素的固定。
植物根系的生长和分解也能提供有机质,与土壤胶体结合形成团聚体,促进土壤中氮素的固定。
三、植物根系对土壤氮素转化的抑制作用1. 植物根系降低土壤中氮素的硝化过程植物根系通过分泌抑制剂,降低土壤中氨氧化细菌的活性,从而抑制土壤中氮素的硝化过程。
这一过程可以减少土壤中硝态氮的积累,提高土壤中氮素的利用效率。
2. 植物根系降低土壤中氮素的脱氮损失植物根系分泌的多酚类物质和多糖物质能够与土壤中的氮氧结合,形成稳定的有机氮物质,降低土壤中氮素的脱氮损失。
这一过程可以减少氮素的流失,提高土壤中氮素的利用效率。
综上所述,植物根系对土壤氮素转化具有重要的影响。
通过根系的吸收和利用,植物可以促进土壤中氮素的转化和循环,提高土壤中氮素的利用效率。
同时,植物根系还能对土壤中氮素的硝化过程和脱氮损失起到抑制作用。
因此,研究植物根系对土壤氮素转化的影响具有重要的理论和实践意义。
总结:本文探讨了植物根系对土壤氮素转化的影响,并分析了植物根系的相关机制。
不同植被类型下植物根系对土壤的影响
不同植被类型植物根系对土壤的影响徐冰00413017摘要:在植被与土壤的相互作用中,植物的根系是一个重要的纽带。
不同的植被类型中不同的物质组成,使得土壤中的根系具有不同的形态结构、生理特点,导致不同植被类型下的土壤产生了明显的差异。
本文通过对坝上地区相间分布的森林、草原植被的研究根据群落调查和土壤调查的结果,提出由于单子叶植物在草原群落中的重要性比在森林群落中大(一个有意思的结论!),而单子叶植物的须根系在形态上又具有细根分布均匀等特点,所以使得草原土壤的质地更细更均一,层次更分明,而森林土壤则具有较厚的腐殖质层。
关键词:植被类型;植物根系;森林土壤;草原土壤;单子叶植物;双子叶植物植被与土壤之间是相互影响相,互作用的关系。
植物的生长活动是土壤形成的关键因素。
一定气候条件决定了一定的植被类型,不同类型的植被之下又发育着不同的土壤。
特别是在森林和草原这两大类截然不同的植被作用下,森林土壤和草原土壤在很多方面有着明显的差异。
植物体对土壤影响最大的部分就是它的根系。
植物的根系是土壤有机质的来源,为土壤微生物的活动提供环境,对土壤的质地、结构、水分状况和营养元素的含量等都有很大的影响⑴。
对于不同类型的植被,其物种组成不同,则其根系的形态结构、生长方式也就不同,对土壤也就会产生不同的作用。
为解释不同植被下土壤的成因,本文选取坝上地区4个有代表性的样地(森林、草原植被各2个),根据群落调查和土壤调查的直观结果,分析不同植被下土壤的特征差异,及植物根系在这些差异的形成过程中所起的作用。
1.研究区域概况坝上地区位于河北省北部,内蒙古高原南缘,是我国半湿润区到半干旱区、华北平原到内蒙古高原、森林植被到草原植被的过渡地带。
区域内气候条件多样,植被类型丰富,是生态学研究的关键区域[2,3]。
由于是森林向草原的过渡地带,该区域内的天然林成块状的分布。
次生性的天然白桦林常分布于阴坡,而阳坡则是草原或草甸。
森林和草地在山坡两边相间分布,构成该区域内常见的景观,也为植被与各环境因子相互关系的研究提供了方便。
土壤团聚体
化学因素对土壤团聚体形成的影响
土壤有机质对土壤团聚体形成的影响:
• 土壤有机质中的活性成分有助于颗粒的粘结 • 土壤有机质的氧化还原性质对土壤团聚体稳定性的影响
土壤矿物质对土壤团聚体形成的影响:
• 土壤矿物质中的粘结物质对颗粒的粘结作用 • 土壤矿物质的化学成分和结构对土壤团聚体稳定性的影 响
土壤团聚体对土壤水分的影响
• 土壤团聚体对土壤水分的影响主要包括: • 土壤团聚体对土壤水分保持和渗透性的影响 • 土壤团聚体对土壤水分蒸发和蒸腾作用的影响
土壤团聚体对土壤气体交换的 影响
• 土壤团聚体对土壤气体交换的影响主要包括: • 土壤团聚体对土壤氧气和二氧化碳交换的影响 • 土壤团聚体对土壤有害气体排放的影响
土壤团聚体对植物抗 逆性的影响
• 土壤团聚体对植物抗逆性的影响主要包括: • 土壤团聚体对植物抗旱、抗涝、抗盐碱等逆境的影响 • 土壤团聚体对植物病虫害抵抗力的影响
06
土壤团聚体的调控与应用
土壤团聚体的调控技 术
• 土壤团聚体的调控技术主要包括: • 增加土壤有机质的输入和保持 • 调整土壤矿物质组成和结构 • 合理调控土壤水分和氧化还原条件 • 保持土壤微生物和植物根系的活性
土03壤团聚体的稳定性及其
影响因素
土壤团聚体稳定性的评价方法
• 土壤团聚体稳定性的评价方法主要包括: • 机械稳定性测定法(如干筛法、湿筛法等) • 水稳定性测定法(如水浸法、冻融法等) • 氧化还原稳定性测定法(如硫酸盐还原法、氧化还原指示剂法 等)
土壤团聚体稳定性的 主要影响因素
• 土壤团聚体稳定性的主要影响因素包括: • 土壤有机质含量和组成 • 土壤矿物质成分和结构 • 土壤水分和氧化还原条件 • 土壤微生物和植物根系活性
寒温带林区不同林型下土壤中氮矿化特征
寒温带林区不同林型下土壤中氮矿化特征寒温带林区因气候寒冷,生物生长季短,植被演替缓慢,土壤贫瘠等原因,形成了多种不同类型的林地生态系统。
不同林型对土壤中氮矿化特征的影响也不同。
落叶阔叶林落叶阔叶林一般分为温带和寒带两类,寒带落叶阔叶林以落叶松、红松、枫杨、榆树为主。
寒带落叶阔叶林土壤中氮含量较低,土壤呈偏酸性,沉积物层深厚,舒缓岗积和不发达岗积相间分布,土壤坡度较大,形成不同的土层。
氮矿化有以下几个特点:一、在土壤温度适宜的情况下,氮矿化速度较快,但矿化量较低;二、由于寒冷的气候条件,在生长季后期,土壤中的大部分氮都被转化为冬季半年里难以矿化的有机氮形式积累起来,导致土壤矿化氮含量较低,而难以矿化的有机氮含量较高;三、在土壤pH值为6左右时,氮矿化速率较高,同时矿化率和矿化速率也受到土壤水分和温度的影响。
针叶林针叶林分为多年生常绿针叶林和多年生落叶针叶林。
在多年生落叶针叶林中,常见的树种有红松和云杉。
针叶林在土壤中含有更高的氮含量,但由于叶片质量低,脱落快,土壤中的有机质含量相对较低。
氮矿化特点有以下几个特点:一、在温度适宜的条件下,氮矿化速度较快;二、矿化量较大,因为针叶林土壤中通常含有较高的氮盐,如硝态氮和铵态氮;三、氮的价态变化较少,主要存在于硝酸盐和铵盐形式。
针阔混交林针阔混交林主要由红松、云杉和白桦、山杨、樟子松等树种组成。
由于树种组成的多样性,针阔混交林中氮矿化特征也表现出多样性。
一般存在以下特点:一、土壤氮素含量较高;二、在土壤温度接近或高于15℃时,氮矿化速度较快,但这个速度并不像纯林型那样显著;三、由于土壤水分和养分中的互作,形成了不同的氮素淋洗模型。
总之,不同的林型对土壤氮素的矿化特征有所不同。
为了更好地利用土地资源和保存生态环境,了解这些特征有助于我们正确把握不同林地生态系统发展的规律。
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不同植被条件下土壤团聚体中氮素分布特征研究1 立题依据土壤团聚体是土壤结构最基本的单元,是土壤的重要组成部分和土壤肥力的物质基础,对土壤的许多理化性质和生物学性质都有着重要影响。
土壤氮是最易耗竭和限制植物生长的营养元素之一。
林地长期持续的生产力来自于土壤营养的持续供应<Burton J, Chen C, Xu Z H, GhadiriH,2007)。
土壤中氮的形态包括有机氮和无机氮。
有机氮是土壤中氮的主要部分,一般占土壤全氮量的92~98% ,土壤中的无机态氮主要包括铵态氮、硝态氮、亚硝态氮和氮气<袁可能,1983)。
土壤中的含氮有机物主要来自动植物残体、根分泌物以及微生物。
土壤科学工作者在研究土壤氮素方面做了大量工作,基本明确了土壤氮素转化及损失机理<李贵桐等2002;催远来,2004)。
国内外在土壤氮库及其在土壤不同团聚体中分布研究也取得了显著进展,Christensen等<Christensen B T,1998),发现,3种土壤施用秸秆后其不同粒级团聚体中的含氮量发生了变化。
研究表明土壤有机质和氮素的分解与积累有一定的相关性,不同肥料配合施用对土壤氮素盈亏分布有影响<马成泽等,1993)。
因此植被与土壤氮素的关系也愈来愈受到研究者的重视<Berendse F,1999)。
不同植被条件下的土壤环境不同,土壤结构和土壤养分含量也不同,因此系统研究岷江上游山地森林-干旱河谷区不同植被条件下土壤团聚体中氮素分布将为探索和研究该区域土壤特征提供理论依据。
同时结合土壤环境,揭示不同植被条件下土壤团聚体氮素的特征,将有助于我们了解土壤环境状况,对当地实现土壤的可持续利用具有重要的现实意义。
2 国内外研究现状氮素是地球上生物的重要生源要素,长期以来人类一直从生物圈生态发展和满足人类食物需求的角度加以研究和利用,但是为了提供足够的氮素,人工是施加的氮素也对农田生态系统等造成了一定的污染合理的利用氮素是现代农业的必要手段<刘雪琴等,2006;刘宏斌,2006;杨玉慧,2006),因此自20世纪70年代以来,国内外对农业面源污染与氮素流失的研究一直是热点问题<黄满湘,2003)。
现在人们开始着眼于林地草地土壤氮素的各种研究,土壤氮素在林地草地植被恢复起着中重要作用<李裕元等,2009)。
2.1土壤团聚体土壤团聚体的形成是一个复杂的物理、化学及生物化学过程,详细的机理目前尚不完全清楚<文倩,2004)。
纵观过去70a的研究结果,团聚体的形成主要有两种不同的观点。
Elliott(1998>认为大团聚体首先形成,小团聚体再形成于大团聚体内部的有机质颗粒周围;或当有机质分解,大团聚体破碎后直接形成小团聚体。
Tisdall(1994>和Lades(1991>认为大团聚体是微团聚体形成后在根系和菌丝的缠绕作用下形成的。
可见,土壤颗粒的团聚是生命和非生命物质共同作用的结果,即有机无机复合体是团聚体形成的基础)。
土壤团聚体是土壤功能的重要指标,其稳定性是土壤生态系统的综合参数,是土壤对径流和侵蚀敏感性的有效指示因子。
目前对于土壤团聚体的研究主要集中在黄土高原、西南土石山区及川中丘陵区等区域,对于岷江上游干旱河谷地区不同植被条件下土壤团聚体分布特征及其稳定性研究较少。
郑子成等(2018>研究了不同土地利用方式下土壤团聚体中养分的分布特征,结果表明,不同土地利用方式下土壤团聚体均以> 2 mm 粒径为主,0.5-0.25mm 粒径团聚体含量最少,不同土地利用方式下土壤有机碳,全氮、全磷、全钾,速效氮、速效钾在团聚体中的分布存在一定差异。
何淑勤等<2018)研究了在不同土地利用方式下土壤团聚体的分布及中其有机碳含量的变化,结果表明,不同土地利用方式下土壤团聚体的分布均以> 2.00 mm团聚体为主, 其它依次为0.5~1,1~ 2, < 0.25和0.25~0.5 mm粒径的团聚体。
在黄土丘陵区,植被恢复初期,土壤>10mm粒级的团聚体含量在0~20 和20~40 cm 层次均较高,含量为331.4~525.6 g/ kg。
随植被恢复年限增加,10~7、7~5、5~3、3~2、2~1 mm 粒级的团聚体绝对含量下降差异不明显<安韶山等,2008)。
植被恢复后土壤有机质提高,促进了团聚体的形成,并提高了团聚体的稳定性<彭新华等,2003;王清奎等,2005),同时团聚体稳定性是土壤的基本性质,反映了土壤肥力的高低<石辉,2006)。
2.2土壤团聚体中的氮素土壤中的氮包括有机态和无机态两大类,其中90%以上是有机态氮,无机态氮含量不到10%<郭群召,2004)。
根据对作物的有效性,土壤中的有机氮可分为两类,一类是植物难以利用甚至无效的氮,含量高达80%,他们很稳定,难以被微生物分解。
另一类是对植物有效的有机氮,这类氮存在于土壤中死的或活的生物体中,或刚从生物体中游离出来尚未被矿化,主要有蛋白质、核酸、氨基酸、酰胺和氨基糖,它们极容易被矿化,是土壤有效氮的主要来源。
土壤中的无机氮包括NO3-、NO2-和NH4+,NH4+又包括交换态和固定态,其中不能被植物直接利用的固定态的NH4+约占无机氮的50%以上。
所以,植物可以直接利用的NO3-、交换态NH4+和极少量的小分子有机态氮,仅占全氮的1%左右(张金波等,2004>。
氮是作物生长发育所需的生命元素,是构成生命物质—蛋白质的主要成分,缺氮往往使植株生长速率变慢,植株变弱,茎杆细小,叶片小而黄,产量和品质降。
植株吸收的氮素主要来自土壤和肥料,其中约有50%来自土壤的氮素,某条件下甚至达70%以上。
氮素是作物需求量最大、必不可缺少的矿质元素,也是作物生产重的限制因子<王西娜,2008)。
旱地分期施用氮肥可以一定量的提高小麦产量和品质, 施氮水平对小麦植株氮素吸收、利用和籽粒产量、品质形成有很大的影响<王渭玲,1996。
周筑南,2004)。
玉M秸秆肥配施化肥对土壤氮素的调节也有重要作用,同时在培养条件下,土壤中亚硝态氮主要来源于土壤硝化过程,且高浓度的亚硝态氮能在土壤中长时间累积<颜丽等,1992)。
我国13种主要土壤中硝态氮的“S”形曲线方程模拟得出,土壤最大硝化作用速率(Kmax>以黄绵土最高,其次是红油土,以砖红壤为最小。
硝态氮累积达到最大需要的时间(t>以水稻土为最长,其次是砖红壤和棕壤,以燥红土和淤灌土最小。
亚硝态氮的峰值浓度以褐土最高,其次是淤灌土;黑土、黄壤和棕壤在培养过程中几乎未检测到亚硝态氮<鲍俊丹,2009)。
为了提供足够的氮素,人工是施加的氮素也对农田生态系统等造成了一定的污染,合理的利用氮素是现代农业的必要手段<刘雪琴等,2006;刘宏斌,2006;杨玉慧,2006)同时,氮素存在循环。
这一循环是开放的,它与大气和水体等外界环境进行着复杂的交换<朱兆良,1992)。
3 研究目标及内容3.1研究目标本研究以岷江上游山地森林干旱河谷区不同植被条件下土壤为对象,开展不同植被条件下土壤团聚体中全氮及碱解氮的分布特征研究,弄清不同植被条件及不同土层土壤土各粒级团聚体中全氮及碱解氮含量的影响,以期为了解该区域的生态系统土壤特征及对生态环境的恢复与重建等方面提供一定依据。
3.2 研究内容<1)不同植被条件下土壤各粒级团聚体中全氮的分布特征<2)不同植被条件下土壤各粒级团聚体中碱解氮的分布特征<2)不同植被条件及不同土层对各粒级团聚体中全氮及碱解氮分布的影响4 研究方案4.1 研究区简况研究区域位于四川省西部理县干旱河谷的典型地带杂谷脑河支流,是典型的岷江上游山地森林/干旱河谷区域。
该地区属于典型的高山峡谷区,地质结构属龙门山断裂带中段,平均海拔2700m,是川西平原与青藏高原的过渡地带,气候具有明显干湿季、日温差大,属于山地季风气候,由于受西风急流南支、东南季风和西南季风的共同影响,加上复杂的地形、地貌和海拔高差,导致水热重组,垂直气候带明显具有典型的干旱河谷气候。
土壤以旱生灌木草丛植被下发育的山地燥褐土为主,pH值7.4~8.4。
由于当地的山地燥褐土土体中常夹着大量岩石硝屑和游离碳酸钙,粗粉粒比重达51.22%~57.90%,土壤结构不良,结构紧实致密,故通气透水和蓄水肥性较差,使植物很难定居,进而加速生态环境的更加恶化。
植被以旱生灌丛为主,为适应干燥环境。
植物呈现丛生、根深、叶小、具刺、被毛、低矮或匍匐的性状,植物体部分或全部卷曲、肉质化、分泌挥发油等荒漠化半荒漠化特征,主要建群种有白刺花(Sophoradavidiana>、虎榛子(Ostryopsis davidiana>、铁杆蒿(Artemisiagmelinii>、川甘亚菊(Ajania potaninii>、光果莸(Caryopteristangutica>等。
沿河谷逆流而上,植被类型分布出现:乔木林-高灌木-矮灌木-半灌木-丘状矮小半灌木-半灌木-矮灌木-高灌木-乔木林。
从两侧谷坡垂直往上,植被带谱也很清晰。
由于受海拔高度的影响,理县干旱河谷区由低到高形成明显而完整的垂直植被带谱。
4.2样品的采集基于对研究区海拔、坡度、坡位、坡向、植被类型及土地利用方式等因素的调查,分别选择最具代表性区域,在每一个样地内按“S形”布5点,分别采集0~10cm,10~20cm土层约2kg混合土样,装入硬质饭盒中带回实验室,自然风干后用来测定团聚体组成、数量及稳定性。
另外,利用环刀和铝盒采集土壤,带回实验室以便测定土壤容重、总孔隙度、饱和含水量、毛管持水量等。
4.3 测定的工程及方法4.3.1土壤团聚体土壤团聚体采用沙维诺夫法分级<干筛法)<中国科学院南京土壤研究所主编,1978),即将自然风干的土壤除去植物残体及小石块后,称取500 g放置在最大孔径土壤筛<5 mm)上面,套筛下面土壤筛孔径依次为2、1 、0.5和0.25 mm,底层放置底盒,以备收取<0.25 mm团聚体。
将盛土套筛放在干筛振荡机上振荡 5 min后,从上至下依次取样,称重,求得团聚体组成。
4.3.2全氮称取风干土样<0.25mm)约1.0g<含氮约1mg左右),放入干燥的50ml开氏瓶中,加入1.1g混合催化剂<硫酸钾100g,硫酸铜10g及硒1g,分别研磨成粉,再混合均匀。
)注入3ml浓硫酸,摇匀,盖上小漏斗,放在电炉上,开始用小火徐徐加热,待泡沫消失,再提高温度<注意防止作用过猛),然后微沸消煮,当消煮液呈灰白色时,可加高温度,待完全变成灰白稍带绿色时,再继续消煮1h。