土壤理化性状
土壤的基本理化性质[专业内容]
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腐殖质（克/千克) 29.5 0 4.3 14.8 53.7 64.2
密度(克/厘米 3) 2.62 2.66 2.66 2.62 2.59 2.59
常用土壤密度值：
2.65克/厘米3。
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2、土壤容重：单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质
量。
土壤容重值多介于1.0-1.5克/厘米3范围内,
沼泽土
1.10~1.30
对于大多数植物来说，土壤容重在1.14—1.26g/cm3之间比较适宜。
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容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度
最松 松 适合 稍紧 紧实
容重(g/cm3)
<1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30
>1.30
孔度(%)
>60 60~56 56~52 52~50
夯实的土壤容重典则型可土高壤达容1.重8-2.0克/厘米3。
土壤
容重（g/cm3)
土壤
容重（g/cm3)
泥炭
0.20~0.50
黄土
1.35~1.50
蓬松盐土 灰化层
0.80~1.00 0.80~1.00
土壤碱化层 土壤龟裂层
1.50~1.70 1.70~1.90
黑钙土耕层 1.10~1.30 灌溉后土壤结壳 1.60~1.90
注：式中土壤水吸力以 kPa为单位
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(二)土壤孔隙类型
土壤孔隙的持水功 能和毛管水上升情况 成为孔隙分类的主要 依据
孔隙类型
孔径大小 ( mm) 土壤水吸力 （kPa） 所含水分有效性
非活性孔隙（无效孔隙） < 0.002
第三章土壤因素对昆虫的影响
第三章土壤因素对昆虫的影响第一节土壤环境土壤是生物的一个特殊环境,也是生态系的重要组成部分。
在土壤中生活着大量生物，许多地面上生活的生物都与土壤发生密切的关系。
大多数植物的根系生长于土壤之中，吸收土壤中的无机物质作为营养，输送到茎、叶中去，利用太阳的辐射能和大气中的二氧化碳等制成有机物.这些有机物通过枯枝落叶和死亡的植物回到土壤中去。
植食性动物以植物为食，从植物制成的有机物质中取得营养，捕食性动物又从植食性动物中取得营养。
在这食物连锁（食物链）中,植物所制成的有机物是营养的基础,土壤中的无机物是这些有机物的重要来源。
动物又通过粪便排泄物和死亡的尸体又回到土壤中去。
动植物的尸体和残渣，在土壤中被尸食性及腐食性动物所取食，最后被大量微生物所分解。
这样，每一个食物链都消耗一部分能量，都还原一部分物质，最后以无机物回复到土壤之中.土中生物不断改变着土壤的性质，推动着土壤环境的变化和发展。
昆虫与土壤的关系也是相当密切的。
许多昆虫整个生长期在土中度过,一些昆虫栖息于土中，一些昆虫在土中化蛹，一些昆虫在土中越冬。
据估计,大致有95％的昆虫种类与土壤环境发生或多或少的直接关系。
土壤气候、土壤的理化性质、土壤生物都会对昆虫种群产生影响。
第二节土壤气候土壤气候主要组成因素是温度和湿度。
土壤的温度和湿度与大气的温度和湿度有密切的关系,但由于土壤的特殊性质而形成了土壤温度和湿度的特殊性质。
一、土壤温度：土温对昆虫生理上的作用与气温的作用基本上是一样的.但土温的变化与气温的变化不完全一致，而且不同土层深度的温度变化也不相同。
土温的日变化一般白天土表受太阳辐射的影响而温度提高，热由表层向下层传导，夜间则表层冷却速度较快，热向表层传导而散失。
因此，土表比下层温度变化幅度大，土层越深，温度的日变化越小。
深达80~100厘米左右土温的日变化趋于稳定。
土温的年变化（季节变化）的幅度也依土层加深而趋于稳定.在低纬度地区，年变幅消失于5～10米深处，中纬度地区，年变幅消失于15～20米深处；高纬度地区,年变幅消失于25米深处。
第三次全国土壤普查理化性状检测指标
有效铁
9
有机质
31
有效橘
10
全氮
32
有效铜
11
全硼
13
全硫
35
有效钳
14
全硼
36
碳酸钙
15
全硒
37
游离铁
16
全铁
38
总汞
17
全镒
39
总神
18
全铜
40
总铅
19
全锌
41
总镉
20
全铝
42
总铭
21
全铝
43
总锲
22
全硅
第三次全国土壤普查理化性状检测指标
序号
检测指标
序号
检测指标
1
机械组成
23
全钙
2
土壤水稳性大团聚体
24
全镁
3
pH值
25
有效磷
4
可交换酸度
26
速效钾
5
水解性酸度
27
缓效钾
6
阳离子交换量
28
有效硫
7
交换性盐基及盐基总量（交换性钙、交 换性镁、交换性钠、盐基总量）
29
有效硅
8
水溶性盐（水溶性盐总量、电导率、水 溶性钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、 碳酸根、碳酸氢根、硫酸根、氯根）
全国土壤普查理化性状检测仪器设备-图文清单
自第三次全国土壤普查的消息正式在一号文件里亮相，普查进入实地调查的时间越来越近。
《第三次全国土壤普查工作方案》显示，三普工作将持续4年，于2025年形成土壤三普成果。
那么，在这4年中，到底要调查多少面积内的土壤，要做多少工作？据中国土壤学专家、中国农业科学院农业资源与农业区划所研究员卢昌艾介绍，初步匡算的土壤普查面积，约有700万平方公里。
通过样点采集的方式进行普查，目前初步布设了6万个剖面样点，200万-300万个表层样点。
而这只是土壤“三普”的前期工作，要完成包括采集、测试、质控、技术指导、成果汇总等在内的所有的普查工作，还需要大量的人力、物力投入。
比如一系列精度准、效率高、功能齐全的土壤检测仪器设备。
土壤普查仪器清单类别名称技术参数图片视频监控设备视频监控设备支持300个预置位，支持18条巡航路径，支持7条以上的模式路径设置，支持预置位视频冻结功能。
取样设备电动土壤取样器（充电式）仪器用途：（所有土壤适用）该仪器是土壤普查工作必配设备，主要用于不同深度土样采集，使用简单，方便安全。
功能特点：1、螺旋式刀口，取土便捷省力，劳动强度低。
2、48V锂电池供电，携带方便。
3、电动助力，轻松取出土样，各种土壤类型都可适用4、钻头可更换，土样不混淆。
5、取土钻可根据不同深度定制。
6、取土器外表标有刻度值，可根据需求精确取样。
7、可拆卸式设计，方便安装和收纳。
简介：（松土适用）电动土壤取样器采样便捷，采样效率提高，是一款相当实用的土壤取样工具，是土壤三普必配设备，进行土壤柱状取样。
特点：1、采样深度2米，可在其任意深度内实现刨面的取样；2、含锂电充电，无需电源和发电设备；3、采用冲击式采样原理，有效避免采样扰动对土壤样品的影响；4、仪器便携、省力可单人采样，主机重量<6kg，有极强的操控性；5、采样器也可以内置衬管使用，针对粘度较大的土壤样品较好。
汽油动力土壤取样器介绍：仪器采用汽油或柴油动力，快速简便，使用安全可靠，振动小、油耗低、作业效率高，大幅减免了土壤取样人员的劳动力。
土壤理性化物理调查表
土壤理性化物理调查表由于目前的土壤改良技术还不够成熟，很多农民朋友对土壤改良还存在着误解，觉得通过化学或物理的方法可以改良土壤，甚至是完全改变土壤的性质。
为了更好地促进土壤改良，提高土壤肥力，科学合理地管理种植作物，防止水土流失和酸化、盐渍化等情况的发生，保证农产品质量安全与生态环境和谐发展。
笔者在此结合自己多年来种植经验及专业知识对土壤理性化物理调查表进行总结与分析：1、土壤物理性状：土壤理化性状是在土壤中元素及矿物元素组成基础上发展起来的一种客观现象。
简单地说主要表现为：水肥力水平变化剧烈、土壤质地变差、土壤中有机质含量逐渐减少；由于水分管理不当或管理水平不高易导致土壤中微生物数量减少或活性降低；土壤中有机物质量下降，影响土壤中微生物群的生存与繁殖而形成肥力下降等。
2、土壤理化性状主要表现在土壤团粒结构消失、土壤孔隙减少、土壤孔隙度下降、土壤 pH值下降等方面内容。
3、土壤理化性状不同类型主要表现在土壤理化性状不同阶段和土壤层物理性状方面内容：以氮、磷、钾及钙为代表的营养元素随水分迁移形成离子态氮素(N、 P)和有机质(P)两种离子态氮；以钾为主形成离子态钾；以钙为主形成微量元素钙；以钠为主形成中微量元素钼。
(1)作物对土壤中营养元素的吸收利用主要靠水分迁移和团粒结构形成。
作物对土壤中养分的吸收利用是土壤的一个重要过程。
在作物的整个生长期中，养分的释放与吸收有一个非常重要的阶段。
氮和磷是氮、磷在土壤中的固定形态，在氮形态中它们的转化可以通过化学反应而进行。
例如：作物在生长过程中对土壤中的氮要通过吸收土壤中的有机碳与磷来转换成二氧化碳和水来进行存储与转化。
所以一般情况下氮、磷、钾等氮元素转化为养分主要通过植物的根际周围的土壤移动到植株体内进行吸收利用。
当作物体内养分无法快速的转化利用时，会通过植物根系直接向植株体内输送养分至根部，从而达到促进植株生长与提高抗病能力的作用。
同时植物也会通过根部向植株体内输送更多的养分到叶片或果实中去，促进植株的生长发育或提高果子的产量与品质。
实验3 土壤理化性质测定与分析
实验3 土壤理化性质测定与分析1 土壤样品的采集和制备土壤样品的采集是否具有代表性，是决定分析结果能否正确反映土壤特性的关键。
因此，采集的土壤样品必须具有代表性，以确保土壤质量分析结果的正确性。
从田间采集来的土壤样品不可直接进行化学分析，需经过筛或风干过筛等处理后方可进行分析。
因此，在风干过筛处理中保持最小的误差是同样的重要。
本实验的目的在于通过土壤样品采集的实践，使学生更好地掌握采集具有代表性土壤样品的技能和合理处理样品的技能。
1.1土壤样品的采集1.1.1耕层混合土壤样品的采集（1）确定采样单元根据有关资料和现场勘查后，将采样区划分为数个采样单元，每个采样单元的图类型，肥力状况和地形等因素要尽可能均匀一致。
（2）确定采样点数及采样点位置采样点数的确定，取决于采样区域的大小、地块的复杂程度和所要求的精密度等因素，一般以5-20个为宜。
采样点位置的确定要遵循随机布点的原则，常采用“S”型布点方式，该方式能较好地克服耕作、施肥等农业措施造成的误差。
但在采样单元面积较小，地形变化较小，地力较均匀的情况下也可采用对角线（或梅花）形布点方式。
为从总体上控制采样点的代表性，避免在堆过肥的地方和田埂，沟边以及特殊地形部位采样。
（3）各采样点土样的采集遵循采样“等量”的原则，即每点所采土样的土体的宽度、厚度及深度均相同。
使用采样器采样时应垂直于地面向下至规定的深度。
用取土铲取样应先铲出一个耕层断面，再平行于断面下取土。
（4）混合土样的制备将个点采集的土样集中在一起，尽可能捏碎，混均；如果采集的样品数量过多，可用四分法将多余的土样弃去，以取1kg为宜。
其方法是将混均的土样平铺成四方形，划对角线将土样分成四份，将其中一对角线的两份弃去，如所剩样品仍很多，可重复上诉方法处理，知道所需数目为止。
采集含水较多的土样时（如水稻土），四分法很难使用，可将各样点采集的烂泥状样品搅拌均匀后，再取出所需数量。
将采好的土样装袋，土袋最好采用布制的，以保持通气。
土壤理化性质测定的方法
1、土壤有机质的测定(重铬酸钾容量法)土壤有机质既是植物矿质营养和有机营养的源泉，又是土壤中异养型微生物的能源物质，同时也是形成土壤结构的重要因素。
测定土壤有机质含量的多少，在一定程度上可说明土壤的肥沃程度。
因为土壤有机质直接影响着土壤的理化性状。
测定原理在加热的条件下，用过量的重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7－H2SO4)溶液，来氧化土壤有机质中的碳，Cr2O-27等被还原成Cr+3，剩余的重铬酸钾(K2Cr2O7)用硫酸亚铁(FeSO4)标准溶液滴定，根据消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质量。
其反应式为：重铬酸钾—硫酸溶液与有机质作用：2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2↑+8H2O硫酸亚铁滴定剩余重铬酸钾的反应：K2Cr2O7+6FeSO4＋7H2SO4=K2SO4＋Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O测定步骤：1.在分析天平上准确称取通过60目筛子(＜0.25mm)的土壤样品0.1—0.5g(精确到0.0001g)(0.3000)，用长条腊光纸把称取的样品全部倒入干的硬质试管中，用移液管缓缓准确加入0.136mol/L重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液10ml，(在加入约3ml时，摇动试管，以使土壤分散)，然后在试管口加一小漏斗。
2.预先将液体石蜡油或植物油浴锅加热至185—190℃，将试管放入铁丝笼中，然后将铁丝笼放入油浴锅中加热，放入后温度应控制在170—180℃，待试管中液体沸腾发生气泡时开始计时，煮沸5分钟，取出试管，稍冷，擦净试管外部油液。
3.冷却后，将试管内容物小心仔细地全部洗入250ml的三角瓶中，使瓶内总体积在60—70ml,保持其中硫酸浓度为1—1.5mol/l,此时溶液的颜色应为橙黄色或淡黄色。
然后加邻啡罗啉指示剂3—4滴，用0.2mol/l的标准硫酸亚铁(FeSO4)溶液滴定，溶液由黄色经过绿色、淡绿色突变为棕红色即为终点。
土壤的基本理化性质
黄土 土壤碱化层 土壤龟裂层 灌溉后土壤结壳
1.35~1.50 1.50~1.70 1.70~1.90 1.60~1.90
对于大多数植物来说，土壤容重在1.14—1.26g/cm3之间比较适宜。
容重、孔隙度与土壤松紧程度关系
松紧程度 容重(g/cm3) 孔度(%)
最松 松 适合 稍紧 紧实
<1.0 1.0~1.14 1.14~1.26 1.26~1.30 >1.30
依次形成第二级、第三级……微团聚体，再经多次聚合，
最终成为大小形状不同的团粒结构体。因此，团粒结构不 仅孔度大，而且具有多级孔隙。
单个土粒 团聚体
微团粒
腐殖质
粉 粒
粉粒
砂粒
粘粒
砂粒
Ca2+
土粒
土粒
腐 殖 质
土粒
Fe2+
土粒
土粒
腐 殖 质 Fe3+
土粒
Al3+
其它结构体的形成
立方体型、条柱型、片状型结构体多由单粒直
团粒结构体的土壤肥力特点：
②能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾；
大孔隙有充足的氧气供应，好气性微生物活动旺 盛，有机质分解快；
小孔隙中有机质进行嫌气分解，速度慢而使养分
得以保存。
团粒结构体的土壤肥力特点： ③能稳定土壤温度，调节土壤热量状况；
④团粒结构降低了土粒间的粘着性、粘结性，减
少了耕作阻力，提高了耕作质量，土壤耕性好； ⑤有利于作物根系的伸展和生长；
4℃时水的密度为1g.cm-3，因此土粒密度（单位容积固 体土粒的干重）与土壤比重数值相等，但土壤比重无单位。
表 4－2
粒级（粒径毫米） 全土样 0.10～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 0.005～0.001 <0.001
土壤理化性质分析ppt课件
风干后的土样平铺在平整木板或塑料板上，用木棍或塑料棍压碎 ，经过初步压碎的土样，如果数量太多，可以用四分法分取，并用1mm孔径的筛子过筛。未通过筛子的土粒，必须重新压碎过筛，直至全部通过筛孔为止；但石子切勿碾碎，应并入砾石中处理
四分法对角取样
3、贮存
过筛后的土样经充分混匀，然后装入玻璃塞广口瓶或塑料袋中，内外各具标签一张，写明编号、采样地点、土壤名称、深度、筛孔、采样日期和采样者等项目。所有样品都须按编号用专册登记。制备好的土样要妥善贮存，避免日光、高温、潮湿和有害气体的污染。一般土样保存半年至一年，直至全部分析工作结束，分析数据核实无误后，才能弃去。
土壤全氮量的测定方法与原理
测定原理：样品中的含氮有机化合物在加速剂的参与下，经浓H2SO4消煮分解，有机氮转化为铵态氮，碱化后即可把NH3蒸馏出来。用H3BO3吸收，以标准酸滴定，求出全氮含量。 K2SO4在消煮过程中起提高H2SO4溶液沸点的作用，其浓度一般应控制在 0.35—0.45g／ml 。 CuSO4在消煮过程中起催化作用，加速有机氮的转化。当有机质全部消化完后，消煮液呈清澈的蓝绿色。Se粉是一种高效催化剂，但用量不宜过多。否则会引起氮素损失。
（1）剖面土样的采集
为了研究土壤基本理化性状，除了研究表土外，还常研究表土以下的各层土壤。这种剖面土样的采集方法，一般可在主要剖面观察和记载后进行。必须指出，土壤剖面按层次采样时，必须自下而上（这与剖面划分、观察和记载恰恰相反）分层采取，以免采取上层样品时对下层土壤的混杂污染。为了使样品能明显地反映各层次的特点，通常是在各层最典型的中部采取（表土层较薄，可自地面向下全层采取）。这样可克服层次间的过渡现象，从而增加样品得典型性或代表性。样品重量也是1公斤左右，其他要求与混合样品相同。
土壤的基本理化性质经典实用
非活性孔隙（无效孔隙） < 0.002
> 1500
无效
毛管孔隙
0.002 ~ 0.02
150 ~ 1500
有效
通气孔隙
> 0.02
< 150
•土壤的基本理化性质
主要贮存空气
孔隙度
47.46%
24.51%
大小颗粒相互填 充是土壤孔隙度 达到了最低值
•土壤的基本理化性质
2、对于大多数作物适宜的孔隙状况：
•土壤的基本理化性质
3、水平轴方向发达的扁平型结构体 主要类型：片状结构体； 土壤肥力特点：结构体内部紧实，多为非活性 孔隙，有效水少且通气不良，不利于扎根；结 构体间裂隙太大，通气虽好，但易漏水、漏肥；
•土壤的基本理化性质
不良结构体： 块状、核状、柱状、棱柱状和 片状结构体总孔隙度小，主要是小的非活性孔 隙，结构体之间大的通气孔隙，往往成为漏水 漏肥的通道。植物根系很难穿扎，干裂时常扯 断根系。
•土壤的基本理化性质
(二)结构体类型及特性
•土壤的基本理化性质
根据结构体的形态、大小以及与土壤肥力的 关系划分为如下类型： 1、长、宽、高三轴平均发展的似立方体型结构体 主要类型：块状结构体和核状结构体；
•土壤的基本理化性质
2、垂直轴方向发达的条柱型结构体 主要类型：柱状结构体和棱柱状结构体； 土壤肥力特点：结构体内部紧实，孔隙小而少， 通气不良，根系难以伸入；结构体间易形成大 的垂直裂隙，成为水、肥下渗通道，造成跑水、 跑肥；
密度(克/厘米 3) 2.62 2.66 2.66 2.62 2.59 2.59
常用土壤密度值：
2.65克/厘米3。
•土壤的基本理化性质
2、土壤容重：单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质
土壤侵蚀和沉积对土壤理化性状的影响
第35卷第6期2021年12月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .35N o .6D e c .,2021收稿日期:2021-08-04 资助项目:国家自然科学基金面上项目 侵蚀 沉积过程中轻组有机碳的变化机制 (41371279);2021年省级水利发展资金水土保持项目 黄土高原沟壑区坡面水土流失状况变化及机理研究第一作者:张发民(1965 ),男,本科,主要从事水土保持监测的相关研究㊂E -m a i l :249635189@q q .c o m 通信作者:杜兰兰(1990 ),女,博士,主要从事土壤侵蚀与微生物群落研究㊂E -m a i l :l l x b n l k jd x 510@163.c o m 土壤侵蚀和沉积对土壤理化性状的影响张发民1,杜兰兰2,袁瀛1,王山河1,郭胜利2(1.陕西省水土保持勘测规划研究所(陕西省水土保持生态环境监测中心),西安711000;2.西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌712100)摘要:土壤侵蚀 沉积是影响陆地生态系统地球化学循环的重要机制之一㊂对土壤生物㊁化学和物理性质在侵蚀区和沉积区的空间分布特征进行系统分析,基于黄土高原地区的侵蚀 沉积地貌特征,模拟修建5ʎ,10ʎ和20ʎ3个坡度的侵蚀区,并于每个侵蚀区底端连接水平的沉积区㊂试验期间(2015 2019年)连续原位监测天然降雨条件下的径流量㊁泥沙量㊁土壤温度和水分,并采集土样分析土壤生物㊁物理和化学性质㊂结果表明:(1)随坡度增大,土壤侵蚀强度增强㊂相比5ʎ坡,10ʎ和20ʎ坡的年径流量分别提高30%~115%和48%~207%,且年产沙量分别提高146%~505%和241%~742%;(2)沉积区土壤有机碳㊁可溶性有机碳㊁矿质氮㊁微生物量碳㊁氮的浓度和黏粒含量均显著高于侵蚀区,土壤δ13C 相对丰度在侵蚀区显著高于沉积区,提高幅度为2.0%~3.3%;(3)试验土壤性状在侵蚀区和沉积区之间的差异随坡度增大而增加㊂研究结果揭示了土壤理化性状对土壤侵蚀和沉积具有相反的响应㊂关键词:侵蚀;沉积;径流;泥沙;土壤性状中图分类号:S 153 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2021)06-0161-07D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2021.06.022E f f e c t s o f S o i l E r o s i o n a n dD e p o s i t i o n o n S o i l P h y s i c a l a n dB i o c h e m i c a l P r o pe r t i e s Z H A N GF a m i n 1,D U L a n l a n 2,Y U A N Y i n g 1,WA N GS h a n h e 1,G U OS h e n gl i 2(1.S h a a n x i I n s t i t u t e o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nS u r v e y a n dP l a n n i n g ,S h a a n x iP r o v i n c e S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nE c o l o g i c a lE n v i r o n m e n tM o n i t o r i n g Ce n t e r ,X i a n 711000;2.I n s t i t u t e of S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,N o r t h w e s tA&F U n i v e r s i t y ,Y a ng l i n g ,S h a a n x i 712100)A b s t r a c t :S o i le r o s i o n -d e p o s i t i o ni so n eo ft h ee s s e n t i a l m e c h a n i s m sa f f e c t i n g t h e g e o c h e m i c a lc yc l e o f t e r r e s t r i a l e c o s y s t e m.I nt h i ss t ud y ,t h es p a t i a ld i s t r i b u t i o nc h a r a c te r i s t i c sof s o i lb i o l og i c a l ,ch e mi c a l a n d p h y s i c a l p r o p e r t i e s i ne r o s i o n s i t e s a n dd e p o s i t i o ns i t e sw e r e s y s t e m a t i c a l l y a n a l y z e d .T h e e r o s i o n -d e po s i t i o n p l o t sw e r ec o n s t r u c t e d b a s e do nt h ee r o s i o n -d e p o s i t i o n g e o m o r ph i cc h a r a c t e r i s t i c so ft h e C h i n a s L o e s s P l a t e a u ,i n c l u d i n g e r o s i o ns i t e s w i t ht h r e es l o pe g r a d i e n t so f5ʎ,10ʎa n d20ʎ,a n de a c he r o s i o ns i t e w a s c o n n e c t e dw i t had e p o s i t i o ns i t e .D u r i n g t h e e x p e r i m e n t a l p e r i o d (2015 2019),c o n t i n u o u s i n -s i t um o n i t o r i n g of r u n o f f ,s e d i m e n t ,s o i lt e m p e r a t u r ea n d m o i s t u r eu n d e rn a t u r a lr a i n f a l lc o n d i t i o n s w e r ec o n d u c t e d .S o i l s a m p l e sw e r e r eg u l a r l y c o l l e c t e df o ra n a l y z i n g th e p h y si c a l a n db i o c h e m i c a l p r o pe r t i e s .T h e r e s u l t ss h o w e d t h a t :(1)W i t h t h e i n c r e a s i n g of s l o p eg r a d i e n t s ,th ei n t e n s i t y o f s o i l e r o s i o n i n c r e a s e d .I n s p e c i f i c ,c o m pa r e d w i t h5ʎs l o p e ,t h e a n n u a l r u n o f f o n 10ʎa n d 20ʎs l o p e s i n c r e a s e db y 30%~115%a n d 48%~207%,r e s p ec t i v e l y,m e a n w h i l e ,t h e a n n u a l s e d i m e n t y i e l do nt h e10ʎa n d20ʎs l o p e s i n c r e a s e db y 146%~505%a n d241%~742%,r e s p e c t i v e l y .(2)T h ec o n c e n t r a t i o n so fs o i lo r g a n i cc a r b o n ,d i s s o l v e d o r ga n i cc a rb o n ,m i n e r a l n i t r o g e n ,s o i lm ic r o b i a lb i o m a s sc a r b o na n dn i t r o g e na n dt h ec l a y c o n t e n t i nt h ede p o s i t i o ns i t e sw e r ea l l s i g n if i c a n t l y h i gh e r t h a n t h o s e i ne r o s i o ns i t e s .H o w e v e r ,t h e r e l a t i v ea b u n d a n c eo f δ13C w a s2.0%~3.3%h i g h e r i n t h e e r o s i o ns i t e st h a nt h a t i nt h ed e p o s i t i o ns i t e s .(3)T h ed i f f e r e n c eo fs o i l p r o pe r t i e sb e t w e e n e r o s i o n s i t e a n dd e p o s i t i o ns i t e i n c r e a s e dw i t ht h e i n c r e a s i n g of s l o p eg r a d i e n t s .O u r r e s u l t ss u g ge s t e dt h a t s o i l p h y s i c a l a n d c h e m i c a l p r o p e r t i e s h a do p p o s i t e r e s p o n s e s t o s o i l e r o s i o na n dd e p o s i t i o n .K e yw o r d s :s o i l e r o s i o n ;d e p o s i t i o n ;r u n o f f ;s e d i m e n t ;s o i l p r o p e r t i e s Copyright©博看网 . All Rights Reserved.土壤侵蚀 沉积是陆地表面分布最广的土地退化形式之一,对陆地生态系统生物地球化学循环具有深远的影响[1-5]㊂全球范围内,每年约有750亿t 农田土壤受侵蚀作用发生空间重新分布,其中约70%~90%沉积在地势低洼的部位[6]㊂土壤侵蚀和沉积对环境因子空间分布具有相反的调控机制㊂土壤侵蚀过程中,径流冲刷破坏土壤并选择性运移细小土壤颗粒和轻组有机质,使得土壤持水能力下降,细颗粒含量降低,养分含量减少[1,7-9]㊂与之相反,径流和泥沙迁移使得大量水分㊁养分元素和细小颗粒等在沉积区累积[10-12]㊂魏孝荣等[5]在黄土高原沟壑区较长坡地上的研究表明,相比坡顶侵蚀部位,坡底沉积部位显著富集大量的土壤有机碳㊁全氮㊁全磷和<0.005 m m的小颗粒;B e r h e等[10]研究发现,沉积部位土壤氮的储量是侵蚀部位的3倍;刘兆云等[13]对浙江亚热带地区侵蚀 沉积地貌中土壤有机碳的研究也得到相似的结果㊂然而,也有研究[14]结果表明,土壤侵蚀对土壤有机质的空间分布没有显著影响,且土壤细小颗粒的流失程度随降雨强度[15]和坡度[16]而变化㊂D u n g a i t[17]研究发现,相比侵蚀部位,沉积部位的粗颗粒含量更高;孔维波[18]在黄土高原长武地区的研究发现,土壤有机碳和总氮浓度均表现为侵蚀部位显著高于沉积部位㊂综上可知,土壤侵蚀和沉积对土壤环境因子的影响尚未得到一致的结论,需要进一步的深入研究㊂为此,本研究基于黄土高原地区的侵蚀 沉积地貌特征,模拟修建了3个坡度(5ʎ,10ʎ,20ʎ)的侵蚀区,并于每个侵蚀区下端连接相应的沉积区㊂试验期间,连续5年监测产流㊁产沙量,分析土壤物理㊁化学性质,深入探究了土壤侵蚀 沉积对土壤环境因子的影响机制㊂1材料与方法1.1研究区概况试验于 陕西长武农田生态系统国家野外科学观测研究站 (简称 长武站 )进行㊂长武站位于陕西省咸阳市长武县王东沟小流域(35ʎ13' 35ʎ16'N,107ʎ40' 107ʎ42'E)㊂该地区夏季高温多雨,冬季寒冷干燥,属于大陆性季风气候㊂年均降水量为560mm,7 9月降水量占年总量的54%左右㊂年均蒸发量为1565 mm㊂年平均气温9.4ħ,ȡ10ħ积温为3029ħ,年日照时间为2230h,日照率为51%,年辐射总量为484k J/c m2,无霜期171天㊂表层土壤(0 20c m)有机碳浓度为6.50g/k g,全氮含量0.62g/k g,碱解氮含量37.0m g/k g,速效磷含量3.0m g/k g,速效钾含量129.3m g/k g,碳酸钙10.5%,p H8.4㊂土壤黏粒含量(<0.002m m)14%,田间持水量22.4%,土壤凋萎含水量9.0%㊂土壤类型主要为黏壤质黑垆土,母质为深厚的中壤质马兰黄土,土层深厚,土质疏松㊂1.2试验设计本研究于2014年4月在长武站修建了侵蚀 沉积径流小区㊂径流小区由侵蚀区(长ˑ宽ˑ高为500c mˑ100c mˑ200c m)和沉积区(长ˑ宽ˑ高为100c mˑ100 c mˑ200c m)两部分构成㊂侵蚀区包括3个坡度(5ʎ, 10ʎ,20ʎ)的坡地,各重复4次,且每个侵蚀坡下端连接有沉积区(0ʎ)㊂其中3个用于长期监测土壤温度和水分,并采集土壤样品来分析土壤生物㊁物理和化学性质,第4个重复则仅用于长期监测径流和泥沙㊂试验期间,为避免其他因素对小区土壤性质可能存在的干扰,侵蚀区和沉积区没有种植任何植被作物,长期保持地表裸露,且一旦出现杂草,则手工拔除㊂1.3降雨量㊁大气温度㊁径流和泥沙监测降雨量和大气温度等气象资料均来源于长武站的气象站㊂在每个用于监测径流和泥沙的侵蚀区下端出口处均放置1个内径为40c m㊁高为40c m的圆柱形径流桶,采用分流法,于一级径流桶距桶顶5c m处,设9个等孔径分水孔,中间1孔通向二级径流桶,其余8孔左右排列,使泄水畅通外流,以便在产流产沙较多的情况下能够准确计算单次降雨产生的径流量和泥沙量㊂降雨侵蚀事件发生后,首先,立即测量径流桶内径流和泥沙悬浊液的深度并称重,以计算径流桶内的径流和泥沙的总重量和总体积㊂其次,将径流桶中的径流泥沙混合均匀(悬浊液)㊂若产流产沙较多时,利用500m L广口瓶依次从每个径流桶中采取悬浊液子样品,3次重复;若产流产沙较少时,则收集全部径流泥沙㊂最后,将采集的悬浊液子样静置于阴凉处,待泥沙完全沉淀后利用洗耳球将上清液移除,风干称重,以分析计算泥沙干重,用以计算泥沙浓度(泥沙干重与悬浊液体积的比值)㊂单次侵蚀事件的产沙量是泥沙浓度与悬浊液体积的乘积㊂径流体积为悬浊液质量与产沙量的差值除以水的密度(1g/m L)㊂每年内所有侵蚀事件中所产生的径流的体积加和为年径流量,相应的每次降雨侵蚀产生的泥沙重量加和是年产沙量㊂单位面积(平方公里)上年产沙量为年侵蚀速率㊂1.4土样采集及土壤生物㊁物理和化学性质测定试验期间,约每年11月底进行土样采集,用于土壤生物㊁物理和化学性质分析㊂在每个侵蚀区和沉积区各自随机选择5个点,利用直径为3c m的手钻采取0 10c m的土壤样品,并将同一侵蚀区或沉积区的5个样品分别混合均匀,手动去除其中的杂草根系和残体㊂随后,立即将混合样分为2部分:第一部分风干后用于土壤理化性质分析;第二部分储存在4ħ冰箱,后续分析硝铵态氮,微生物量碳㊁氮㊂土壤有机碳(s o i l o r g a n i cc a r b o n,S O C)分析采用重铬酸钾外加热法[19]㊂利用60m L0.5m o l的261水土保持学报第35卷Copyright©博看网 . All Rights Reserved.K2S O4浸提土壤样品,并利用总碳分析仪(T O C-V C-S H,S h i m a d z u,J a p a n)测定土壤可溶性碳(s o i l d i s-s o l v e do r g a n i cc a r b o n,D O C)㊂土壤总氮(t o t a ln i-t r o g e n,T N)测定采用凯氏定氮法[20]㊂利用1m o l/L 的H C l浸提土壤,然后利用流动分析仪(B r a n+L u-e b b eG m b H,G e r m a n y)测定其中的土壤硝㊁铵态氮(s o i ln i t r a t en i t r o g e n,N O3- N;s o i la mm o n i u m n i t r o g e n,NH4+ N)㊂根据V a n c e等[21]和B r o o k e s 等[22]的研究,采用氯仿熏蒸法测定土壤微生物量碳氮(s o i lm i c r o b i a l b i o m a s s c a r b o n,M B C;s o i lm i c r o-b i a l b i o m a s sn i t r o g e n,M B N)㊂土壤机械组成采用M S2000激光粒度仪(M a l v e r n I n s t r u m e n t s, W o r c e s t e r s h i r e,U K)分析㊂为了探究S O C化学组成在侵蚀区和沉积区的空间分布特征,本研究于2019年11月采集土样,按照X i a o等[23]的分析方法对土壤中有机碳δ13C进行分析㊂分析过程为:将土壤风干处理,过0.149mm的筛子;接着,取3.0g风干土壤置于50m L的小烧杯中,并加入6.0m L㊁2.5 m o l的H C l搅拌,放置24h后除去其中的无机碳㊂离心倒掉H C l,并用蒸馏水清洗残余的H C l㊂土壤经纯化处理后用MA T253型同位素比质谱仪(T h e r-m o F i s h e r S c i e n t i f i c,W a l t h a m,MA,U S A)测定其δ13C值㊂采用P D B标准,测定误差ʃ0.1%,δ13C值采用国际通用标准形式:δ13C=((R s a m p l e-R s t a n d a r d)/R s t a n d a r d)ˑ1000(1)式中:R s a m p l e为土壤样品中重组碳(13C)与轻组(12C)的比值(13C/12C);R s t a n d a r d为指标准比值[24]㊂土壤水分和土壤温度测定采用土壤温度和水分数据采集系统(E M50,D E C A G O N,U S A)进行连续监测,在侵蚀区坡上㊁坡中㊁坡下以及沉积区基座的10c m距离处分别埋藏数据采集器探针,埋深10c m,每30m i n进行1次数据采集㊂1.5数据分析在S P S Sv e r.20.0软件中进行单因素方差分析,并利用D u n c a n检验(P<0.05)来分析土壤物理化学性质在不同坡度间区或侵蚀区与沉积区之间的差异显著性㊂制图均采用S i g m aP l o t v e r.12.5软件㊂2结果与分析2.1径流和泥沙变化特征试验期间(2015 2019年)年径流量和产沙量均表现出随坡度增大而升高的趋势(表1)㊂相比5ʎ, 10ʎ和20ʎ坡的年径流量分别提高30%~115%和48%~207%;10ʎ和20ʎ坡的产沙量分别提高146%~ 505%和241%~742%㊂相似地,土壤侵蚀速率随着坡度的增大而增大,10ʎ和20ʎ坡的侵蚀速率相对5ʎ坡分别增加2.4~6.0,3.4~8.3倍㊂表12015-2019年不同坡度条件下年径流量、产沙量和侵蚀速率变化特征年份年降水量/mm坡度/(ʎ)径流量/m3产沙量/k g侵蚀速率/(t㊃k m-2㊃a-1) 201552050.145.21050100.2424.14827200.4343.88754 201652350.2714.12824100.5844.78939200.5848.19624 201756050.232.1423100.3012.72549200.3415.83159 201859850.307.41489100.3918.23632200.4827.55499 201976050.3010.52109100.4642.58492200.5857.3114512.2侵蚀区和沉积区土壤温度和水分的变化特征侵蚀区和沉积区土壤温度呈现出一致的季节变化特征(图1b~图1d),且与大气温度变化规律基本一致(图1a)㊂最低土壤温度出现在冬季的12月,而最高温则出现在夏季的7月或8月㊂试验期间,侵蚀区土壤温度(5ʎ,18.0ħ;10ʎ, 17.9ħ;20ʎ,17.7ħ)高于沉积区(5ʎ,17.1ħ;10ʎ, 17.2ħ;20ʎ,17.1ħ),提高幅度为3.7%~5.5%(图1b~图1d)㊂不论是不同坡度的侵蚀区之间还是不同坡度的沉积区之间,温度变化差异均较小㊂侵蚀区和沉积区土壤水分动态变化特征基本一致(图2a~图2c),且与降雨在时间尺度上的分布特征相似(图2d)㊂当降雨发生时,土壤含水量迅速升高㊂例如,2015年6月23日降雨34mm后,侵蚀区和沉积区土壤水分含量较前1日分别升高37.1%~ 48.1%和25.8%~38.1%㊂相似地,当2019年7月16日降雨41mm之后,侵蚀区和沉积区土壤水分含量较前1日分别升高10.5%~13.9%和4.7%~ 10.1%㊂同时,本研究区雨热同期,夏季7,8月降雨频繁,且蒸发较大,故随着降雨事件的发生土壤水分含量波动较大㊂无论是土壤水分含量的日动态变化特征,还是试验期间的平均含水量,均表现为侵蚀区土壤水分含量(5ʎ,10ʎ,20ʎ侵蚀区平均含水量分别为0.24,0.23, 0.22m3/m3)低于沉积区(5ʎ,10ʎ,20ʎ沉积区平均含水量分别为0.26,0.27,0.28m3/m3);且随着坡度增大,沉积区土壤水分含量较侵蚀区提高幅度越来越大(5ʎ,4.5%;10ʎ,15.3%;20ʎ,21.8%)㊂此外,土壤水分361第6期张发民等:土壤侵蚀和沉积对土壤理化性状的影响Copyright©博看网 . All Rights Reserved.含量随坡度变化较大㊂就侵蚀区而言,不同坡度间土壤含水量表现为5ʎ>10ʎ>20ʎ;相反,沉积区土壤含水量随着坡度增大显著升高,10ʎ和20ʎ相比5ʎ分别提高6.5%和8.9%㊂图1不同坡度侵蚀区和沉积区土壤温度变化特征图2不同坡度侵蚀区和沉积区土壤水分变化特征461水土保持学报第35卷Copyright©博看网 . All Rights Reserved.2.3 侵蚀区和沉积区土壤生物、物理化学性质的变化特征试验期间(2015 2019年),S O C ㊁T N ㊁矿质养分㊁微生物量碳㊁氮以及黏粒等土壤理化性质的平均值均表现为沉积区大于侵蚀区(表2和表3)㊂不同坡度沉积区S O C 浓度较侵蚀区提高的幅度分别为5ʎ,2.6%;10ʎ,7.2%;20ʎ,6.4%(P <0.05);沉积区D O C ㊁N m i n 和T N 浓度相比侵蚀区分别升高0.9%~17.6%,33.4%~53.5%和0.5%~8.5%(P <0.05);相似地,M B C 和M B N 在沉积区的浓度相比侵蚀区显著升高7.9%~64.9%和71.5%~185.0%(P <0.05)㊂同时,沉积区黏粒含量高于侵蚀区,但沉积区粉粒和砂粒含量小于侵蚀区㊂与5ʎ相比,10ʎ,20ʎ坡的土壤理化性质在侵蚀区和沉积区之间的差异更为明显(表2和表3)㊂此外,土壤δ13C 相对丰度在侵蚀区高于沉积区,提高幅度为2.0%~3.3%(P <0.05,表2和表3)㊂土壤性质在不同坡度间存在较大的差异(表2和表3)㊂相比5ʎ侵蚀区,10ʎ,20ʎ侵蚀区的S O C ㊁D O C ㊁N m i n ㊁T N ㊁M B C 和M B N 分别降低3.0%~3.1%,6.7%~13.7%,0.1%~7.6%,0.9%~2.0%,10.8%~16.6%和19.1%~28.9%;相反,在10ʎ和20ʎ沉积区相比5ʎ沉积区依次升高0.5%~1.3%,0.6%~2.0%,6.4%~7.9%,5.0%~5.7%,22.2%~27.5%和8.7%~18.1%㊂相似地,10ʎ和20ʎ沉积区黏粒含量相比5ʎ沉积区显著升高3.2%和3.5%(P <0.05)㊂另外,土壤δ13C 相对丰度在10ʎ和20ʎ侵蚀区相比5ʎ侵蚀区显著降低0.4%;与之相似,土壤δ13C 相对丰度在10ʎ和20ʎ沉积区相比5ʎ沉积区显著降低0.8%~1.6%(P <0.05,表2和表3)㊂表2 不同坡度侵蚀区和沉积区土壤化学性状的变化特征年份土壤化学性状5ʎ侵蚀区沉积区10ʎ侵蚀区沉积区20ʎ侵蚀区沉积区2015S O C /(g ㊃k g -1)8.68ʃ0.24A8.67ʃ0.23a8.52ʃ0.68A8.80ʃ0.20a8.54ʃ0.52A8.83ʃ0.28aD O C /(m g ㊃k g -1)23.62ʃ1.67A 22.28ʃ0.85a 20.66ʃ2.15A 22.39ʃ1.14a 20.54ʃ1.81A 22.54ʃ0.87a N m i n/(m ㊃k g -1)1.91ʃ0.26A 1.97ʃ0.18a 1.78ʃ0.09A 2.09ʃ0.11a *1.76ʃ0.05A 2.16ʃ0.27a T N /(g ㊃k g -1)0.76ʃ0.20A 0.76ʃ0.02a 0.75ʃ0.01A 0.80ʃ0.05a 0.76ʃ0.04A 0.85ʃ0.04a 2016S O C /(g ㊃k g -1)8.70ʃ0.06B 8.70ʃ0.08a 8.43ʃ0.06A 8.87ʃ0.13a *8.39ʃ0.00A 8.83ʃ0.12a *D O C /(m g ㊃k g -1)23.03ʃ0.40C 22.98ʃ1.39a 18.66ʃ1.09B 22.02ʃ2.69a *16.21ʃ0.89A 22.15ʃ0.47a *N m i n/(g ㊃k g -1)1.84ʃ0.05B 2.26ʃ0.03a *1.86ʃ0.08B 2.72ʃ0.16b *1.52ʃ0.06A 2.53ʃ0.04b *T N /(g ㊃k g -1)0.73ʃ0.02A 0.68ʃ0.02a 0.73ʃ0.08A 0.79ʃ0.04b 0.76ʃ0.06A 0.79ʃ0.04b 2017S O C /(g ㊃k g -1)8.64ʃ0.02B 8.69ʃ0.07a 8.48ʃ0.01A 9.04ʃ0.09b *8.45ʃ0.03A 8.97ʃ0.04b *D O C /(m g ㊃k g -1)23.28ʃ0.05B 24.33ʃ0.52a *22.35ʃ0.20A B 26.09ʃ1.00a *21.93ʃ0.44A 25.43ʃ0.49a N m i n/(m g ㊃k g -1)1.83ʃ0.01C 2.59ʃ0.21a *1.68ʃ0.01B 2.16ʃ0.17a *1.53ʃ0.08A b 2.44ʃ0.28a *T N /(g ㊃k g -1)0.77ʃ0.06A 0.74ʃ0.03a 0.74ʃ0.01A 0.78ʃ0.01a 0.72ʃ0.01A 0.77ʃ0.02a *2018S O C /(g ㊃k g -1)8.61ʃ0.11B 9.20ʃ0.32a *8.30ʃ0.02A 9.19ʃ0.55a *8.31ʃ0.04A 8.97ʃ0.75a D O C /(m g ㊃k g -1)22.33ʃ3.06A 20.08ʃ1.31a 21.54ʃ1.75A 20.79ʃ0.82a 18.38ʃ1.27A 20.18ʃ0.28a N m i n/(m g ㊃k g -1)1.30ʃ0.13A 2.13ʃ0.09a *1.50ʃ0.14A 2.73ʃ0.12b *1.49ʃ0.05A 2.29ʃ0.46a b *T N /(g ㊃k g -1)0.69ʃ0.03A 0.78ʃ0.05a 0.68ʃ0.02A 0.73ʃ0.04a 0.69ʃ0.01A 0.74ʃ0.04a 2019S O C /(g ㊃k g -1)8.61ʃ0.44B 9.13ʃ0.18a 8.23ʃ0.16A 9.07ʃ0.09a *8.24ʃ0.08A 9.00ʃ0.12a *D O C /(m g ㊃k g -1)21.05ʃ0.41A 24.60ʃ3.36a 22.54ʃ1.75A 25.26ʃ5.00a 20.71ʃ2.39A 24.68ʃ2.93a N m i n/(m g ㊃k g -1)1.49ʃ0.13A 2.22ʃ0.26a 1.53ʃ0.15A 2.34ʃ0.03a *1.43ʃ0.14A 2.45ʃ0.15a *T N /(g ㊃k g -1)0.79ʃ0.04A 0.79ʃ0.01a 0.76ʃ0A 0.87ʃ0.15a 0.77ʃ0.01A 0.80ʃ0.05a *均值S O C /(g ㊃k g -1)8.65ʃ0.10B 8.88ʃ0.08a 8.39ʃ0.09A 9.00ʃ0.03a *8.38ʃ0.10A 8.92ʃ0.05a *D O C /(m g ㊃k g -1)22.66ʃ0.72B 22.85ʃ0.39a 21.15ʃ0.71A B 23.31ʃ0.33a *19.56ʃ0.64A 23.00ʃ0.55a *N m i n/(m g ㊃k g -1)1.67ʃ0.03B 2.23ʃ0.06a *1.67ʃ0.03B 2.41ʃ0.05b *1.55ʃ0.03A 2.37ʃ0.08a b *T N /(g ㊃k g -1)0.75ʃ0.01A0.75ʃ0.01a0.73ʃ0.02A 0.79ʃ0.04a0.74ʃ0.01A0.79ʃ0.01a *注:表中数据为平均值ʃ标准差,均值为各土壤化学指标5年的平均值;S O C 为土壤有机碳;D O C 为土壤可溶性碳;N m i n 为土壤矿质氮(土壤硝铵态氮浓度之和);T N 为土壤总氮㊂不同大写字母表示侵蚀区在不同坡度间的差异性显著(P <0.05);不同小写字母表示沉积区在不同坡度间的差异性显著(P <0.05);*表示在P <0.05水平上同一坡度侵蚀区和沉积区之间的差异显著性㊂3 讨论经过5年的土壤侵蚀 沉积,S O C 在沉积区明显富集,而在侵蚀区相对减少,这一特征随侵蚀 沉积年限增加而越来越突出㊂该变化可能与径流和泥沙迁移对土壤颗粒和养分的选择性运移有关㊂土壤侵蚀 沉积过程中,由于径流对土壤物质的搬运能力有限,其往往优先选择较小的泥沙颗粒随之运移[25],从而促使侵蚀区细小的黏粒不断流失,而砂粒含量相对提高;相反,侵蚀区流失的细粒最终由于低洼地形的阻碍以及径流动能的减弱而停留在沉积区,从而使得沉积区细粒含量相对提高(表2和表3)㊂由于细粒的比表面积较大,细粒运移过程中常常吸附大量S O C 从侵蚀区向沉积区不断运移,从而使得S O C 在侵蚀区减少,而在沉积区富集;同时,径流迁移过程中561第6期 张发民等:土壤侵蚀和沉积对土壤理化性状的影响Copyright©博看网 . All Rights Reserved.可直接选择性运移轻组有机质[8,26],故沉积区D O C 含量高于侵蚀区,且侵蚀区的S O C组成更加稳定,而沉积区S O C组成中不稳定组分含量增加,侵蚀区δ13C的值大于沉积区也证实这一点(表3),这与M a 等[27]的研究结果一致,即沉积区相比侵蚀区含有更多的活性碳和更少的惰性碳㊂随着试验年限增加,侵蚀区表层土壤中越来越多的S O C随径流和泥沙向沉积区运移,加之泥沙对S O C的掩埋效应[28],沉积区S O C富集特征越来越突出,最终S O C在侵蚀区和沉积区之间的差异增大㊂表3不同坡度侵蚀区和沉积区土壤生物、物理性状的变化特征年份土壤生物㊁物理性状5ʎ侵蚀区沉积区10ʎ侵蚀区沉积区20ʎ侵蚀区沉积区M B C/(m g㊃k g-1)132.44ʃ3.72B149.03ʃ4.71a*124.58ʃ13.15A B176.62ʃ5.96b*111.53ʃ8.09A186.56ʃ9.79b* M B N/(m g㊃k g-1)7.65ʃ0.42B11.28ʃ1.83a*5.08ʃ0.38A B12.87ʃ2.82a*4.25ʃ1.06A14.43ʃ4.02a*2015C l a y/%26.80ʃ0.70A26.90ʃ0.80a b26.30ʃ2.00A27.00ʃ0.20b26.10ʃ0.60A25.40ʃ0.70a S i l t/%65.80ʃ0.50A65.60ʃ0.80a65.40ʃ1.00A65.20ʃ0.50a65.20ʃ0.90A66.50ʃ0.40aS a n d/%7.40ʃ0.80A7.50ʃ0.40a8.30ʃ1.70A8.00ʃ0.50a8.70ʃ1.20A8.10ʃ0.50aM B C/(m g㊃k g-1)129.25ʃ5.13B144.80ʃ2.83a*111.30ʃ6.03A182.03ʃ5.84b*113.06ʃ4.90A180.46ʃ2.49b* M B N/(m g㊃k g-1)6.54ʃ0.37C12.84ʃ0.82a*5.24ʃ0.21B14.56ʃ0.46b*4.30ʃ0.31A17.56ʃ0.65c* 2016C l a y/%26.70ʃ0.50A27.40ʃ0.20a25.80ʃ0.40A28.50ʃ0.40a*25.60ʃ0.50A28.20ʃ1.00a* S i l t/%66.00ʃ0.30A65.10ʃ0.90a66.10ʃ0.30A63.70ʃ0.60a*66.40ʃ0.40A65.00ʃ0.70aS a n d/%7.30ʃ0.60A7.40ʃ0.70a8.70ʃ0.50A7.80ʃ0.50a8.00ʃ1.00A6.80ʃ0.30aM B C/(m g㊃k g-1)148.45ʃ1.52C135.49ʃ2.21a*123.15ʃ3.11B158.58ʃ5.03b*112.40ʃ4.45A181.52ʃ3.20c* M B N/(m g㊃k g-1)7.12ʃ0.79B11.51ʃ1.07a*6.01ʃ0.34A B14.51ʃ0.46b*5.60ʃ0.37A14.49ʃ0.66b* 2017C l a y/%26.01ʃ1.20A24.00ʃ0.50a24.70ʃ0.90A26.70ʃ0.30b*24.90ʃ0.80A27.20ʃ1.00b S i l t/%65.20ʃ0.90A66.20ʃ0.50a67.50ʃ1.50A66.20ʃ0.90a66.80ʃ0.40A65.20ʃ1.70aS a n d/%8.70ʃ1.00A9.80ʃ0.60b7.80ʃ1.00A7.10ʃ0.60a8.30ʃ1.30A7.60ʃ1.30a b M B C/(m g㊃k g-1)132.40ʃ6.95B138.68ʃ14.52a124.58ʃ12.73A B185.05ʃ13.75b*111.50ʃ36.61A185.89ʃ17.86b* M B N/(m g㊃k g-1)6.98ʃ0.42C15.9ʃ1.82a*5.08ʃ0.38B14.45ʃ0.66a*3.66ʃ0.26A14.6ʃ1.87a* 2018C l a y/%23.50ʃ0.50A25.50ʃ0.60a*23.50ʃ0.80A26.10ʃ1.0a*22.40ʃ1.30A27.50ʃ1.30a* S i l t/%68.60ʃ0.50B65.80ʃ1.00a*66.70ʃ0.50A64.20ʃ0.70a*66.70ʃ0.80A63.50ʃ1.00a*S a n d/%7.90ʃ1.00A8.70ʃ0.70a9.80ʃ0.30A B9.70ʃ0.90a10.90ʃ1.00B9.00ʃ0.80aM B C/(m g㊃k g-1)131.34ʃ20.24B159.03ʃ9.27a*117.38ʃ10.65A185.79ʃ22.79a*113.67ʃ9.69A192.79ʃ21.31b* M B N/(m g㊃k g-1)8.92ʃ0.66A12.96ʃ2.58a8.67ʃ0.65A12.87ʃ2.82a*8.65ʃ1.17A14.28ʃ3.05a* 2019C l a y/%23.10ʃ0.50A26.60ʃ0.40a*23.70ʃ0.70A26.40ʃ0.80a*23.10ʃ0.50A26.70ʃ1.10a* S i l t/%67.80ʃ0.50B65.90ʃ0.30a*67.40ʃ0.60A B65.80ʃ1.20a66.60ʃ0.40A65.20ʃ0.90aS a n d/%9.10ʃ0.20A B7.50ʃ0.40a*8.90ʃ0.80A8.00ʃ0.50a11.10ʃ1.20B8.10ʃ0.50a*δ13C-21.55ʃ0.033A-22.25ʃ0.052a*-21.47ʃ0.037B-21.90ʃ0.121b*-21.46ʃ0.038B-22.07ʃ0.070b* M B C/(m g㊃k g-1)134.78ʃ4.15B145.41ʃ1.53a*120.20ʃ0.56A177.61ʃ4.28b*112.44ʃ5.09A185.44ʃ3.84b* M B N/(m g㊃k g-1)7.44ʃ0.24C12.76ʃ0.51a*6.02ʃ0.23B13.87ʃ0.84a b*5.29ʃ0.27A15.08ʃ0.61b*均值C l a y/%25.26ʃ0.40A26.09ʃ0.28a.24.79ʃ0.62A26.93ʃ0.25b*24.40ʃ0.29A26.99ʃ0.18b* S i l t/%66.68ʃ0.19A65.71ʃ0.21a66.65ʃ0.45A65.03ʃ0.10a*66.34ʃ0.29A65.09ʃ0.54a*S a n d/%8.06ʃ0.27B8.20ʃ0.30a8.69ʃ0.46A B8.12ʃ0.19a9.39ʃ0.48A7.91ʃ0.38a*注:表中数据为平均值ʃ标准差,均值为各土壤生物㊁物理指标5年的平均值;M B C为土壤微生物量碳;M B N为土壤微生物量氮㊂不同大写字母表示侵蚀区在不同坡度间的差异性显著(P<0.05);不同小写字母表示沉积区在不同坡度间的差异性显著(P<0.05);*表示在P<0.05水平上同一坡度侵蚀区和沉积区之间的差异显著性㊂坡度的增大加剧S O C在侵蚀区和沉积区之间的差异,这可能与坡度增大促使更多径流和泥沙迁移有关(表1)㊂当坡度增大时,10ʎ和20ʎ坡侵蚀区的黏粒越来越少,相应的沉积区黏粒含量越来越多,表明坡度增大促进土壤侵蚀 沉积过程对细粒的选择性搬运[29-30],这可能促使更多吸附在细粒表面的S O C在陡坡随泥沙颗粒从侵蚀区流失而累积在相应的沉积区㊂W a n g等[31]研究发现,侵蚀坡地5ʎ坡S O C含量相比3ʎ坡下降13%,这也证实在土壤侵蚀过程中,相比较小坡度的坡地,较大坡度的坡地S O C流失量更大,与本研究结果一致㊂4结论(1)试验期间,随着径流和泥沙从侵蚀区向沉积区迁移,沉积区S O C显著富集,而在侵蚀区减少,且随侵蚀 沉积年限增加,这一特征越来越突出㊂同时,土壤侵蚀和沉积改变土壤有机碳的化学稳定性,沉积区不稳定性土壤有机碳比例相对增加,而侵蚀区稳定性有机碳比例相对增加㊂(2)随坡度增大,径流和泥沙在侵蚀区和沉积区之间的迁移量增加,从而引起更多S O C从侵蚀区流失而富集在沉积区㊂661水土保持学报第35卷Copyright©博看网 . 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土壤学各类土壤特征
草甸白浆土、潜育白浆土
合理利用：白浆土是吉、黑两省主要农业土壤之一，约占两省耕地面积的9%~10%。首先开垦者是白浆土亚类，可占耕地白浆土一半以上，由于地势较高，水分较适宜，垦后熟化。草甸白浆土次之，潜育白浆土因土壤过湿，开垦较晚，它们分别占耕地白浆土的32.45%和12.45%。
褐土以残积粘化为主碳酸盐母质
上述两大特点，也可称之为广义的棕壤化过程
棕壤与褐土的区别：棕壤无石灰反应
褐土有石灰反应
棕壤
分布地域：辽东半岛及山东半岛最为集中
分布地形：山地、丘陵
形成条件：
气候：
暖温带湿润气候和半湿润季风气候条件下，年均气温约5~15℃，≥10℃积温2700~4500℃，降水量为500~1200mm，干燥度在0.5~1.4之间。具有明显的季风影响，降水量主要集中于夏季。冬夏干旱，水热同步，干湿分明。
亚类划分及其特征：
（一）棕色针叶林土（66.14%）
（二）灰化棕色针叶林土
（三）表浅针叶林土
合理利用：
发展林业
暗棕壤
分布地域：东北，黑龙江，吉林，四川，青藏高原边缘
分布地形：多为中山、低山和丘陵（主要分布于500-1000 m）
形成条件：
气候：
年平均气温为-1~5℃之间，年≥10℃积温2000~3000℃，土壤冻结深度为1~2.5 m,最深可达3 m，冻结时间为120~200天。甚至有些地区季节性冻层特别明显。年降雨量600~1100mm，无霜期115~135天，属温带湿润季风气候区。这一地区年温差较大，而日温差较小，最冷月平均气温为-28℃，暗棕壤最低极值可达-45℃，最热月平均气温为15-25℃。土壤冻结时间约7个月。
母质：第四纪红色粘土、第三纪红沙岩、花岗岩、千枚岩、石灰岩、玄武岩等风化物，且较深厚
第三次土壤普查理化性状检测指标指定检测方法
LY/T 1251－1999
11
交换性盐基总量
乙酸铵交换法－中和滴定法（酸性、中性土壤）：《土壤分析技术规范》第二版，13.1 酸性和中性土壤交换性盐基组成的测定（乙酸铵交换法）。
/
氯化铵－乙醇交换－原子吸收分光光度法/火焰光度法（石灰性土壤）：《石灰性土壤交换性盐基及盐基总量的测定》
HJ 781－2016
碱熔－电感耦合等离子体发射光谱法：《土壤和沉积物11 种元素的测定碱熔－电感耦合等离子体发射光谱法》
HJ 974－2018
31
有效磷
氟化铵－盐酸溶液/碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法：《土壤检测第7部分：土壤有效磷的测定》
NY/T 1121.7－2014
盐酸－硫酸/氟化铵－盐酸溶液/碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法（森林土壤）：《森林土壤磷的测定》
LY/T 1227-1999
4
土壤田间持水量
环刀法：《土壤检测第22 部分：土壤田间持水量的测定环刀法》
NY/T 1121.22－2010
环刀法：《森林土壤水分－物理性质的测定》
LY/T 1215-1999
5
矿物组成
X－射线衍射仪XRD 法：《土壤粘粒矿物测定X射线衍射法》
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pH
电位法：《耕地质量等级》附录I（规范性附录）土壤pH 的测定
NY/T 890－2004
DTPA 浸提－邻菲啰啉比色法（森林土壤）：《森林土壤有效铁的测定》
LY/T 1262－1999
DTPA浸提－原子吸收分光光度法（森林土壤）：《森林土壤有效铁的测定》
LY/T 1262－原子吸收分光光度法：《土壤有效态锌、锰、铁、铜含量的测定二乙三胺五乙酸（DTPA）浸提法》
土壤理化性质测定的方法
1、土壤有机质的测定(重铬酸钾容量法)土壤有机质既是植物矿质营养和有机营养的源泉，又是土壤中异养型微生物的能源物质，同时也是形成土壤结构的重要因素。
测定土壤有机质含量的多少，在一定程度上可说明土壤的肥沃程度。
因为土壤有机质直接影响着土壤的理化性状。
测定原理在加热的条件下，用过量的重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7－H2SO4)溶液，来氧化土壤有机质中的碳，Cr2O-27等被还原成Cr+3，剩余的重铬酸钾(K2Cr2O7)用硫酸亚铁(FeSO4)标准溶液滴定，根据消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质量。
其反应式为：重铬酸钾—硫酸溶液与有机质作用：2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2↑+8H2O硫酸亚铁滴定剩余重铬酸钾的反应：K2Cr2O7+6FeSO4＋7H2SO4=K2SO4＋Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O测定步骤：1.在分析天平上准确称取通过60目筛子(＜0.25mm)的土壤样品0.1—0.5g(精确到0.0001g)(0.3000)，用长条腊光纸把称取的样品全部倒入干的硬质试管中，用移液管缓缓准确加入0.136mol/L重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液10ml，(在加入约3ml时，摇动试管，以使土壤分散)，然后在试管口加一小漏斗。
2.预先将液体石蜡油或植物油浴锅加热至185—190℃，将试管放入铁丝笼中，然后将铁丝笼放入油浴锅中加热，放入后温度应控制在170—180℃，待试管中液体沸腾发生气泡时开始计时，煮沸5分钟，取出试管，稍冷，擦净试管外部油液。
3.冷却后，将试管内容物小心仔细地全部洗入250ml的三角瓶中，使瓶内总体积在60—70ml,保持其中硫酸浓度为1—1.5mol/l,此时溶液的颜色应为橙黄色或淡黄色。
然后加邻啡罗啉指示剂3—4滴，用0.2mol/l的标准硫酸亚铁(FeSO4)溶液滴定，溶液由黄色经过绿色、淡绿色突变为棕红色即为终点。
土壤理化性质分析
二、土壤pH的测定
2.1 概述
测定pH的方法最常用的是电位法和比色法。 （1）电位法：用于室内测定，精度较高，误差在
0.02左右。 （2）比色法，用于野外速测，有时在室内做定性
检查用。有两种：
混合指示剂比色法，pH误差在0.5左右； 永久色阶比色法，pH误差在0.2左右。
pH测定 示意图
（电位法）
电把细小的植株残体吸除，要反复进行。
1.2 土壤样品的处理
1.2.2 土样的研磨及过筛
1.2.2.2 分析土壤化学样品的研磨与过筛
（2）将通过10目的土样用“四分法”的方法取出约 该50步g土研样磨需，要进注行意研：磨，并全部通过 0.25mm筛（60 （目1）过，筛混时匀：后不，能装把留瓶在备筛用子。上的土样倒掉，必须全部
1.2 土壤样品的处理
1.2.1 样品风干
具体方法：将土壤样品弄成碎块，平铺在干 净的纸上（严禁用旧报纸衬垫），摊成薄层， 放于室内阴凉通风处晾干，经常加以翻动， 加速干燥。当土样半干时将大土块锤碎（尤 其是水稻土）。切忌阳光直接暴晒，风干场 所要防止酸、碱等气体及灰尘污染。测微量 元素的土样最好放在塑料板上。
二、土壤pH的测定
2.1 概述
根据“中国土壤”一书将土壤的酸碱度分为5级： 即强酸性pH<5.0，酸性pH5.0-6.5，中性pH6.57.5，碱性pH7.5-8.5，强碱性pH>8.5。
了解我国各大类土壤的pH情况，对我们分析人 员审查结果有好处，例如：红壤、砖红壤pH在 4.5-6，石灰性土壤pH7.5-8.5，潮土pH在8左右， 紫色土pH在7.5-8，棕色土pH在6左右等。
二、土壤pH的测定
2.2.3 注意事项
水土比一般为1：2.5，如果更换，应该在结果特 别注明。
论土壤基本理化性状和土壤生物活性与土壤污染物转化的关系
论土壤基本理化性状和土壤生物活性与土壤污染物转化的关系
《论土壤基本理化性状和土壤生物活性与土壤污染物转化的关系》
近年来，随着各种人类活动对环境的不断破坏，土壤污染状况日趋恶化，研究
土壤基本理化性状以及土壤生物活性和有机污染物转化的关系，具有重要的实践意义和科学价值。
一方面，土壤基本理化性状的影响是难以忽视的。
各土壤性状因子的结合形式，决定了土壤的属性，并直接影响污染物的入口和处理程序。
因此，研究转化中，受到土壤基本特征影响的性质，有助于绘制自然状况下土壤能够改善而不增加污染物的情况。
另一方面，土壤中的生物活性也给有机污染物的转化作出了不可忽视的贡献。
土壤中的微生物作用有利于土壤的有机污染物转化，微生物发酵能将有机物质转化为无机污染物，有助于改善土壤的污染状况。
总之，土壤基本理化性状和土壤生物活性是土壤污染物转化的基础和关键因素，因此，综合考虑土壤基本特征和污染物转化之间的关系，有利于提高土壤污染治理的效率。
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土壤理化性状
一句俗话叫做：万物蓬勃，立足根本。
根好啥都好，大蒜健康生长需要良好的根系生长环境，也就是根系得有健康生长的土壤理化环境，土壤理化性状包括物理性状和化学性状。
物理性状：有机质含量、通透性、保肥保水性。
根细胞需要呼吸，要有发育、吸收养分的温床，板结的土壤只会恶化根系的生长状态。
大蒜对富含腐殖质的有机肥反应良好，增施可有良好的增产效果。
所以增施大量优良的有机肥是培肥地力必不可少的，也是决定单亩高产、抗逆性最有效的措施。
化学性状：无机大中微量元素、土壤酸碱度即PH值。
大蒜喜酸性土壤，大约PH值在6附近，产量和植株表观上要远好于碱性土壤。
在整个生长期中养分以需求N、K、P递减，但是在实际施底肥过程中，要充分考虑各种养分的实际利用率和土壤营养状况、化肥的流失量等情况。
氮磷素可以使大蒜植株强壮色泽浓绿，而磷肥易被土壤固定转化难吸收，施用时量不可少而且最好是水溶性磷比较高的品种;但是作物高效吸收磷素要有氮素配合达到氮磷比为1.5-2:1为宜，所以苗期乃至整个生长中前期，氮素也很重要;钾素中后期和磷素结合可以使大蒜壮杆抗倒伏、加大抽薹率而且高产、鳞牙良好分化、加速鳞茎膨大，改善大蒜品质作用显著。
再就是中微量元素也不可缺失，微小的用量影响着大蒜品质和产量。