侵蚀红壤水稳性团聚体中有机质与养分特点

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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,利用干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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