关中地区不同农业利用条件下表层土壤结构演变及对可持续发展的影响

被引量 : 0次 | 上传用户:xiaolingzijiangsu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
农业可持续发展是我国当今农业发展的必然趋势,然而关中地区连年高度集约化生产模式使有机肥施用量普遍大幅度减少,化肥施用量逐年增加,又加上传统耕作模式的改变,深翻和休闲养地已不再被采用,土地高负荷连年生产,使得土壤团聚体遭到了破坏,团聚体质量下降,表层土壤出现了坚实化和僵硬化问题,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,回报率逐年下降,严重地制约着农业生产的可持续发展。土壤团聚体组成是一个连续性的不同直径大小以及不同含量的组群资料,为了准确地评价土壤团聚体质量,不仅要重视各级别团聚体的数量,还应当重视团聚体的直径。尽管国内外学者已提出了评价团聚体组成状况及其稳定性的多种指标,但是,这些指标很难以结构体为指标确切表征土壤肥力性状与实质。仍需进一步研究和确定更为敏感地表述各种土壤团聚体质量的量化指标,以便以团聚体为指标准确地评价土壤质量水平。土壤团聚体作为土壤结构的重要组成部分,在土壤中起着保证和协调土壤中的水肥气热、影响土壤酶的种类及活性、维持和稳定土壤疏松熟化等作用,团聚体是左右土壤肥力和土壤质量的重要因素之一。土壤团聚体组成不仅依赖于土壤的颗粒组成、有机物质含量、阳离子组成等基本性状,而且,也依赖于人为利用方式及其管理水平等。研究关中地区不同土地利用类型的表层土壤团聚体组成的演变特征,对于探讨农业利用方式对于土壤质量的演替作用规律、土壤耕作管理模式对于土壤质量的作用与影响,寻求科学地土壤利用与管理模式具有极为重要的科学意义。本研究分别对关中地区不同农业利用方式下的农田、菜园和果园土壤大团聚体(macro-aggregate)和微团聚体(micro-aggregate)组成、团聚体质量参数等进行了研究,将多种团聚体评价指标应用在土壤团聚体振动分散过程,并对之分别进行了分析与对比等,主要取得了如下结果:1.土地的利用方式对于土壤团聚体组成有着较为明显的作用与影响。总体来看,研究地区土壤团聚体组成并不是正态分布,而是以>10mm、10-7mm和5-3mm等直径相对较大团聚体含量占的比例较大,其它级别团聚体含量占的比例相对较小。不同农业利用方式下(质量)优势团聚体(1-3mm)的百分含量表现为农田>菜园>果园。菜园土壤优势团聚体的百分含量随着种植年限的增加有先减少而后增加的趋势,而果园土壤随着种植年限的增加其优势团聚体的百分含量逐渐减小。2.土地利用方式改变着团聚体的质量性状。对三种利用方式下表层土壤块状团聚体容重的研究得出,团聚体的容重普遍较高,其中农田土壤团聚体的平均容重最大,达到1.76g.cm-3),意味着农田土壤大团聚体内部紧实,团聚体内部孔隙度最小;而菜园土壤大团聚体的容重相对最小,达到1.50 g.cm-3),菜园土壤团聚体内部孔度较高,其质量水平相对较高。土壤脲酶和过氧化氢酶活性值的大小变化顺序均为农田>菜园>果园,而蔗糖转化酶的活性则表现为农田>果园>菜园。在3种土地利用方式下团聚体组成与脲酶和过氧化氢酶活性之间的关系基本一致,表现为农田和菜园土壤在不同级别团聚体中两种酶活性的大小顺序为直径10-0.25mm的>直径>10mm的>直径<0.25mm的,且菜园土壤随着种植年限的增加脲酶和过氧化氢酶活性值有先增加后减小的趋势,而果园土壤脲酶和过氧化氢酶的活性表现为直径>10mm的>直径10-0.25mm的>直径<0.25mm的,且随着种植年限的增加脲酶活性值逐渐减小。蔗糖转化酶活性在不同农业利用方式和不同级别团聚体中的分布则与脲酶和过氧化氢酶有所不同。3.有机质和碳酸盐作为黄土地区土壤结构的有机胶结剂和无机胶结剂,在结构体形成和稳定性等方面起着非常重要的作用,研究发现随着团聚体直径逐渐减小,有机质含量依次逐渐增大,从8.94 g/kg上升到10.65 g/kg,而碳酸盐的含量则在>0.25mm的团聚体中明显高于<0.25mm团聚体中碳酸盐的含量,这说明有机质主要对于微团聚体形成起主要的作用;而碳酸盐则在大团聚体的形成方面起主要作用。此外,对有机质和碳酸盐与各种酶活性的相关关系研究表明土壤有机质含量与脲酶和过氧化氢酶的活性没有显著相关性而与蔗糖酶活性具有显著相关性,土壤脲酶和过氧化氢酶的活性比蔗糖酶更容易受到碳酸盐的影响。4.分别采用MWD、GMD、分形维数D以及矩法参数为指标,分析了菜园土壤和果园土壤在系列时间的振动筛分过程中团聚体组成变异特征,结果表明:用MWD和GMD作为团聚状况指标,只有在适宜的振动筛分时间范围内才能基本反映各种性状土壤的团聚水平差异;用分形维数作为指标,表征各类土壤的团聚水平的可信性值得商榷;将矩法理论与方法引导表示土壤团聚体组成方面,其中参数偏奇系数(Cs)能够较为灵敏地表征各类土壤的团聚水平和团聚体的质量。同时研究得出,菜园土壤和果园土壤的团聚化水平均有随着园龄的增加有先提高后降低的趋势。菜园土壤和果园土壤均体现了明显的“疲劳”状态。5.研究地区土壤微团聚体含量都在94%以上,且主要集中在直径为0.05-0.002mm这一级别上,占总体的75.3-92.4%。各农业利用耕层土壤>0.01mm特征微团聚体的量都小于20-40cm>0.01mm特征微团聚体的量,且菜园土壤>0.01mm特征微团聚体的量随着园龄的增加有减小的趋势,果园土壤>0.01mm特征微团聚体的量随种植年限的增加有先增加而后减小的趋势,说明频繁的人为生产活动对耕层土壤团聚作用有明显的影响。6.不同农业利用方式下土壤微团聚体团聚水平和团聚度呈现出农田>果园>菜园规律性,而土壤结构系数的变化顺序则为果园>菜园>农田,证实农田土壤团聚化程度要比果园和菜园土壤高,而果园和菜园土壤尚处于初级团聚化阶段。20-40cm土壤团聚水平、土壤结构系数和土壤团聚度一般都高于耕层土壤,另一方面,随着菜园和果园园龄的增加,土壤团聚水平和结构系数基本上呈现出先增加而后减小的趋势。7.对土壤结构系数和团聚度与土壤有机质、CaCO3、粘粒含量的相关分析表明,土壤微团聚体的结构系数与粘粒含量在0-20cm范围内呈极显著正相关,在20-40cm呈显著正相关。团聚度在0-20cm土层内与粘粒的含量达显著相关,而结构系数和团聚度与有机质和碳酸盐含量在两个土层内都没有显著相关性,这说明影响关中地区土壤团聚状况的主要因素是粘粒的含量。
其他文献
电涡流检测技术是在当前航空航天、核电、制造等多个领域应用广泛且行之有效的一种无损检测技术。本文结合国家自然科学基金项目,开发了相应的电涡流检测系统,并对电涡流缺陷
可持续发展是当今世界发展的主题,其实质是自然与社会系统的协调发展,其核心内容为人口、资源、环境和经济四项要素。它们的相互作用、相互制约构成了一个动态开放的复杂系统
声发射技术作为一种全新的无损检测方法,在发达国家已得到广泛应用。国外对木材加工中的声发射已有了一些研究和一定程度的应用。在国内木材加工领域内,声发射技术也已逐步在
王夫之是宋明理学,甚至是中国传统思想的总结者和集大成者。和许多宋明时期的儒家学者一样,王夫之也有出入释老的思想经历。他的思想博大精深,兼通儒、释、道三家。王夫之长
本文对推拿治疗退行性腰椎滑脱症临床研究近十年的文献进行综述,综述内容可分为:单用手法治疗,手法配合运动,手法配合药物,手法配合牵引,手法配合牵引及药物几个方面,最后分
本文在简单介绍建筑防水材料的基础上,说明了水泥基渗透结晶型防水材料在国内外的发展情况和作用机理,分析了其相对其他材料的优势,并指出了目前研究的不足。以研制出一种新
虽然土壤杆菌和根瘤菌对植物的侵染具有不同的机制,但两者遗传发育关系非常相近,存在种属交叉现象,因此土壤杆菌属的分类地位一直是微生物分类学家关注的焦点。最近研究表明,
2008年,全国政协委员、中央财经大学教授贺强因一项《关于我国证券市场单边收取证券交易印花税的提案》的提案,而被网民称为"印花税委员"。今年"两会"期间,贺强委员再次对股
信息化热潮是本世纪末的重要特征。随着信息化社会的进程,人们的生活和生产方式正在发生巨大的变化,医疗保健的观念和方式也随之发生了根本性的变革,其中远程医疗技术的发展
本文对1994-2002年中国贸易条件的变动情况进行了实证研究,得出近九年我国的价格贸易条件明显恶化,收入贸易条件、单要素贸易条件及双要素贸易条件得到了改善的结论,并分析了