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不同绿肥还田下红壤旱地土壤有机碳组分和团聚体的分布特征
1
作者 刘淑军 文石林 +5 位作者 刘佳 张会民 李冬初 刘泽弦 刘立生 黄晶 《中国土壤与肥料》 北大核心 2026年第1期30-36,共7页
通过田间定位试验探究不同绿肥还田对旱地土壤有机碳组分和团聚体分布特征的影响,为我国南方红壤旱地结构改良与增肥固碳提供依据。利用始于2018年红壤坡耕地花生轮作不同冬绿肥定位试验,选取(1)对照,不种绿肥;(2)毛叶苕子;(3)黑麦草;(4... 通过田间定位试验探究不同绿肥还田对旱地土壤有机碳组分和团聚体分布特征的影响,为我国南方红壤旱地结构改良与增肥固碳提供依据。利用始于2018年红壤坡耕地花生轮作不同冬绿肥定位试验,选取(1)对照,不种绿肥;(2)毛叶苕子;(3)黑麦草;(4)肥田萝卜;(5)3种绿肥混播5个处理,在试验第6年(2024年)于花生收获后取0~20 cm土层土壤样品,分析土壤团聚体组分以及有机碳组分含量变化,并进一步探讨土壤团聚体稳定性与有机碳组分之间的相关性。结果表明:(1)所有处理土壤的团聚体组分以0.25~2 mm粒级最高。较对照处理,毛叶苕子、混播处理分别显著提高了>2和0.25~2 mm团聚体组分比例,增幅分别为251.3%和19.8%,并显著提高了团聚体平均质量直径(MWD)和平均几何直径(GMD),较黑麦草、肥田萝卜处理,MWD增幅为11.9%~13.7%、GMD增幅为20.0%~27.3%。(2)与对照相比,毛叶苕子、肥田萝卜和混播处理均显著提高了矿物结合态有机碳(MAOC),增幅为28.3%~46.3%,4个绿肥处理之间以混播处理的MAOC最高,其次为毛叶苕子,肥田萝卜和黑麦草较低,分别显著提高了14.0%、30.4%。(3)通过相关性分析拟合土壤有机碳组分与团聚体稳定性之间的关系,GMD、MWD与MAOC之间呈显著正相关,以MAOC与GMD之间的相关性最高。随机森林模型结果表明,以<0.25 mm团聚体组分对花生产量的影响最大,且达到显著水平,其次为颗粒态有机碳(POC)、GMD、MAOC、MWD,>0.25 mm团聚体组分对花生产量影响最小。绿肥长期还田可提高GMD和MWD值、MAOC,相关性分析表明,在红壤旱地可通过施用绿肥改善土壤结构并实现土壤固碳,以毛叶苕子和混播处理的效果较好,更适合作为改良旱地红壤质量的有效手段。 展开更多
关键词 绿肥 红壤旱地 有机碳组分 土壤团聚体 结构改良
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考虑裂隙蒸发影响的三维土壤干缩开裂模型
2
作者 马波 张一凡 +1 位作者 邵绪云 朱磊 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第2期229-240,共12页
为了考虑裂隙分布和蒸发对土壤干缩开裂的影响采用土层间弹簧的收缩速率描述蒸发作用沿土壤深度的梯度衰减效应,引入近裂隙区蒸发增强系数α_(1)与裂隙核心区蒸发增强系数α_(2)表征裂隙对不同区域土壤水分蒸发速率的影响,构建考虑裂隙... 为了考虑裂隙分布和蒸发对土壤干缩开裂的影响采用土层间弹簧的收缩速率描述蒸发作用沿土壤深度的梯度衰减效应,引入近裂隙区蒸发增强系数α_(1)与裂隙核心区蒸发增强系数α_(2)表征裂隙对不同区域土壤水分蒸发速率的影响,构建考虑裂隙分布和蒸发的三维土壤干缩开裂模型。基于闵可夫斯基密度函数(长度密度、面积密度、欧拉数密度)对模拟结果与田间观测数据进行对比验证(决定系数R^(2)∈[0.8208,0.9991],均方根误差RMSE∈[0.0021,0.1329],一致性指数IA>0.9507),结果表明模型能够准确模拟裂隙与蒸发相互作用下裂隙发育过程;深度蒸发影响系数τ_(i)的大小与深层裂隙的裂隙相对频率呈正相关,裂隙蒸发增强系数α的增大显著增强了闵可夫斯基密度函数峰值,降低了孤立裂隙数量。 展开更多
关键词 土壤干缩开裂 裂隙蒸发 三维裂隙发育模型 闵可夫斯基密度
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“旱改水”对土壤和水稻的影响及对策建议
3
作者 陈中华 黄兰芬 +2 位作者 林志强 童琳 吕耿城 《南方农业》 2026年第2期211-213,共3页
随着“旱改水”耕作制度的转变,实际农业生产中易出现土壤环境变化、水稻生长受阻等一系列问题。为给农业科技人员和农业生产者提供有益参考,系统阐述“旱改水”后农田土壤结构、土壤肥力、土壤微生物群落发生的演变特征,分析水稻在生... 随着“旱改水”耕作制度的转变,实际农业生产中易出现土壤环境变化、水稻生长受阻等一系列问题。为给农业科技人员和农业生产者提供有益参考,系统阐述“旱改水”后农田土壤结构、土壤肥力、土壤微生物群落发生的演变特征,分析水稻在生长过程中面临的前茬农药残留危害、肥料过剩影响及生理性病害等问题,并提出严格整改、改良土壤、合理施肥及科学管水等对策建议。 展开更多
关键词 旱改水 土壤 水稻 土壤改良 合理施肥 科学管水
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初始含水率对植被混凝土渗灌入渗特性的影响
4
作者 刘黎明 陈健 +5 位作者 王一毅 吴彬 王明 周敏 杨旭 党艳娜 《中国农业科技导报(中英文)》 北大核心 2026年第3期180-192,共13页
为探索初始含水率对植被混凝土前期渗灌养护条件下水分入渗特性的影响,优化基材水分差异背景下渗灌管布设参数,以不同初始含水率(4%、8%、12%)的植被混凝土基材为研究对象,采用无压渗灌线源入渗方法,通过室内土箱试验,监测水分入渗特性... 为探索初始含水率对植被混凝土前期渗灌养护条件下水分入渗特性的影响,优化基材水分差异背景下渗灌管布设参数,以不同初始含水率(4%、8%、12%)的植被混凝土基材为研究对象,采用无压渗灌线源入渗方法,通过室内土箱试验,监测水分入渗特性和空间分布特征,并运用数学模型对入渗过程进行拟合分析。结果表明,湿润锋形态均可近似成以水平湿润半径(horizontal wetting radius,R)、垂直向上高度(vertical upward height,H)和垂直向下深度(vertical downward depth,D)为形状参数的椭圆,各参数代表的湿润锋相对大小恒定为D>R>H,均与入渗时间呈显著正相关,与初始含水率呈显著负相关,椭圆中心随初始含水率增加逐渐向D偏移,偏移幅度随时间有所削弱。累积入渗量和入渗速率均随初始含水率增加显著降低,其中累积入渗量随时间呈幂函数递增,入渗速率呈“L”型递减,在方向上表现为D>R>H;与Kostiakov模型、Philip模型相比,Horton模型的拟合优度较高。灌水结束时,中心含水率梯度、湿润均匀度均与初始含水率呈正相关,停灌24 h后的中心梯度下降,湿润体均匀度有所升高,但等值线分布范围与初始含水率呈负相关,初始含水率越大,渗灌管适宜埋深和间距越小。为提高植被混凝土无压渗灌养护的科学性,4%、8%、12%初始含水率对应的渗灌管埋深应分别不超过6、5、4 cm,间距应分别小于20、16、12 cm。 展开更多
关键词 初始含水率 植被混凝土 渗灌 入渗特性 拟合模型
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秦岭水源地生态恢复下土壤全氮分布对侵蚀的响应
5
作者 徐明珠 徐国策 +6 位作者 李占斌 张家欣 王斌 方康 万顺 陈新 谷丰佑 《水土保持学报》 北大核心 2026年第1期132-143,共12页
[目的]为了解秦岭水源地土壤结构及土壤氮变化对生态恢复的响应。[方法]基于秦岭水源地闵家河小流域不同土地利用的土壤样品数据,定量分析生态恢复下流域土壤侵蚀及全氮损失量,探究生态恢复对土壤团聚体组成、稳定性及全氮分布的影响。... [目的]为了解秦岭水源地土壤结构及土壤氮变化对生态恢复的响应。[方法]基于秦岭水源地闵家河小流域不同土地利用的土壤样品数据,定量分析生态恢复下流域土壤侵蚀及全氮损失量,探究生态恢复对土壤团聚体组成、稳定性及全氮分布的影响。[结果]1)流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,发生轻度和中度侵蚀的区域占比仅为6.76%。农地土壤侵蚀模数和单位面积土壤全氮损失显著高于林地和草地,56.46%的土壤侵蚀和45.11%的土壤全氮损失源自农地且主要分布在流域中、下游区域。2)生态恢复显著提高土壤团聚体稳定性和大团聚体质量分数。与农地相比较,草地和林地>5 mm粒级土壤团聚体增加86.43%~216.65%,团聚体稳定性指标平均重量直径(MWD)、>0.25 mm粒级团聚体(R_(a>0.25))和几何平均直径(GMD)分别增加32.73%~56.36%、3.97%~11.90%、40.98%~86.89%。3)生态恢复促进各粒级土壤团聚体全氮的积累,林地和草地土壤团聚体中全氮质量分数较农地分别增加38.84%~54.44%和1.33%~22.14%。土壤全氮的积累主要归因于大团聚体和中团聚体的贡献,林地储存流域84.47%的全氮。[结论]生态恢复通过植被重建可有效抑制土壤侵蚀、改善土壤结构和减少氮素流失。研究结果为南水北调水源地生态屏障功能提升和可持续管理提供科学依据。 展开更多
关键词 秦岭水源地 生态恢复 土壤侵蚀 土壤团聚体 氮素分布
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玉米秸秆替代部分化肥提高黑土团聚体稳定性并改善土壤结构
6
作者 李天娇 刘红芳 +4 位作者 张淑香 杨劲峰 张乃于 张秀芝 彭畅 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2026年第2期279-290,共12页
【目的】施肥影响土壤结构,长期单施化肥易破坏土壤结构的稳定性,同时导致土壤酸化。研究等氮条件下玉米秸秆替代部分化学氮肥对黑土养分含量、团聚体粒级分布及稳定性的影响,可为合理调节土壤结构提供理论支撑。【方法】依托始建于198... 【目的】施肥影响土壤结构,长期单施化肥易破坏土壤结构的稳定性,同时导致土壤酸化。研究等氮条件下玉米秸秆替代部分化学氮肥对黑土养分含量、团聚体粒级分布及稳定性的影响,可为合理调节土壤结构提供理论支撑。【方法】依托始建于1989年的吉林公主岭市黑土定位试验,选取3个处理:不施肥(CK);施化肥N 165 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5) 82.5 kg/hm^(2)、K_(2)O 82.5 kg/hm^(2)(NPK);施化肥N 112 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5) 82.5 kg/hm^(2)、K_(2)O 82.5kg/hm^(2),并配施玉米秸秆7500 kg/hm^(2)(NPKS)。于2010和2022年秋季收获后,采集0—20 cm土壤样品,测定土壤pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾、交换性钙镁离子含量,同时采用湿筛法筛分出4个级别的团聚体(>2、0.25~2、0.053~0.25、<0.053 mm),计算团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)。【结果】随着试验年限的增加,与CK相比,2010和2022年NPK处理土壤MWD分别降低了44.8%和22.2%,GMD分别降低了59.3%和25.6%,土壤交换性钙含量分别显著降低40.6%和22.6%,土壤pH分别下降1.32和1.50个单位。相关性分析表明,土壤pH、交换性钙离子、有机质含量与MWD和GMD显著正相关(P<0.05)。长期施用化肥阻碍土壤颗粒胶结过程及其团聚效果,显著降低团聚体稳定性。相较于NPK处理,2010和2022年NPKS处理土壤>2 mm团聚体含量分别显著增加159.0%和109.2%,MWD由此分别显著升高33.6%和46.0%,GMD分别升高61.1%和68.9%,土壤有机质含量分别增加14.7%和28.3%,交换性钙离子含量分别增加121.2%和97.9%,pH分别升高1.41和1.66个单位。随机森林模型表明,土壤pH和交换性钙离子越来越成为提高黑土团聚体稳定性的关键因素,土壤有机质的相对重要性由第一位下降到第四位。【结论】在黑土上,以秸秆替代部分化学氮肥不仅减缓了化肥施用导致的土壤酸化,还提高了有机质和交换性钙含量,从而显著提高水稳性大团聚体含量及团聚体稳定性,这一有益效应随施用时间的延长而提升。因此,以玉米秸秆替代部分化肥是维持并改善黑土养分含量及土壤结构的有效措施。 展开更多
关键词 黑土 秸秆部分替代化肥 团聚体稳定性 有机质 交换性钙
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长期秸秆还田对砂姜黑土团聚体结构及磷组分分布的影响
7
作者 刘梦阳 刘洁 +6 位作者 陈翔 王擎运 罗来超 齐永波 田达 李金才 柴如山 《中国农业科学》 北大核心 2026年第3期575-588,共14页
【目的】探究小麦玉米秸秆还田对砂姜黑土团聚体粒级分布及团聚体磷组分的调控作用,以期为土壤结构改良和磷素活化提供理论支撑。【方法】依托安徽省蒙城县始于2008年的小麦玉米秸秆还田长期定位试验,设置4个处理:常规施肥(F)、常规施肥... 【目的】探究小麦玉米秸秆还田对砂姜黑土团聚体粒级分布及团聚体磷组分的调控作用,以期为土壤结构改良和磷素活化提供理论支撑。【方法】依托安徽省蒙城县始于2008年的小麦玉米秸秆还田长期定位试验,设置4个处理:常规施肥(F)、常规施肥+小麦秸秆单季还田(FWS)、常规施肥+玉米秸秆单季还田(FMS)、常规施肥+小麦玉米秸秆双季还田(FWMS),于2023年小麦成熟期采集0—20 cm耕层土样测定土壤团聚体组成及各粒级团聚体磷组分含量,解析小麦玉米秸秆还田对砂姜黑土团聚体磷素形态分布、磷活化度和有效磷贡献率的影响。【结果】与F处理相比,FWS、FMS、FWMS处理的>2 mm团聚体占比分别显著增加了35.9%、30.6%和39.1%,0.25—2 mm和0.053—0.25 mm团聚体的占比显著下降。小麦玉米秸秆还田可显著提升砂姜黑土的水稳性团聚体平均重量直径,显著降低土壤团聚体破坏率。秸秆还田条件下砂姜黑土的全磷和有效磷含量分别显著提高6.5%—26.0%和21.1%—37.6%。秸秆还田处理能够显著增加砂姜黑土中的活性磷组分NaHCO3-Pi和中活性磷组分NaOH-Po含量,增幅分别达到17.1%—51.3%和19.5%—46.2%。从土壤团聚体角度来看,与F处理相比,小麦玉米秸秆还田处理下0.25—2 mm团聚体的有效磷含量和磷活化度分别显著提升39.3%—63.9%和37.5%—51.7%。FWS、FMS和FWMS处理的>2 mm团聚体有效磷贡献率较F处理分别显著增加19.0%、17.3%和22.3%,秸秆还田使砂姜黑土微团聚体(0.053—0.25 mm)和粉黏粒组分(<0.053 mm)的有效磷贡献率显著下降。砂姜黑土0.25—2 mm团聚体的活性磷组分(H2O-P、NaHCO3-Po)和中活性磷组分(NaOH-Po)含量在小麦玉米秸秆还田条件下有所增加。【结论】小麦玉米秸秆还田是改善砂姜黑土团聚体粒级组成与稳定性、提升土壤供磷能力的有效措施。 展开更多
关键词 砂姜黑土 秸秆还田 团聚体 磷形态 磷有效性
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耕作深度与施氮量对旱区土壤团粒结构及马铃薯水氮利用效率的协同效应
8
作者 刘婷婷 张悦薇 +5 位作者 张旭 韩固 雷佳 张龙 李荣 侯贤清 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2026年第3期513-529,共17页
【目的】探究宁南旱区不同耕作深度结合施氮量对土壤团粒结构及马铃薯水氮利用效率的影响。【方法】2021—2023年连续3年开展大田定位试验,设置4个耕作深度,分别为翻耕20 cm、深松30 cm、深松40 cm、深松50 cm;设置4个施氮水平,分别为施... 【目的】探究宁南旱区不同耕作深度结合施氮量对土壤团粒结构及马铃薯水氮利用效率的影响。【方法】2021—2023年连续3年开展大田定位试验,设置4个耕作深度,分别为翻耕20 cm、深松30 cm、深松40 cm、深松50 cm;设置4个施氮水平,分别为施N 0、90、180、270 kg/hm^(2)。以翻耕20 cm且不施氮的处理为对照,共16个处理。在马铃薯播种后的0、30、60、90、150天进行取样,测定土壤团聚体、水分含量和马铃薯产量,并计算水分利用效率和氮肥利用效率。【结果】与翻耕20 cm不施氮的对照处理相比,深松30~50 cm结合N 90~180 kg/hm^(2)处理3年0—60 cm土层>0.25 mm团聚体含量提高了3.9%~21.3%。相同耕作深度下,N 180 kg/hm^(2)处理显著增加平水年(2021年)、干旱年(2022年)0—60 cm土层和极端干旱年(2023年)0—20、40—60 cm土层>0.25 mm团聚体含量,而极端干旱年20—40 cm土层>0.25 mm团聚体含量以N 90 kg/hm^(2)处理最高。相同施氮量下,平水年随着土层加深,耕作深度越大,>0.25 mm团聚体含量越高;干旱年0—40 cm土层以深松50 cm处理>0.25 mm团聚体含量最高,40—60 cm土层以深松30 cm处理>0.25 mm团聚体含量最高,极端干旱年0—60 cm土层均以深松40 cm处理>0.25 mm团聚体含量最高。随着耕作深度的增加,马铃薯关键生育阶段土壤蓄水量增加,而施氮量的增加会降低土壤蓄水量,以不施氮处理的马铃薯关键生育阶段土壤蓄水量最多。不施氮条件下,平水年和极端干旱年储水量最高的深松深度为50 cm,干旱年为30 cm,与翻耕20 cm相比增幅达10.5%~31.1%。N 180 kg/hm^(2)处理显著提高了马铃薯产量,平水年最高增产处理为深松30 cm,干旱年为深松40 cm,较对照提高59.2%~90.2%;深松40 cm马铃薯的商品薯率最高,平水年以结合N 90 kg/hm^(2)处理最高,干旱年则以结合N 180 kg/hm^(2)最高,较对照提高5.1%~21.4%。通过耕作深度、施氮量与马铃薯产量的拟合分析发现,深松36.1~37.7 cm结合施N 145.5~152.2 kg/hm^(2)的马铃薯产量最高。深松30~40 cm配施N 180 kg/hm^(2)的水分利用效率和生育期降水利用效率分别显著提高了59.2%和91.6%,而深松30~40 cm配施N 90 kg/hm^(2)的氮肥农学效率和氮肥偏生产力最高,分别较对照提高3.8~13.0倍和19.0%~24.1%。相关性分析发现,>0.25 mm土壤团聚体含量与马铃薯产量、商品薯率及水氮利用效率呈显著正相关。【结论】耕作深度与施氮量结合可改善土壤结构、提升土壤蓄墒能力,提高马铃薯产量及水氮利用效率的效果受降雨年型的显著影响。综合考虑,在宁南旱区平水年及干旱年型下采用深松30~40 cm结合施N 145~180 kg/hm^(2)可实现旱作马铃薯增产和水氮高效利用。 展开更多
关键词 深松结合施氮 团粒结构 土壤水分 马铃薯产量 降水利用效率 水氮利用效率
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免耕秸秆覆盖对半干旱区土壤团聚体稳定性和玉米产量的影响
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作者 马小明 齐翔鲲 +4 位作者 谭雪 史孟豫 王玉凤 付健 杨克军 《作物杂志》 北大核心 2026年第1期152-159,共8页
为解决半干旱区风沙土壤风蚀导致的土壤结构变差、有机碳含量下降及玉米低产等问题,于黑龙江省杜尔伯特蒙古族自治县进行长期田间定位试验,设置旋耕垄作(CK)、1年免耕秸秆覆盖还田(T1)、连续3年免耕秸秆覆盖还田(T2)和连续7年免耕秸秆... 为解决半干旱区风沙土壤风蚀导致的土壤结构变差、有机碳含量下降及玉米低产等问题,于黑龙江省杜尔伯特蒙古族自治县进行长期田间定位试验,设置旋耕垄作(CK)、1年免耕秸秆覆盖还田(T1)、连续3年免耕秸秆覆盖还田(T2)和连续7年免耕秸秆覆盖还田(T3)4种处理,分析各处理对不同土层土壤团聚体分布特征、有机碳积累及玉米产量的影响。结果表明,在0~30 cm土层,相较于其他处理,T3处理下土壤容重明显降低,含水量则显著增高;同时,T3处理提高了>0.25 mm粒级水稳性团聚体百分比含量、有机碳含量及贡献率,并增大了平均重量直径和几何平均直径。免耕秸秆覆盖还田可显著提高玉米产量,与CK处理相比,各处理增幅在14.98%~39.54%。综上,免耕结合秸秆覆盖还田有助于提升半干旱区土壤团聚体稳定性、各粒级团聚体有机碳含量及玉米产量,其中T3处理效果最佳。 展开更多
关键词 玉米 免耕秸秆覆盖 土壤团聚体 有机碳 平均重量直径 几何平均直径 产量
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季节性冻土区沙地土壤水同位素特征及植被耗水过程分析
10
作者 郑策 赵欢龙 +4 位作者 耿百利 李明林 李恒 李浩迪 刘秀花 《农业工程学报》 北大核心 2026年第2期131-140,共10页
聚焦“土壤-植被-大气”系统生态-水文耦合过程展开研究,是应对季节性冻土区风沙滩地植被恢复、生态环境脆弱问题的迫切需要。该研究选取毛乌素沙地不同地下水埋深沙柳与沙蒿系统为研究对象,以原位监测及采样测试为基础,采用贝叶斯混合... 聚焦“土壤-植被-大气”系统生态-水文耦合过程展开研究,是应对季节性冻土区风沙滩地植被恢复、生态环境脆弱问题的迫切需要。该研究选取毛乌素沙地不同地下水埋深沙柳与沙蒿系统为研究对象,以原位监测及采样测试为基础,采用贝叶斯混合模型及随机森林等方法,深入探究冻融及非冻融期沙地植被系统同位素分布特征、变化规律、影响因素及指示意义。结果表明:受冻融作用影响,土壤水分与温度动态分布与转化过程呈现出显著的季节性变化趋势,浅层0~40 cm范围是土壤水热动态变化最活跃区域;土壤水同位素组成与降水和蒸发过程联系密切,且在冻结与融化时的同位素分馏特征差异显著,冻结时δ^(18)O 变化范围在-7.03‰~1.77‰,而融化时δ^(18)O 富集至-3.27‰~5.71‰;土壤含水率与温度是影响土壤水同位素变化的重要环境因子,对冻融期浅层土壤水同位素贡献度分别达32.6%与44.0%;受植被根系分布特征及地下水埋深影响,沙柳与沙蒿呈现出不同的耗水策略,在大埋深场地沙柳非冻融期依赖浅、中层土壤水,而冻融期吸水层位下移增大深层土壤水利用率,最高可达43.5%,沙蒿则主要利用浅、中层土壤水,其中浅层土壤水利用率最高可达68.1%。研究结果证实季节性冻融作用对于土壤水、热、同位素分布及植被吸水利用过程有显著影响,可为进一步揭示寒旱区水循环机制及制定适宜的脆弱生态区植被恢复方案提供依据。 展开更多
关键词 稳定同位素 土壤水热 植被水分利用 冻融作用 毛乌素沙地
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华北平原粮豆轮作和秸秆还田对土壤结构和小麦植株性状的影响
11
作者 宣海鹏 毕利东 +5 位作者 王天舒 李庭宇 尧水红 张月玲 彭新华 孙福海 《农业工程学报》 北大核心 2026年第1期111-121,共11页
粮豆轮作和秸秆还田及其配合均为提升土壤质量和促进作物生长的有效措施,为揭示其对土壤结构与小麦植株性状的影响,该研究基于华北平原潮土区8 a田间定位试验,设小麦-玉米(WM)、小麦-大豆(WS)、小麦-玉米/小麦-大豆(WM/S)3种轮作模式,... 粮豆轮作和秸秆还田及其配合均为提升土壤质量和促进作物生长的有效措施,为揭示其对土壤结构与小麦植株性状的影响,该研究基于华北平原潮土区8 a田间定位试验,设小麦-玉米(WM)、小麦-大豆(WS)、小麦-玉米/小麦-大豆(WM/S)3种轮作模式,每种轮作模式设秸秆还田(SR)和秸秆移除(CK),共6个处理。在小麦收获期采集0~60 cm土壤,测定容重、穿透阻力、团聚体组成、水力学特性、植株性状,并构建结构方程模型剖析粮豆轮作和秸秆还田对茎秆强度的作用途径。结果表明:粮豆轮作(WS和WM/S)显著改变土壤结构,与WM相比,WM/S的表层土壤容重和平均穿透阻力分别降低8.5%~12.0%和11.9%~12.0%(P<0.05)。各处理的导水和持水特征参数随土壤深度增加而降低,粮豆轮作显著提高土壤导水和持水特性,其饱和导水率、饱和含水量、田间持水量较WM分别增加92.7%~214.5%、7.1%~11.7%、9.0%~21.5%(P<0.05)。同时,粮豆轮作下茎秆养分参数(纤维素、半纤维素、木质素、全钾含量)较WM提高5.7%~33.9%(P<0.05),茎秆强度指标(抗弯、抗压、抗剪切强度)和小麦产量增加6.3%~32.5%和6.4%~20.2%(P<0.05)。此外,同一轮作模式下,与秸秆移除相比,秸秆还田有利于提高土壤大团聚体含量、饱和导水率、田间持水量、茎秆强度。结构方程模型结果表明,粮豆轮作和秸秆还田通过改变土壤容重、持水性、茎秆木质纤维素含量、全钾含量等间接途径,显著提升茎秆强度;且两者对茎秆强度的影响具有交互作用(P<0.05)。综上,粮豆轮作和秸秆还田显著改善了土壤结构,提高了导水和持水能力以及茎秆强度,有助于促进微生物活动、养分周转、根系发育,提高作物品质和产量。 展开更多
关键词 潮土 团聚体 水力学特性 木质纤维素 茎秆强度
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优化栽培施肥技术改善麦-玉轮作系统土壤结构并降低温室气体排放
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作者 敦文静 王恒 +5 位作者 于欣慧 何悦 郝展宏 王琛 张丽娟 张杰 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2026年第2期320-332,共13页
【目的】研究不同水肥管理模式对华北平原麦-玉轮作体系下土壤团聚结构、孔隙度以及温室气体排放的影响,解析温室气体排放对土壤团聚结构的响应特征,进而揭示水肥管理调控温室气体产生与排放的理化机制。【方法】于2022—2024年,在河北... 【目的】研究不同水肥管理模式对华北平原麦-玉轮作体系下土壤团聚结构、孔隙度以及温室气体排放的影响,解析温室气体排放对土壤团聚结构的响应特征,进而揭示水肥管理调控温室气体产生与排放的理化机制。【方法】于2022—2024年,在河北省邯郸市曲周县开展连续麦-玉轮作田间试验,共设5个处理,分别为传统栽培和施肥对照(CK)、四密一稀种植+浅埋滴灌水肥一体化(Y1)、Y1处理增施微生物菌剂(Y2)、Y1处理增施生物有机肥(Y3)和Y1处理增施土壤调理剂(Y4),监测温室气体(N_(2)O、CO_(2)及CH_(4))排放速率、耕层土壤团聚体及土壤孔隙结构等指标。【结果】相较于CK处理,Y1处理使温室气体排放强度降低了21.21%,团聚体平均重量直径提升了17.59%,土壤孔隙度提高了29.38%。添加功能性肥料处理(Y2、Y3和Y4)能够进一步改善土壤结构,同时降低温室气体排放强度(GHGI)。与Y1处理相比,Y2、Y3和Y4处理的土壤团聚体平均重量直径(MWD)与几何平均直径(GMD)分别平均提升了25.82%、29.07%,孔隙度平均提升了10.46%,温室气体排放强度平均降低了21.15%,且Y2、Y3和Y4处理间无显著差异。相关分析表明,土壤孔隙度、分形维数及孔隙密度与粒径>2和1~2 mm的团聚体含量呈显著正相关。提高土壤大团聚体占比,能够通过改善土壤孔隙结构和通气性来缓解农田温室气体排放,进而降低华北平原麦-玉轮作体系的GHGI。【结论】华北平原麦-玉轮作体系中,采用四密一稀种植+浅埋滴灌水肥一体化可同时实现减水、节肥、增产,在此基础上配施功能性肥料,特别是生物有机肥料,可进一步显著提高土壤团聚体稳定性,改善土壤通气性,缓解农田温室气体排放,因此,该管理技术组合是华北地区的优化栽培施肥模式。 展开更多
关键词 麦-玉轮作系统 水肥一体化 土壤团聚体 土壤孔隙结构 温室气体
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长期适量施氮促进土壤剖面团聚体形成及碳氮固存
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作者 沈琰 刘家鑫 +7 位作者 郭方锦 席家鑫 汪洋 赵亚南 黄玉芳 安志超 杨雪 叶优良 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2026年第1期133-145,共13页
【目的】长期大量施用化肥影响土壤结构和碳氮养分分布。阐明不同供氮水平对土壤剖面团聚体分布、稳定性及其有机碳和全氮含量的影响机制,为缓解土壤结构退化和合理施氮提供理论支撑。【方法】本研究依托2011年在河南禹州建立的长期施... 【目的】长期大量施用化肥影响土壤结构和碳氮养分分布。阐明不同供氮水平对土壤剖面团聚体分布、稳定性及其有机碳和全氮含量的影响机制,为缓解土壤结构退化和合理施氮提供理论支撑。【方法】本研究依托2011年在河南禹州建立的长期施氮定位试验。选择其中5个施氮水平:不施氮对照(N0)、低氮(N 120 kg/hm^(2),N120)、中量氮(N 180 kg/hm^(2),N180)、中高量氮(N 240 kg/hm^(2),N240)和高氮(N 360 kg/hm^(2),N360),于2024年小麦成熟期采集0—100 cm土层样品,每20 cm为一层,共5层,测定了土壤团聚体组成、稳定性,及不同粒径团聚体有机碳和全氮含量。【结果】不同土层均以0.25~2 mm团聚体占比最高(36.35%~42.54%),其次是>2 mm团聚体(25.59%~38.75%),而<0.25 mm团聚体占比最低(20.78%~34.57%)。>2 mm团聚体占比与平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、>0.25 mm团聚体质量分数(R_(>0.25))呈极显著正相关,低氮处理提高了MWD、GMD和R_(>0.25),降低了不稳定团聚体指数(Elt),高氮降低了MWD、GMD和R_(>0.25)。随着土层加深,MWD、GMD和R_(>0.25)逐渐升高,Elt逐渐降低。各处理0—20 cm团聚体全氮和有机碳含量最高,随着土层加深而逐渐降低。施氮对团聚体全氮和有机碳含量具有正面效应,相比于CK,施氮提高了0—60 cm土层中团聚体有机碳含量,N240处理下团聚体有机碳含量显著高于N0,对60—100 cm土层的提高效果不显著;低氮处理降低了60—80 cm土层团聚体有机碳含量,而高氮处理在80—100 cm土层各粒级团聚体的有机碳含量均达到最高。随着施氮量的增加,在0—60 cm土层中,各团聚体全氮含量呈现明显增长趋势,N240处理高于N0,N360处理条件下,全氮含量达到了峰值。在60—80 cm土层,>2 mm团聚体全氮含量随着施氮量增加而增加,而0.25~2 mm团聚体全氮含量的峰值出现在N180处理,<0.25 mm团聚体全氮含量随着施氮量增加有小幅度提高。在80—100 cm土层,>2 mm团聚体全氮含量同样随着施氮量增加而增加,0.25~2 mm团聚体全氮含量在处理间差异不显著,而<0.25 mm团聚体全氮含量在N360处理下达到最高。相关分析表明,团聚体MWD与GMD、R_(>0.25)与各粒级团聚体有机碳、全氮呈显著负相关。【结论】长期施氮增加了土壤中>2 mm团聚体的占比,降低了小团聚体占比,以施氮120和240 kg/hm^(2)的处理团聚体稳定性较高,施氮180 kg/hm^(2)的团聚体稳定性最低。施氮240 kg/hm^(2)提升0—60 cm土层各粒级团聚体有机碳含量,提升0—20 cm土层各粒级团聚体氮含量的效果最显著。施氮360 kg/hm^(2)降低了MWD、GMD和R_(>0.25),但可提升80—100 cm土壤中各粒级团聚体有机碳含量。综合来看,施氮240 kg/hm^(2)可协同提高土壤剖面团聚体稳定性和团聚体碳氮含量,是缓解土壤结构退化的有效手段。 展开更多
关键词 土壤剖面 供氮水平 团聚体稳定性 土壤有机碳 全氮
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基于遥感土壤湿度数据的分布式水文模型参数联合率定方法
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作者 李致家 邓帆 +1 位作者 张汉辰 李安琪 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期1-7,共7页
为探究在半干旱小流域引入遥感土壤湿度数据辅助分布式水文模型参数率定的可行性,提出了融合硬数据(流量)与软数据(遥感土壤湿度)的参数联合率定方法。该方法将CLDAS卫星遥感土壤湿度数据应用于Grid-Multi-GA模型中,采用多目标优化框架... 为探究在半干旱小流域引入遥感土壤湿度数据辅助分布式水文模型参数率定的可行性,提出了融合硬数据(流量)与软数据(遥感土壤湿度)的参数联合率定方法。该方法将CLDAS卫星遥感土壤湿度数据应用于Grid-Multi-GA模型中,采用多目标优化框架,以流量模拟的纳什效率系数和土壤湿度时空分布的Spearman相关系数作为双评价指标,通过系统调整权重实现两类指标的动态权衡,最终确定最优权重及其对应的产流和汇流参数组合,同时通过设置参数未率定、仅用流量率定、流量与土壤湿度联合率定3种情景,验证联合率定方法的可行性。宁夏原州流域的实例验证结果表明:流量与土壤湿度联合率定的Grid-Multi-GA模型在小流域中的洪水模拟中,纳什效率系数大于0.7,Spearman相关系数为0.84,明显优于未率定和仅用流量率定的Grid-Multi-GA模型。 展开更多
关键词 半干旱地区 Grid-Multi-GA模型 参数率定 径流模拟 遥感土壤湿度 原州流域
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CLDAS土壤相对湿度产品在河南土壤水分监测的分区检验
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作者 张弘 郭康军 姬兴杰 《中国农业气象》 2026年第2期169-179,F0002,共12页
为获取高精度、高时效、高分辨率的土壤相对湿度监测产品,基于2022-2024年3-11月中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)逐日土壤相对湿度产品、河南309个自动土壤水分观测站逐小时土壤相对湿度资料,采用相关系数、均方根误差和偏差作为评... 为获取高精度、高时效、高分辨率的土壤相对湿度监测产品,基于2022-2024年3-11月中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)逐日土壤相对湿度产品、河南309个自动土壤水分观测站逐小时土壤相对湿度资料,采用相关系数、均方根误差和偏差作为评估指标,从站点和区域月尺度,分区检验河南6个农业生产生态类型区0-10cm、0-20cm和0-50cm层CLDAS土壤相对湿度产品。采用回归订正方法构建3个层次CLDAS土壤相对湿度分区订正模型,通过对比订正前后的均方根误差和偏差,对分区订正模型进行检验评估。结果表明:2022-2024年3-11月河南CLDAS土壤相对湿度模拟值与观测值具有较好的一致性。站点尺度上,0-10cm和0-20cm层CLDAS模拟值与观测值较为接近,0-50cm层模拟值普遍小于观测值,各层次CLDAS模拟值与观测值的相关系数普遍大于0.50,均方根误差普遍小于30个百分点。区域尺度上,0-10cm层CLDAS模拟值与观测值相关系数在0.83~0.91,以豫西南、豫南最高;均方根误差在5.72~9.00个百分点,以豫东最小;偏差在-6.20~5.54个百分点,以豫东偏差绝对值最小。0-20cm层CLDAS模拟值与观测值相关系数在0.85~0.92,以豫东最高;均方根误差在4.13~9.07个百分点,以豫东最小;偏差在-6.36~4.74个百分点,以豫西偏差绝对值最小;0-50cm层CLDAS模拟值与观测值相关系数在0.80~0.91,以豫东最高;均方根误差在4.68~12.51个百分点,以豫北最小;偏差在-11.05~1.39个百分点,以豫北偏差绝对值最小。区域月尺度上,CLDAS模拟值与观测值整体月相关性较好,大部区域5-10月相关系数超过0.70;均方根误差普遍小于15个百分点,豫西和豫东各个层次均方根误差均较小。经分区订正后,CLDAS模拟值与观测值的均方根误差降至3.47~7.25个百分点,下降幅度在0.04~7.20个百分点,偏差降至-0.04~0.02个百分点,下降幅度在0.45~11.42个百分点,且豫北、豫东和豫中南订正模型泛化能力较好。综合来看,CLDAS土壤相对湿度产品在豫北、豫西和豫东模拟精度较高,时间上在5-10月模拟精度较高,分区订正后进一步提高了CLDAS土壤相对湿度的模拟精度,可为农业旱涝监测评估和预报预警提供重要支撑。 展开更多
关键词 CLDAS 土壤相对湿度 自动土壤水分观测站 农业生产生态类型区 精度评估 时空对比
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旱田土壤硬度实时检测系统研究
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作者 武奥翰 庄卫东 《农机化研究》 北大核心 2026年第5期207-214,共8页
为满足土壤压实关键参数土壤硬度的检测要求,针对传统土壤原位检测仪器操作繁琐、劳动强度高、检测效率低和无法实时记录等实际问题,设计了一套旱田土壤硬度检测系统。该系统以激光传感器、GNSS接收机、便携计算机为核心硬件,搭配VB语... 为满足土壤压实关键参数土壤硬度的检测要求,针对传统土壤原位检测仪器操作繁琐、劳动强度高、检测效率低和无法实时记录等实际问题,设计了一套旱田土壤硬度检测系统。该系统以激光传感器、GNSS接收机、便携计算机为核心硬件,搭配VB语言编程软件实现对检测数据实时反馈并记录。利用SolidWorks建立整机模型并对检测系统整体进行受力分析;用EDEM建立仿真试验模型,分析切土盘直径510、800 mm对装置前进阻力的影响。田间试验分别采集设计装置检测数据和传统原位仪检测数据进行空间趋势分析,,并通过线性拟合法比对分析,结果表明R^(2)为0.964,手测数据与检测装置检测数据线性拟合的残差近似正态分布,证明模型具有良好的适用性;空间趋势分析表明试验田土壤硬度的空间趋势线有一定的规律,并制出试验田土壤硬度分布图。系统可实时检测土壤硬度特性和测量微地貌,可为智慧农业提供相关农田土壤信息。 展开更多
关键词 土壤压实 土壤硬度 离散元分析 力学分析 空间趋势分析 线性拟合法
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新疆表层土壤粒径分形特征及驱动因素分析
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作者 刘全渝 刘馨璐 +1 位作者 李桂真 李从娟 《干旱区地理》 北大核心 2026年第1期56-68,共13页
新疆是中国生态脆弱区和风蚀沙化灾害频发区,其表层土壤颗粒组成关系区域生态稳定。以新疆60个样地、180个样点表层土壤粒径为研究对象,通过干旱指数将采样点分为半干旱、干旱、极端干旱样地,探讨不同干旱梯度下土壤粒径分形特征和环境... 新疆是中国生态脆弱区和风蚀沙化灾害频发区,其表层土壤颗粒组成关系区域生态稳定。以新疆60个样地、180个样点表层土壤粒径为研究对象,通过干旱指数将采样点分为半干旱、干旱、极端干旱样地,探讨不同干旱梯度下土壤粒径分形特征和环境因子对新疆表土粒径分形特征的影响。结果表明:(1)随着干旱程度的增加,土壤表层颗粒分布逐渐粗化并呈现过渡性特征,半干旱、干旱样地土壤颗粒以粉粒为主,极端干旱样地土壤颗粒以砂粒为主,其中极细砂和细砂占比53.48%。(2)整体粒度特征分选较差,随着干旱程度增加,土壤颗粒的离散程度降低,分布区间更为集中,土壤分形维数集中在1.98~2.47之间。(3)分形维数受黏粒影响较大,与黏粒、粉粒呈显著正相关,与沙粒呈显著负相关,不同干旱梯度样地对分形维数拟合效果为极端干旱>干旱>半干旱。(4)因子探测器表明,年平均降水量(MAP)、年平均气温(MAT)、土壤类型、成土母质等因素对土壤分形维数解释较高。结构方程模型结果表明,本研究所选连续变量因子中,气候因子对新疆表层土壤分形维数影响显著,其中MAP与风速对分形维数为正向影响,MAT对分形维数为负向影响。研究结果可以为区域土壤利用、生态管理提供重要科学依据,进而有利于新疆的水土保持、植被恢复及生态系统稳定性。 展开更多
关键词 分形维数 粒径分布 土壤质地 驱动因素 新疆
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微塑料丰度与施氮量对土壤水氮运移特性的影响研究
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作者 蒋耿民 张航 +2 位作者 徐俊 郝家厚 鲁菁 《南阳师范学院学报》 2026年第1期34-41,共8页
为探究微塑料丰度与施氮量对土壤水氮运移特性的影响,开展了室内一维土柱模拟实验,研究了2种聚乙烯微塑料丰度(低丰度0.3%,A;高丰度0.6%,B)、2种施氮量(300、600 mg/L)、2种不施氮处理及对照组共计7种处理对土壤入渗湿润锋、累积入渗量... 为探究微塑料丰度与施氮量对土壤水氮运移特性的影响,开展了室内一维土柱模拟实验,研究了2种聚乙烯微塑料丰度(低丰度0.3%,A;高丰度0.6%,B)、2种施氮量(300、600 mg/L)、2种不施氮处理及对照组共计7种处理对土壤入渗湿润锋、累积入渗量及硝态氮含量的影响,同时监测土壤剖面含水率,并拟合了湿润锋推进模型和2种主要入渗模型。结果表明:在不施氮的条件下,高微塑料丰度促进了土壤水分入渗,而低微塑料丰度减缓了土壤水分入渗;高施氮量条件下整体促进了土壤水分入渗,低微塑料丰度的入渗能力优于高微塑料丰度,而高微塑料丰度表现出更强的氮素保留能力;低施氮量条件下整体抑制入渗,低微塑料丰度对入渗的抑制作用大于高丰度,但其氮素保留能力优于高丰度;各处理湿润锋运移距离与时间的关系遵循幂函数变化,Kostiakov和Philip模型都能较好地模拟不同微塑料丰度与施氮量下的累积入渗量。 展开更多
关键词 微塑料 土壤水分入渗 硝态氮
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膜炭共作对控灌稻田土壤水热和无机氮分布及产量的影响
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作者 王昊 刘继龙 +4 位作者 曹晓强 李济桢 孙伟丽 王胤淇 何语凝 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第2期182-189,共8页
为探究覆膜与生物炭对控灌稻田土壤水热和无机氮分布及产量的影响机制,设置不覆膜不施加生物炭(CK)、覆膜(CF)、施加2.5 t/hm^(2)生物炭(CB)、覆膜+施加2.5 t/hm^(2)生物炭(CBF)4个处理,分析覆膜和生物炭条件下不同土层稻田土壤水热、... 为探究覆膜与生物炭对控灌稻田土壤水热和无机氮分布及产量的影响机制,设置不覆膜不施加生物炭(CK)、覆膜(CF)、施加2.5 t/hm^(2)生物炭(CB)、覆膜+施加2.5 t/hm^(2)生物炭(CBF)4个处理,分析覆膜和生物炭条件下不同土层稻田土壤水热、无机氮时空变化趋势、作物产量及其构成要素的响应特征,并量化覆膜和生物炭共作条件下土壤水热、无机氮和产量的相关特征.结果表明:与CK处理相比,不同覆膜和生物炭处理均可提高土壤含水量、铵态氮、硝态氮质量分数,其中,膜炭共作处理提高幅度最明显,增幅分别为7.2%~22.3%,8.9%~27.8%,11.0%~22.1%;覆膜(CF)和膜炭共作(CBF)处理可提高土壤温度,单施2.5 t/hm^(2)生物炭对土壤温度没有明显提高;水稻产量与土壤含水量、土壤铵态氮及硝态氮质量分数间均呈显著正相关(P<0.05);膜炭共作处理使产量和净产值分别提高26.8%和15.1%,达到经济效益最大化.综合考虑,膜炭共作是文中控灌稻田的最佳管理模式.该研究为构建黑龙江稻田适宜覆膜和生物炭模式提供参考依据. 展开更多
关键词 土壤水热 土壤无机氮 水稻产量 地膜覆盖 生物炭 控制灌溉
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小球藻对广东红壤团聚体水稳性及其胞外聚合物组分的影响
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作者 黄绍强 江恒 +3 位作者 余世钦 蒋新宇 程炯 陈三雄 《生态环境学报》 北大核心 2026年第3期425-436,共12页
由于长期受到高温与强降雨影响,华南红壤土壤结构较差,具有“酸、黏、瘦”的特点。其中,土壤团聚体水稳性较差是红壤结构退化的核心问题。小球藻作为一种可持续的、无污染的、高效的土壤生物改良剂,近年来引起了学者们的广泛关注。以赤... 由于长期受到高温与强降雨影响,华南红壤土壤结构较差,具有“酸、黏、瘦”的特点。其中,土壤团聚体水稳性较差是红壤结构退化的核心问题。小球藻作为一种可持续的、无污染的、高效的土壤生物改良剂,近年来引起了学者们的广泛关注。以赤红壤、砖红壤作为供试土壤,通过室内土培实验探究小球藻对广东赤红壤与砖红壤团聚体水稳性及胞外聚合物(EPS)的调控机制。结果表明,施加活性小球藻能够显著提高两类红壤团聚体水稳定性。赤红壤与砖红壤高施加量组(Z3)的平均质量直径(MMD)分别较对照组提升44.0%和21.9%,几何平均直径(GMD)分别增加41.8%和40.6%,且粒径>0.25 mm水稳性团聚体占比(R0.25)提升12.6%和21.6%。灭活处理组因小球藻丧失代谢活性,团聚体改良效果不稳定。土壤EPS质量分数呈现剂量依赖性,活性处理组砖红壤EPS质量分数较对照提升49.7%。活与灭活小球藻处理的效果差异表明,生物活性是小球藻长效调控的关键因素。相关性分析显示,团聚体稳定性与土壤肥力性状、生态环境性状呈显著正相关。研究证实微藻可以通过代谢分泌EPS与改善土壤微环境的协同作用,增强红壤结构稳定性,这为亚热带退化红壤的生态修复提供了新型生物调控策略。 展开更多
关键词 砖红壤 赤红壤 小球藻 土壤团聚体 胞外聚合物
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