科研产出
炭基肥对茶园土壤团聚体有机碳物理稳定性的影响
《茶叶科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：土壤团聚体是土壤结构和肥力的重要表征。广西亚热带地区茶园土壤板结、养分贫瘠等问题严重影响土壤碳库稳定性。系统评估茶园施用炭基肥对土壤团聚体有机碳结构特征及物理稳定性的影响，有助于集约化茶园土壤障碍消减与产能提升。以北回归线沿线广西桂平市西山茶40年茶园为研究对象，设置炭基肥（BF）、化肥（F）、不施肥（CK）3个处理进行连续2年野外定位试验，探究茶园土壤团聚体结构、有机碳分布规律及其稳定性。研究结果表明：（1）施用炭基肥提高了土壤pH与阳离子交换量(CEC)，且有降低土壤容重（BD）趋势。炭基肥处理的土壤pH值较不施肥和化肥处理分别增加0.18、0.31，土壤容重较化肥处理降低4.52%，阳离子交换量较不施肥和化肥处理分别提高12.12%、15.09%。（2）施用炭基肥提升土壤团聚体结构稳定性，促进了土壤水稳性大团聚体形成。炭基肥处理的>0.25 mm水稳性大团聚体(RW0.25)、团聚体平均质量直径(DMW)及几何平均直径(DGM)值较化肥处理分别提高了15.34%、23.94%、34.48%。（3）施用炭基肥提高了土壤大团聚体有机碳含量，有利于有机碳在土壤大团聚体中储存。>2.00 mm粒径团聚体中，炭基肥处理的有机碳含量显著高于化肥、不施肥处理，增幅分别为45.23%、17.28%。炭基肥处理的团聚体有机碳贡献率相较于化肥、不施肥处理分别提高77.48%、13.11%。炭基肥处理的团聚体活性有机碳贡献率较化肥处理提高50.40%。（4）施用炭基肥提升了微团聚体有机碳稳定性。>0.053～0.25 mm、≤0.053 mm粒径团聚体中，炭基肥处理的有机碳氧化稳定性系数(KOS)较不施肥处理分别提升82.42%、77.78%;>0.25～2.00 mm粒径团聚体中，炭基肥处理的KOS值与化肥、不施肥处理相比分别下降40.79%、49.58%，炭基肥处理有降低土壤大团聚体有机碳稳定性趋势。炭基肥投入有助于茶园优化管控及碳库稳定。
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岩溶区镉污染棕色石灰土母质稻田土壤团聚体镉赋存特性研究
《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究桂西北岩溶区镉（Cd）污染棕色石灰土母质稻田土壤团聚体Cd赋存形态特性，为区域内该类型Cd污染稻田稻米安全生产提供数据参考。【方法】采用湿筛法将采样土壤团聚体分离成＞2.000 mm、1.000～2.000 mm、0.250～1.000 mm、0.074～0.250 mm和＜0.074 mm 5个粒级的团聚体，研究桂西北岩溶区0～20、20～30、30～50和50～80 cm剖面深度土壤团聚体粒径组成、不同粒径团聚体Cd含量及其主要赋存形态。【结果】各层剖面0.250～1.000 mm粒径团聚体占比较为稳定，均在30.00%以上，各层剖面间无显著差异（P＞0.05）。0～20 cm剖面（耕作层）中＞2.000 mm粒径团聚体占比最大（40.20%）,随着剖面深度增加，＞2.000 mm粒径团聚体占比迅速降低，＜0.250 mm粒径团聚体占比呈逐渐增加趋势。不同粒径团聚体Cd含量分析结果表明，在0～20、20～30和30～50 cm剖面中，Cd主要富集在＞2.000 mm粒径团聚体中，Cd含量分别高达2.22、1.66和0.95 mg/kg,在50～80 cm剖面中，Cd主要富集在1.000～2.000 mm粒径团聚体中。＞2.000 mm粒径团聚体在0～30 cm土层中对全土Cd含量的贡献率最大。不同剖面深度团聚体中Cd赋存形态存在明显差异，0～20 cm剖面各粒径团聚体中Cd主要以有机结合态存在，可交换态Cd占比最小（＜0.074 mm粒径团聚体除外）,随着剖面深度增加，团聚体中可交换态Cd占比明显增加，当剖面深度增加至30 cm以下时，团聚体中Cd主要以碳酸结合态存在，残渣态含量最小。【结论】桂西北岩溶区Cd污染棕色石灰土母质稻田Cd主要富集在＞2.000 mm和1.000～2.000 mm粒径的团聚体中；0～20 cm耕作层各粒径团聚体中的Cd主要以有机结合态存在，可交换态占比最小，随着剖面深度的增加，可交换态Cd占比明显增加，稳定形态Cd占比明显降低。因此，在实际生产过程中要注重提高土壤大粒径团聚体含量，避免过度精耕和深翻，减少耕层土壤可交换态Cd含量，降低水稻生产过程中稻米Cd超标的风险。
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绿肥覆盖对果园土壤团聚体及有机碳组分的影响
《应用生态学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：绿肥覆盖是果园可持续发展的土壤管理模式。本研究设置光叶苕子（T1）、肥田萝卜（T2）、平托花生（T3）以及光叶苕子、肥田萝卜和宽叶雀稗混播（T4）4个绿肥处理，以清耕为对照，测定不同绿肥覆盖对柑橘果园土壤团聚体及有机碳组分的影响。结果表明：1)与清耕相比，绿肥覆盖显著改善了果园土壤团聚体分布和稳定性，其中T1～T4处理>2 mm粒径大团聚体分别提高了10.7%、6.6%、11.1%和9.3%,团聚体平均重量直径提高了1.1～1.3倍；2)绿肥覆盖显著提高了土壤总有机碳（TOC）含量及其组分，其中，TOC提高了2.5%～31.7%,溶解有机碳、颗粒有机碳、矿物结合有机碳、易氧化有机碳含量分别提高了23.7%～97.9%、38.2%～118.3%、2.8%～35.5%、8.6%～49.5%;3)相关性分析表明，各粒径团聚体占比与其有机碳组分含量贡献相关，>2 mm粒径团聚体是TOC及其组分的主要载体，团聚体稳定性与TOC显著相关。综上，绿肥覆盖显著提高了柑橘果园土壤中大团聚体的含量，提升了土壤团聚体的稳定性，改善了土壤团粒结构，增加了土壤有机碳含量，不同类型绿肥覆盖的效果各异，其中以光叶苕子和平托花生的改良效果最佳。
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喀斯特地区不同碳酸盐岩发育耕地土壤团聚体稳定性及有机碳剖面分布特征
《土壤通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探明成土母岩对喀斯特区耕地土壤团聚体稳定性和有机碳分布的影响，为了解喀斯特地区耕地土壤结构及固碳机制提供理论依据。【方法】选取桂西北喀斯特地区白云岩和石灰岩发育的水田和旱地土壤，通过采集剖面不同深度原状土，基于团聚体的干、湿筛2种分组方法，研究不同碳酸盐岩对农田土壤团聚体含量、团聚体稳定性、团聚体有机碳贡献率及其相关性的影响。【结果】(1)两种母岩发育的耕地土壤机械稳定性团聚体主要分布在> 2 mm粒级，其含量随着土层深度的增加而升高，各粒级团聚体含量均随粒级减小而降低；水稳性团聚体则随着土层深度的增加大粒级团聚体逐渐减少小粒级团聚体逐渐增加，各粒级团聚体含量随粒级减小而先减少后升高或逐渐升高。(2)随着土层深度的增加，> 0.25 mm团聚体结构破坏率（PAD 0.25）、> 2 mm团聚体结构破坏率（PAD 2）、机械稳定性团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）均呈升高的趋势，而水稳性团聚体MWD和GMD则呈现逐渐降低的趋势；白云岩发育土壤水稳性团聚体MWD和GMD高于石灰岩发育土壤，同种碳酸盐岩发育下水田土壤的机械稳定性和水稳性团聚体MWD和GMD均高于旱地土壤。(3)随着土层深度的增加，土壤有机碳含量呈降低趋势，白云岩发育的土壤有机碳含量高于石灰岩发育的土壤，同种碳酸盐岩发育的水田土壤有机碳含量高于旱地土壤；不论是机械稳定性还是水稳性团聚体，> 0.25 mm的大团聚体有机碳贡献率最大；相关分析表明，各粒级团聚体有机碳贡献率与其团聚体含量显著正相关，即团聚体含量越高其有机碳贡献率越高。【结论】2种碳酸盐岩发育耕地土壤有机碳主要固持在大团聚体中，白云岩发育的土壤比石灰岩发育的土壤具有更高的抗蚀性、结构稳定性和固碳能力。
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粉垄耕作对黏性红壤团聚体稳定性的影响评估
《土壤通报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：粉垄耕作是一种新型土壤横向切割、垂直深旋耕技术。为系统评估粉垄耕作对黏性红壤耕层土壤团聚体形成及结构性碳稳定性的影响,本研究在粉垄耕作发源地亚热带南方典型水旱红壤区,开展粉垄耕作对稻田、旱地蔗地耕层土壤结构影响的定位试验,分析粉垄耕作对不同类型农田土壤团聚体含量、团聚体有机碳、团聚体有机碳贡献率的影响。结果表明:粉垄耕作促进了农田黏性红壤机械性微团聚体形成,增加了更多的水田耕层土壤机械性微团聚体含量,降低了农田耕层土壤机械性大团聚体含量;粉垄耕作提高了黏性红壤旱地土壤水稳性团聚体稳定性和抗侵蚀能力,增加了水田耕层土壤团聚体破坏率。粉垄深旋耕了降低旱地耕层土壤水稳性中小、微团聚体含量,有利于旱地水稳性大团聚体含量提高24.3%,但粉垄深旋耕不利于水田耕层土壤水稳性大团聚体的形成。粉垄深旋耕能有效提高旱地耕层土壤总有机碳含量,不利于水田耕层土壤总有机碳的积累。粉垄深旋耕分别降低和增加了更多的水田耕层土壤机械性大团聚体和微团聚体有机碳贡献率。粉垄深旋耕提高了旱地耕层土壤水稳性大团聚体和微团聚体有机碳贡献率,但不利于水田土壤水稳性大团聚体有机碳的积累,其含量降低了32.6%,中小、微团聚体有机碳贡献率成倍增加。此外,粉垄深旋耕降低了耕层土壤团聚体含量及有机碳贡献率、团聚体稳定性的相关性,而水田耕层土壤中各指标的相关系数高于旱地耕层土壤。可见,粉垄深旋耕改变黏性红壤农田土壤结构,利于土壤机械性微团聚体形成和土壤结构性碳稳定,但对水田土壤团聚体形成具有负效应,不利于稻田土壤大团聚体形成。研究结果有助于土壤结构耕性不良逆境的调控,有利于改善土壤疏松状态,促进黏性红壤团聚体的形成和结构性碳的稳定性,为粉垄耕作在农业中的应用提供理论支撑。
关键词： 粉垄耕作 耕层土壤 土壤团聚体 团聚体有机碳贡献率 水旱农田
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粉垄耕作对平地和坡耕地蔗田土壤有机碳矿化和结构的影响
《中国农业气象 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：2018-2019年在广西南宁丘陵山区甘蔗田采用雨养模式,设置粉垄耕作与常规耕作两种耕作方式,开展平地和坡耕地甘蔗田间试验.试验在甘蔗全生育期不进行人工灌溉,收获期采集0-15cm耕层及15-30cm耕层土壤样品,用土壤紧实度仪多点位测定0-45cm深度土壤紧实度,利用湿筛法测定土壤团聚体,应用室内恒温培养-碱液吸收法测定土壤有机碳矿化量,以探索粉垄耕作对坡耕地雨养蔗田土壤有机碳矿化速率、累积矿化量及土壤团聚体与紧实度结构效应的影响.结果表明:(1)平地蔗田土壤有机碳累积矿化量始终高于坡耕地,粉垄耕作处理下,平地0-15cm和15-30cm耕层土壤有机碳矿化量较坡耕地分别提高0.32倍和1.05倍;坡耕地蔗田土壤0-15cm和15-30cm耕层有机碳7日累积矿化量粉垄耕作比常规耕作升高81.7%和降低7.5%,平地上则降低8.4%和升高2.6%;(2)与常规耕作方式相比,粉垄耕作提高了蔗田土壤大团聚体含量,平地和坡耕地分别增加5.53%和2.30%,平地土壤大团聚体含量为坡耕地的1.00~1.03倍,粉垄耕作降低了蔗田土壤中小、微团聚体含量.同时,粉垄耕作提高了土壤水稳性团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),与常规耕作相比,平地和坡耕地MWD分别提高15.6%和58.7%,GMD分别提高31.4%和48.1%.同种耕作模式下平地土壤水稳性团聚体的MWD值和GMD值均高于坡耕地,平地常规耕作和粉垄耕作土壤MWD值较坡耕地分别提高1.19和0.60倍,平地常规耕作和粉垄耕作土壤GWD值较坡耕地分别提高0.99和0.77倍;(3)粉垄耕作方式对坡耕地蔗田土壤紧实度的影响比平地大,粉垄耕作降低了蔗田土壤紧实度,且15-30cm耕层影响较明显.因此,粉垄雨养甘蔗提高了平地和坡耕地土壤耕层碳存储,可降低土壤紧实度,增加土壤大团聚体形成,优化土壤耕层结构,该模式可作为南方蔗田土壤干旱逆境调控技术措施.
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绿肥粉垄耦合对稻田耕层土壤团粒结构特征的影响
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究稻田生态系统耕层优化对双季稻田耕层土壤团粒结构特征的影响,为探明和评估绿肥粉垄耦合土壤物理结构特征及稻田土壤逆境调控提供理论依据.[方法]2017—2018年在广西农业科学院试验田(南宁)开展为期4个稻季的定位试验,早稻采用粉垄耕作(F)和常规耕作(C)2种方式,以不施肥(N)为对照,设置常规施用化肥(N0)、同等肥力条件下单倍绿肥配施化肥(N1)和双倍绿肥配施化肥(N2),共设8个处理(CN、CN0、CN1、CN2、FN、FN0、FN1、FN2),晚稻实行常规施用化肥免耕.采用粒度分析仪测定0~15、15~30和30~45 cm耕层黏粒、粉粒、砂粒的土壤粒径含量;采用湿筛法测定0~15 cm层土壤水稳性团聚体含量,计算土壤水稳性团聚体凝聚力的关键指标,即平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD);采用电子显微镜扫描团聚体超微观形态结构;采用土壤紧实度仪测定不同耕层土壤紧实度.[结果]FN1处理提高了0~15和30~45 cm土壤黏粒含量,其中早稻分别增加0.75%和2.10%,晚稻分别增加0.67%和0.09%;FN2提高了除晚稻30~45 cm以外的其他耕层土壤粉粒含量.绿肥粉垄耦合能提高稻田土壤团聚体的凝聚效果.同一季稻田粉垄耕作土壤MWD和GWD均低于常规耕作,其中早稻和晚稻粉垄耕作土壤MWD较常规耕作分别降低0.19~0.96和0.47~0.72 mm,GMD较常规耕作分别降低0.36~1.52和0.79~1.15 mm.绿肥用量的增加有效提高了土壤MWD和GMD,其中FN1和FN2早稻处理下分别提高0.75和1.06 mm,晚稻分别提高0.21和0.31 mm.FN1处理提高土壤持水性和通气性,有效促进了土壤团聚体的形成.粉垄耕作下土壤微观结构呈孔隙多而偏小,空洞少而偏大的特征.晚稻FN1处理的土壤微团聚体和大团聚体含量最高,分别占8.60%和29.09%,免耕晚稻的土壤微团聚体和大团聚体含量较粉垄早稻有所提升,FN1处理增加了3.88%和1.34%,FN2处理增加了12.04%和9.01%.粉垄耕作下早、晚稻不同土层土壤紧实度均低于常规耕作,免耕晚稻的土壤紧实度高于免耕早稻.与常规耕作相比,FN1早稻土壤紧实度从土层自上而下分别降低8.90、22.73和55.15 kPa,晚稻分别降低1.20、28.84和53.93 kPa,FN2早稻分别降低5.80、25.37和66.00 kPa,晚稻分别降低6.80、36.97和50.33 kPa.[结论]绿肥还田对粉垄耕作稻田土壤微形态结构特征产生重要影响,绿肥粉垄耦合有助于集约化水稻抗逆栽培、实现减肥增效.
关键词： 绿肥还田 粉垄耕作 稻田土壤 土壤团聚体 微观结构
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甘蔗种植对土壤团聚体及有机碳分布特征的影响
《西南农业学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】对比分析广西金光农场蔗地与林地土壤团聚体组成及有机碳分布状况,探讨长期种植甘蔗对土壤质量的影响。【方法】采集蔗地及对应林地土壤,分别用干筛法和湿筛法测定其土壤团聚体组成,分析土壤基本理化性质、平均质量直径(MWD)、平均几何直径(GMD)及分形维数(D)等指标。【结果】蔗地与林地土壤>5 mm粒级的团聚体含量差异显著,其它粒级的差异不显著;种植甘蔗有利于增加大粒径团聚体的有机碳含量;蔗地土壤的破坏率显著高于林地土壤,导致蔗地土壤1～0.5 mm、0.5～0.25 mm和<0.25 mm粒级团聚体累积有机碳占比高于林地土壤。干筛法测定的蔗地土壤的MWD和GMD高于林地土壤,D值则低于林地土壤,但两者之间的差异均不显著;湿筛法的结果与之相反。【结论】长期种植甘蔗不会在较大程度上改变土壤团聚体组成特征,且团聚体机械稳定性显著增加、水稳性显著降低;甘蔗种植有增加大团聚体有机碳含量的趋势,并加速了土壤有机碳的运转。
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