土壤容重范文

土壤容重范文第1篇

【关键词】土壤容重 测定方法 改进

1 土壤容重测定方法综述

土壤容重是指在自然状态下，单位体积土壤的干重，单位为g・cm-3。土壤的容重可以直接反映出土壤的松紧程度和结构状况等情况。而且对于土壤的透气性、入渗性能、持水能力、溶质迁移特征以及土壤的抗侵蚀能力都有非常大的影响[1]。目前，国内外对于测量土壤容重的方法有很多，但对于林地土壤，其地质结构更加复杂，而且土壤结构不均一，用普通的方法进行精准快捷的土壤容重的测量有一定的难度。森林土壤容重的测定通常采用农业土壤容重的常规测定方法，即环刀采土、烘干称量法。此外，还有蜡封法，水银排出法，填砂法和射线法（双放射源）等[2-3]。

2 测定方法的选择

在土壤容重的实验中，土壤样本的采集方法为环刀法。

（1）方法原理。用一定容积的环刀（一般为100cm3），切割自然状态下的土样，使土样充满其中，烘干后称量计算单位容积的烘干土重量。（2）实验仪器。环刀，量程为0.01的分析天平，小铝盒，烘箱，干燥器，量筒，自封袋等。（3）实验过程。实验材料均来自我市辖区内的自然保护区，选取了几个具有代表性的采样点采样；取得的土壤立即放入自封袋中冷藏保存，对每个样品进行编号，详细记录。返回实验室后，分别将小铝盒和自封袋称重，记录下其净重为m0和mz，再称量自封袋和袋内土壤样品的总重量mt；再将土壤样品从袋中取出，分别放入小铝盒内，并在小铝盒上记录好样本采集地点和采集时间，便于以后的实验分析；然后用量程为0.01的分析天平对小铝盒和土壤样品逐一进行称重，记录下质量为m；接下来将盛有土壤样品的小铝盒放入烘箱中，并在105℃条件下烘干6小时，取出后放入干燥器中冷却，降至常温后取出并记录下质量为m1；继续将称过重的小铝盒放入烘箱中，在105℃条件下烘干2小时，再放入干燥器中冷却，记录下此时的质量为m2，直至与前一次烘干的质量差小于0.05g，计算其平均值作为烘干后的质量。然后需要将烘干后土壤中较大的石砾（一般直径大于2mm）挑出，称量其质量，记为ma；再在量筒中装入适量的水，体积记为V1，再将石砾放入其中，观测并记录此时的体积为V2，则通过计算得到石砾的体积V=V2-V1；最后将以上所得的数据进行整理和汇总，并制成表格。

3 土壤容中的测定方法及其改进

3.1 土壤容重

土壤容重又称土壤假比重，是指土壤在未破坏自然结构的情况下，单位容积的重量，通常以g/cm3表示。土壤容重是土壤的一个基本物理性质，对土壤的透气性、入渗性能、持水能力、溶质迁移特性以及土壤的抗侵蚀能力都有非常大的影响[4]。土壤容重除用来计算土壤总孔隙度外，还可以用于估测土壤的松紧度和土壤结构状况。土壤容重小，说明土壤比较疏松，孔隙多，通透性较好，潜在肥力较高；土壤容重大，说明土壤比较紧实，孔隙小，结构性差，通透性差。

3.2 林地土壤容重的计算方法

通过两种方法的比较发现，石砾对土壤容重的测定有很大的影响，应当用改进后去掉石砾的方法进行计算，以减小计算过程中出现的误差。

3.3 其他改进方法

有些林地土壤中还有较多的有机质，土壤中的有机质也会对土壤容重的测定产生影响，所以也应该考虑其在计算过程中产生的影响，对计算方法加以改进。

根据不同土壤结构和组成成分，应当选用不同的计算方法，以减少计算过程中出现的误差，使林地土壤容重的测定结果更加准确。

4 结语

通过本次实验可知，保留石砾的土壤容重和去掉石砾的土壤容重测量结果相差甚远，准确测量林地土壤的容重对科学研究意义非凡。在实验过程中学习实验方法的改进对于减少实验中繁杂的步骤，减少实验时间，特别是对实验结果的准确度予以保障，这才是我们在以后的学习和工作中应该秉承和发扬的。

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土壤容重范文第2篇

关键词：干旱半干旱地区；植被建设；土壤容重；Meta分析法

中图分类号：Q948

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）12014905

1引言

植被建设是生态恢复与重建最为重要的环节之一[1]。多年的生产实践证明，以退耕还林、种树种草和恢复植被为代表的生物工程治理是控制水土流失、改善生态环境的根本措施[2]通过人工植被恢复，可以极大的改善土壤质量；作为植被生存基础的土壤，可以给植被提供生长所需的养分和水分[3]，植被的恢复与土壤质量的演变相互制s，互为动力。随着植被逐渐恢复，植被覆盖度增加，植物生长产生的枯枝落叶和根系腐解物在土壤中积累、矿化，一方面把大部分无机营养元素归还土壤，另一方面改善了土壤的物理性质，土壤质地和通气状况变好。植物残体腐解过程中所产生的酸类物质又促进土壤中难溶性物质向有效性方向转化，供植物吸收利用。植被恢复使土壤中有机质、氮、磷、钾的含量都有不同程度的增加，反过来又促进了植物的生长。因此，退化生态系统的恢复，首先要恢复生态系统的植被，通过植物与土壤相互作用，土壤肥力得到提高，土壤结构也得到改善。

土壤容重是土壤的一个基本物理性状，土壤容重与孔隙状况等土壤物理指标决定了土壤的通气性、透水性和植物根系的穿透性，是土体构造的重要指标。土壤容重的大小和土壤质地、结构、腐殖质含量等有关，受质地、结构性和松紧度等的影响而变化[4]，加之受到生物作用以及耕作等的影响，土壤容重是一个高度变异的土壤性质。土壤容重反映土壤的松紧度，容重小，表明土壤疏松多孔，结构性良好；反之，则表明土壤紧实板结而缺少团粒结构。

通过人工植被恢复可以改变土壤容重，合理的植被恢复方式能够对土壤产生正面影响，使得土壤表层土壤容重减小，从而使土壤稳定入渗速率得到很大提高。然而由于人工植被种类不同、植被建设区域以及林龄等因素的影响，不同地区人工植被恢复对土壤容重会产生不同的影响，甚至会使得土壤容重增加，降低土壤质量。为了综合衡量我国北方干旱半干旱地区人工植被建设对于土壤容重的影响后果，本文基于Meta分析的方法，通过对前人发表的相关独立研究结果进行定量合并分析，量化植被建设对土壤容重所产生的平均响应程度，并通过深度的亚组分析，讨论不同降水区域人工植被建设中，植被类型、建植年限等因子对土壤容重的影响特征，揭示中国北方干旱半干旱地区植被建设对土壤容重影响的普遍性规律，为该地区人工植被建设及生态恢复提供理论依据，并为土壤质量性状的调查及其改良利用的研究提供数据支撑。

2材料与方法

2.1文献来源

在搜集文献的过程中发现，有关中国北方植被建设对土壤容重影响的文献主要是以中文形式发表；部分以英文形式发表的，也可以在一些中文文献中查到相关结果。因此，本文的主要文献来源是中国CNKI学术总库、维普中文科技期刊数据库。通过建立严格的文献筛选标准（表1），本项研究共搜集到33篇涉及干旱半干旱地区植被建设对土壤容重影响的文献作为再分析和研究的对象（表2）[5～36]。

表1文献检索标准

序号 文献筛选标准

1文献的数据资料里至少包含一种植被建设（乔木建设、灌木建设）对土壤容重的影响

2文献的数据资料里必须具有实验组和对照组

3文献资料的数据应是具体的数值（包括图表），数据包含平均值和标准差或者标准误

4具有重复报道的数据值选用其中一种

2.2数据处理

用于Meta分析的数据变量包括人工植被恢复前后土壤容重的平均值和标准差。数据处理原理参考文章基于Meta分析的中国北方植被建设对土壤水分的影响[37]。通过计算，获得ES（通过合并单个研究的效应值所获得的结合效应值），SE（结合效应值的标准误）。当结合效应值ES>0时，说明植被建设对土壤容重含量有增加效应；当结合效应值ES0.05）；置信区间不包括0（均大于0或者均小于0），即说明P

2.3数据检验

一般地，所发表的文章都存在发表偏见[39-41]，即几乎所有的作者及编辑部都有更愿意报导统计检验显著结果的趋向。一般只对已发表文献进行综述的Meta-analysis常常会带有系统性的正偏差[42-45]。因此，在进行Meta 分析之前，采用线性回归分析判断所选用的33个文献是否存在发表偏倚。分析结果表明，人工植被恢复后，不同植被建设后土壤容重的Meta分析无发表偏倚，表明Meta分析结果可靠。

3结果与分析

3.1人工植被恢复后土壤容重变化

如图1、2、3所示，中国北方干旱半干旱地区植被恢复后土壤容重变化均呈正态分布。植被建设后容重变化速率为0.0053 g/cm3・yr（95%CI=0.017），乔木和灌木栽植后土壤容重的变化速率分别为0.0023 g/cm3・yr（95%CI=0.017）和0.0079 g/cm3・yr（95%CI=0.017）。说明人工栽植灌木以后，土壤容重变化速率最快。

3.2不同类型人工植被恢复后土壤容重变化的Meta分析

由表3可知，干旱半干旱地区植被恢复对土壤容重变化的影响显著。所有植被恢复后土壤容重变化的效应值为-0.209；乔木栽植后土壤容重变化的效应值为-0.199；灌木栽植后土壤容重变化的效应值为-0.222，说明在我国干旱半干旱地区，人工植被恢复都会降低土壤容重，并且灌木对土壤容重的影响效应大于乔木。

3.3不同降雨区域人工植被恢复后土壤容重变化的Meta分析

由表4可知，不同降雨地区人工植被恢复对土壤容重均具有降低作用。人工乔木栽植后，在0～400 mm以及大于400 mm降雨区容重的变化效应分别为-1.205和-0.155；人工灌木恢复后，在0～400 mm以及大于400 mm降雨区容重的变化效应分别为-0.931和-0.213。说明在我国干旱半干旱地区，随着降雨量的增加，该地区植被恢复对土壤容重的降低作用越大。其中降雨量超过400 mm地区，人工灌木栽植之后其土壤容重的降低效应大于该地区乔木栽植对土壤容重的影响效应。

3.4不同林龄人工植被恢复后土壤容重变化的Meta分析

由表5可知，不同林龄阶段的人工乔木、灌木对土壤容重具有不同的影响效应。除建植10～20yr的人工乔木外，0～10yr、>20yr的人工乔木以及各林龄阶段的人工灌木对土壤容重均具有降低效应。其中人工乔木栽植后，各林龄阶段的乔木（0～10yr、10～20yr和>20yr）对土壤容重影响的效应值分别为：-0.160、0.215以及-0.320；人工灌木栽植后，各林龄阶段的灌木（0～10yr、10～20yr和>20yr）对土壤容重影响的效应值分别是-0.368、-0.388和-0.363。各林龄段人工灌木栽植对土壤容重的影响效应均大于相对应的人工乔木恢复。

4讨论

目前植被恢复对土壤质量物理指标的影响研究主要集中在对土壤水稳性团聚体含量及其稳定性、容重、孔隙度、土壤水分、土壤渗透性等指标的研究上， 其中水稳性团聚体含量及其稳定性以及土壤容重是用于评价的重要指标[46]。

Meta分析定量研究结果表明，干旱半干旱区不同人工植被恢复对土壤容重影响显著，所有植被恢复后土壤容重变化的效应值为-0.209（95%CI为：-0.415 ～ -0.004）。说明人工植被栽植后能显著地降低土壤容重。不同区域大量的研究表明，植被恢复可以降低土壤容重，与本文研究结果一致。主要原因有：a.植被恢复通过增加地表凋落物和地下有机物（ 细根及根系分泌物） 输入，从而显著降低土壤容重[47，48]。b.土壤容重的大小和土壤质地、结构、腐殖质含量等有关，受质地、结构性和松紧度等的影响而变化[4]。一方面，土壤容重对植被根系穿插产生影响，反过来，植物根系穿插也会对土壤容重产生一定的影响作用；另一方面，由于植物生长对于土壤结构、腐殖质含量等的影响，植物间接的影响土壤容重。容重小，表明土壤疏松多孔，结构性良好；反之，则表明土壤紧实板结，并且缺少团粒结构。c.在植被恢复过程中，植被能够使土壤形成多级空隙的团粒，而根系的穿插也使得土壤孔隙度显著增加，从而对土壤容重产生影响。d.良好的植被恢复能对土壤产生正面影响，使表层土壤容重减小、孔隙度增加，从而使土壤稳定入渗速率得到很大提高[49]。姜培坤等人的研究也表明了植被恢复后土壤物理性质得到极大改善。主要表现在土壤容量明显降低，土壤总孔度、通气孔度增加和大于大团聚体与大于水稳性团聚体总量的增加[50]。

其中，人工乔木栽植后土壤容重变化的效应值为-0.199（95%CI为：-0.488 ～ 0.090）；灌木栽植后土壤容重变化的效应值为-0.222（95%CI为：-0.514 ～ -0.070）。表明人工乔木、灌木均能在一定程度上降低土壤容重，改善土壤结构。但人工乔木栽植后土壤容重变化的效应值的95%置信区间与0重叠，说明其影响不显著。之所以出现这种情况，主要是因为干旱半干旱地区，乔木生长对水分的需求量远大于灌木[51]，即乔木类植物易导致土壤干旱，灌木次之。虽然二者在一定程度上均能够降低土壤容重，改善土壤结构，但由于不同需水量的原因，栽植灌木后的土壤改良效果会更佳。此外，由于乔木根系较深，灌木根系较浅，二者根系对于土壤容重的影响表现在不同的土层，一般情况下，灌木对于表层土壤容重的影大于乔木对于土壤容重的影响。

通过对不同降雨区域人工植被恢复后土壤容重变化的Meta分析发现，人工乔木栽植后，在0～400 mm以及大于400 mm降雨区容重的变化效应分别为-1.205（95%CI为：-1.934～ -0.476）和-0.155（95%CI为：-0.511～ 0.201）；人工灌木恢复后，在0～400 mm以及大于400 mm降雨区容重的变化效应分别为-0.931（95%CI为：-1.422～ -0.441）和-0.213（95%CI为：-0.659～ 0.234）。研究结果表明，不同降雨地区人工植被恢复都能导致土壤容重降低，其中在降雨量0～400 mm地区的乔木、灌木栽植都能够显著地降低土壤容重，而超过400mm降雨量地区，人工植被恢复后，土壤容重有一定程度的降低，但效果不显著。

不同林龄人工植被建设对土壤容重有一定的影响，其中0～10yr、大于20yr的人工乔木以及各林龄阶段的人工灌木对土壤容重均具有降低效应；而介于10～20yr的乔木栽植导致土壤容重增加。其中建植≥20yr的人工乔木以及建植≥10yr人工的灌木均对土壤容重产生显著的降低作用。一方面说明了，随着建植年限的增加，人工植被恢复对土壤容重的影响越显著，主要原因在于随着时间的累积，人工植被根系生长越旺盛，加之逐年累积的枯枝落叶层的作用，对于土壤容重的降低起到了十分重要的作用。另一方面，通过研究侧面应证了可人工灌木林地对土壤容重的降低效应是优于人工乔木林的，这与樊华等[52]的研究结果是一致的。

本文将整个中国北方不同降雨量地区以及不同林龄的人工乔木、灌木栽植对土壤容重的影响量化、客观化，通过综合分析，在干旱半干旱地区灌木栽植对土壤容重的降低效应更为显著。随着林龄的增加，灌木对土壤容重的降低效益也好于乔木。因此在干旱半干旱地区广泛的开展灌木植被恢复能够有效的改善土壤环境质量。

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土壤容重范文第3篇

1材料与方法

1.1调查区概况

调查地点选在陕西关中粮食主产地区,该区年降水量500~800mm,多年平均为650mm左右,年内降水分配不均,主要集中在7、8、9三个月,年平均温度在11.0℃~14.0℃,年蒸发量平均在800mm左右,地下水位埋深在80~100mm,属于半干旱偏湿润易旱地区[11]。本试验采样点分布在宝鸡、杨凌、兴平和渭南等4个地区。供试土壤类型均为土,土壤有机质含量变异在6.87~15.79g/kg,土壤pH在8.2左右,属于石灰性土壤,质地类型为重壤质。

1.2试验处理及方法

试验于2008年11月在上述4个地区农田进行,种植作物均为冬小麦。土壤容重在每个地区随机选取3块农田进行测定,每个点重复两次,按照农作物根系的主要活动空间,用自行设计的原状土取土钻(见图1)按照10cm的间距从上到下逐层测定0~40cm范围内土壤容重;用SC-900型坚实度计按照2.5cm间距依次测定0~45cm范围内的土壤坚实度,在每个地区重复15次,求其平均值。

1.3数据处理

数据处理采用DPSv7.05和EXCEL软件。

2结果与分析

2.1农田土壤剖面容重变化情况

土壤容重是影响作物根系生长的重要因子,А.Г.Бондарев[12]提出了不同质地类型土壤容重的最佳变异范围,对于粘质土和轻粘土类为1.00~1.30g/cm3,轻壤质土壤为1.10~1.40g/cm3,砂壤土为1.20~1.45g/cm3,而砂土类为1.25~1.60g/cm3。其次,以往均以表层土壤容重为指标评价土壤的物理状态,然而,科学家们早就认识到,目前许多农作物平均产量之所以仍低于依据气候条件而推算的潜在产量,问题就在于几十年来仅依赖于表层10cm土壤耕作和保护设施,并没有增加农作物产量,在农业系统中底土对根系增殖和植物生长的影响被忽略了,除了适当温度、水分和养分,根系还需要透气和低的机械强度环境[1]。由此可以看出,研究作物耕层土壤物理状态对于提高农作物生产水平有着极为重要的意义。也有学者研究得出,植物根系前期生长类型对根系未来的生长和分布有着永久性的影响[13]。基于这些原理,于小麦苗期对关中地区根区范围内土壤容重进行了调查与研究,结果见图2,从图2可以看出,关中地区农田土壤在小麦苗期仅在0~10cm表层维持着1.00g/cm3的平均土壤容重值,处于对大多数作物没有影响的水平;而剖面10cm以下土壤容重则急剧增大,在10~20cm容重平均值达到1.40g/cm3;20~40cm处土壤容重值为1.60g/cm3。剖面上各层之间土壤容重递增趋势极为明显,经LSD检验得出,达到了极显著水平(见表1)。依据А.Г.Бондарев资料和当地土壤质地基本类型不难判断,只有0~10cm土壤容重符合作物根系生长需求,而下层土壤容重已经达到了限制作物根系延伸的水平。土壤深层紧实化意味着疏松适宜的表土层出现了明显的薄层化趋势,保育作物根系适宜的土层厚度变小,势必影响着土壤对环境的协调能力,增加了作物对环境变化的敏感性。深层土壤容重增大,土体紧实化已经是当前农业生产上一个不容忽视的问题。

2.2农田土壤容重变异情况

为了全面掌握土壤物理状态,对关中地区农田土壤容重变异的基本特征作进一步分析(见图3),全面掌握土壤物理状态,以便为制定合理的土壤管理措施提供充分的依据。Васильев和Ревут曾提出[12],当土壤容重在1.05~1.20g/cm3时,小麦籽粒和玉米籽粒的产量最高,当小于1.05g/cm3和大于1.20g/cm3时,产量显著下降。依据作物产量得出,很疏松土壤的容重为0.90~1.05g/cm3;正常土壤容重为1.05~1.20g/cm3;紧实土壤容重为1.20~1.40g/cm3;很紧实土壤的容重大于1.40g/cm3。宋家祥等有研究提出[8],砂土、粘土对于棉花获得最大生物学产量和经济产量的最适宜土壤容重在1.20~1.30g/cm3之间。黄喜细也研究发现[14],小麦产量与土壤容重呈二次曲线关系,最高产量出现在容重为1.23~1.31g/cm3之间,当容重大于1.40g/cm3,时根系生长开始受阻;容重大于1.50g/cm3时,严重地阻碍根系生长。多数科学家认为,没有根系能够穿入土壤容重高于1.90g/cm3以上的任何土壤中,得出多数土壤的极限容重为1.70~1.80g/cm3,粘土为1.60~1.70g/cm3[15]。А.Г.Бондарев也得出了类似的结果,轻壤质土壤极限容重为1.60g/cm3,砂质土壤为1.80g/cm3[12]。依据关中地区土壤质地类型以及从图3可以看出,监测期间属于小麦苗期,表层0~10cm表层土壤容重比较小,变异在0.82~1.23g/cm3之间,暂时属于正常范围;但10~20cm土层容重则变异在1.25~1.62g/cm3,其中大于1.30g/cm3达到紧实程度以上标准的土壤样品数占到88%(见图3b)。20~30cm土壤容重变异在1.40~1.74g/cm3,其中容重高于1.40g/cm3属于很紧实的土壤样品占到96%,达到该土壤质地类型的极限容重1.60g/cm3以上样品占到52%(见图3c),该层次已经成为限制作物根系延伸的限制土层。30~40cm土层容重变异区间与20~30cm相同,也在很紧实以上水平,只是达到极限容重以上的样品数约为44%(见图3d)。由此得出,关中地区农田土壤存在着严重的深层紧实化问题,其隐蔽性很强,不容易被人们所察觉和重视,其对主要农作物的影响尚待深入研究。

2.3农田作物根区土壤坚实度变异情况

土壤坚实度是衡量作物根系延伸阻力的重要指标,一般认为紧实土壤中根系生长速度减慢,同时根的形态也变短变粗[1]。Masle等研究表明,作物叶面积大小与土壤阻抗力(坚实度)密切相关[1]。土壤坚实度影响植物光合产物的分配,随土壤坚实度增加,更多的光合产物以根系分泌物和脱落物的形式释放到土壤中。由于紧实土壤对植物生长及土壤养分有效性的影响,导致生长在紧实土壤中的作物产量和品质降低和养分利用率不高。Douglas等试验证明,紧实土壤上使用150kg/hm2氮肥与正常土壤上使用50kg/hm2氮肥所收获的黑麦草产量是相同的[15]。由此可以看出,全面监测农田土壤坚实度变异趋势,对于分析农田土壤贪水贪肥机理、作物产量徘徊不前等机理具有极为重要的科学价值。于小麦播种后一个月内监测了关中地区农田土壤坚实度(见图4)。由图4看出,在0~25cm范围内土壤坚实度变化随着土层深度增加而显著增大,在25cm以下土壤坚实度达到最大值1600kPa左右,且基本上不再变化。制约作物根系延伸的土壤阻力至今还不确定,Barley和Greeacon提出,阻止大多数作物根系延伸的阻力范围是800~5000kPa,并提出此值与作物类型有很大关系。其实只有20和50kPa外界压力就足以使小麦根的伸长分别减少50%和80%[15]。LhotskyJ和ZrubecF依据土壤质地类型依次提出了限制作物根系生长的坚实度值,对于粘土为2800~3200kPa、重壤土为3200~3700kPa、中壤土为3700~4200kPa、轻壤为4500~5000kPa、壤土5500kPa、砂土为6000kPa[1]。黄喜细等研究在砂壤土上穿透阻力大于1470kPa时根系生长开始受阻,阻力大于2450kPa时则严重阻碍根系的生长[9]。以此为依据判断,关中农田土壤0~10cm表层土壤坚实度基本上小于500kPa,土壤比较疏松,坚实度不会影响作物根系生长;在10~25cm土层土壤坚实度急剧增大,坚实度从288kPa增加到1477kPa,增大了约4倍多,显示出土壤亚表层具有明显的坚实化问题。尽管从表面上看,目前土壤坚实度尚未达到限制根系生长的标准,这只是因为秋季土壤深层墒情较好的缘故,一旦亚表层土壤水分被消耗,土壤坚实度就会增加,达到限制根系延伸的水平。

2.4影响土壤坚实度的主要因素

土壤坚实度作为土壤主要物理性质之一,主要依赖于土壤的质地类型、容重和含水量等,受土壤本身物理性质条件和土壤含水量两大因素影响显著。在关中土壤质地类型差异不很显著的条件下,其坚实度主要依赖于容重(密实化)和含水量(干燥化)。因此,将土壤容重(X1)和含水量(X2)与相同土层内的土壤坚实度平均值(Y)做偏相关分析,其结果如表2。

分析结果表明,土壤坚实度与土壤容重呈极显著正偏相关关系,而与土壤含水量呈负偏相关关系,但未达到显著水平。说明在本试验条件下,土壤容重对坚实度的影响程度远远大于土壤含水量的影响,成为造成该区土壤坚实度增大的主要因素。因此认为,关中地区土壤坚实度增大的主要原因是由于土壤密实化的结果,其次才是土壤干燥化。换句话说,为了减小土壤对作物根系的机械阻力需要疏松土体同时需要保持较高水平的土壤含水量,一般情况下疏松土体比维持较高水平土壤含水量容易,在关中地区适度疏松显得非常重要。

3结论

1)关中地区农田土壤容重底层显著大于表层,表层0~10cm土壤平均容重值为1.00g/cm3;10~20cm为1.40g/cm3;20~30cm为1.61g/cm3;30~40cm为1.60g/cm3。0~40cm范围内各层次间容重差异达到了极显著水平。

2)关中地区农田土壤深层紧实化问题不仅较为普遍而且非常严重,表层0~10cm土壤容重较小,属于正常范围;10~20cm土层容重大于1.30g/cm3达到紧实程度以上标准的土壤样品数占到88%。20~30cm土壤容重高于1.40g/cm3属于很紧实的土壤样品占到96%,达到该土壤质地类型的极限容重1.60g/cm3以上样品占到52%,该土层已经成为限制作物根系延伸的土层。30~40cm土层容重与20~30cm相同,也在很紧实以上水平,达到极限容重以上的样品数为44%。

3)土壤坚实度在0~25cm范围内急剧增加,在25cm以下土壤坚实度维持在1600kPa左右。与已有资料相比[1,9],已经对作物生长产生了一定水平的机械障碍。

土壤容重范文第4篇

1材料与方法

1.1试验区概况

试验选在陕西省渭北苹果主产区旬邑县,该县平均海拔1300m,年平均气温9.0℃,年辐射总量5.02×105J•cm2,年日照2390.2h,年均降雨量606.3mm,土壤类型以黏黑垆土为主。具有海拔较高、日照充足、昼夜温差大、土层深厚、土体疏松、气候较为干燥、环境污染小等优越条件。该地区腐殖质层深厚,常在1m以上。苹果种植历史相对较长,在整个渭北旱塬地区具有很好的代表性。供试树种为“红富士”,生长健壮,树势中等。1.2采样及分析方法试验于2008年10月果品采收期间,在旬邑县植果历史相对较长的原底乡,分别选择相同自然生态条件的>20年、10~20年和＜10年等园龄段的苹果园作为研究对象,每个园龄段果园各选3个作为试验重复,从中采集土壤样品并进行土壤物理性状测定[9]。用原状土取土钻(镶有100cm3的环刀)从上到下按10cm的间距依次在0~60cm土层分别取原状土样,测定土壤容重;在0~20cm土层采集原状土样,用硬质盒将样品带回室内后风干,沿风干形成的自然裂隙掰成1cm3左右的土块,用干筛法和湿筛法进行土壤结构分析,团聚体湿筛用Yoder法;用SC-900型土壤坚实度仪,按2.5cm间距现场测定各园龄果园0~45cm土层土壤坚实度,每个果园布置3个测点。并在当地选择土壤条件相对一致的农田为对照,进行相关项目检测。试验结果采用Excel软件和SPSS数据处理系统进行分析。2结果与分析2.1不同园龄段果园土壤容重的变化趋势果树根系分布、吸收能力主要依赖于土壤物理性状,适宜的土体有利于根系向纵深方向延伸,增加根系量。对果树而言土壤容重在1.00~1.30g•cm3比较适宜[10]。

研究表明,渭北果园土壤容重普遍偏大,在1.20~1.50g•cm3之间,20cm以下土层土壤容重均高于1.30g•cm3(图1)。进一步分析发现,0~60cm土层土壤容重随园龄增长具有两个不同方向的变化趋势区间:0~30cm土层土壤容重随园龄增加而降低,这是因为果园土壤人为耕作扰动次数少及树冠对降雨的缓冲作用,有效保护了表层土壤结构;而农田0~10cm土层土壤容重小于果园土壤,是人为耕作松土所致,其10~30cm土层土壤容重高于果园土壤,佐证了农田土壤频繁扰动和压实,以及地面保护条件较差、土壤黏粒向深层移动问题。30~60cm土层受人为扰动因素较小,果园土壤容重不仅高于农田,且随园龄增加而增大,这是因为渭北地区土壤有机物质贫瘠,属于弱团聚性土壤,未被团聚的土壤黏粒有向深层移动而密实趋势;此外,也与旱地果园深层根系吸水作用使土体收缩以及根系挤压等有关。<10年果园土壤最大容重出现在20~30cm处,而10~20年和>20年果园土壤容重最大值分别出现在30~40cm和40cm以下土层,呈现出随园龄增加30~60cm土层土壤容重显著增大、容重增大的土层空间增加和向下延伸的变化趋势。土壤深层容重增大、向紧实化方向演变成为果园土壤退化的主要形式之一。

进一步对果园土壤容重主体间效应检验得出:土层和种植年限的sig值分别为0、0.032,均小于0.05,说明各果园土壤容重在时间和空间上均具有显著差异。30~50cm土层土壤容重与其他土层差异显著,证实渭北旱塬果园土壤紧实层位置不在表层,而在亚表层。在果园管理方面有必要适时适度深翻,一方面可有效防止果园土壤内部紧实化和紧实层逐渐延伸给果园土壤管理带来困难,另一方面果园土体疏松有助于增加果树新根生成和增加根系的吸收功能,有利于维持果树的健康树势,延缓果树衰老等[11]。

2.2不同园龄段果园土壤坚实度的变化趋势

一般认为紧实土壤中根系生长速度较慢[12]。土壤硬度(坚实度)有时用穿透阻力表示,即把前端锥状圆柱探测器推入土壤中所需的力。当阻力超过1MPa,根系生长明显变缓,随后二者近似呈线性关系,当阻力约为5MPa时,根系生长基本停滞[1314]。另有报道,增加豌豆根阻力,根产生胁迫反应,30min内根伸长速度减小50%,压力解除后,生长速度有轻微增加[15]。机械阻力使根伸长速度减慢的原因一是分生组织细胞分裂速度减慢,二是细胞长度变短(不是体积减小)[16]。

在相同时间和自然条件下,检测了不同园龄果园土壤坚实度。图2表明,随剖面深度增加果园土壤坚实度明显增大,且随种植年数增大呈现出规律性增大趋势。与农田土壤相比,果园土壤在17.5~27.5cm范围内坚实度较小,说明种植果树可减小这一土层范围的土壤坚实度,可能与根的穿插作用有关;但>30cm土层的果园土壤坚实度与农田土壤相比无明显差异。0~20cm土层内渭北各果园土壤坚实度相对较小,变化范围为100~600kPa,对根系生长不会有影响。而在20cm以下果园土壤坚实度急剧增大,已经接近或超过影响根系延伸生长的程度,尤其是在>20年果园表现更为显著。土壤亚表层出现紧实化制约着果树根系的延伸。通过对不同园龄果园土壤坚实度的比较可以得出,长期植果会导致表层土壤和深层土壤的紧实化,这可能与果园管理措施及黏粒的长期淋溶淀积有关,需进一步研究。土壤坚实度既依赖于含水量,相反也影响土壤水分状况。图3表明果园深层土壤含水量较小,这可能是导致土壤坚实度增大的原因之一。<10年、10~20年和>20年园龄果园土壤坚实度与含水量均呈显著负相关关系(sig分别为0.003、0.018和0.007,均小于0.05)。不同土层土壤含水量差异显著,佐证了随园龄增加,深层土壤容重增大,影响降水期间土壤水分入渗能力和深层土壤墒情的恢复,导致长龄果园土壤剖面上下层之间含水量出现更为明显差异的变化趋势。

2.3不同园龄段果园土壤团聚体的变化直径>0.25mm水稳性团聚体含量在一定程度上反映着土壤的抗侵蚀能力。相反,表层土壤团聚体在雨水的冲刷过程中,由于“水爆”或者“气爆”的作用,会由直径较大团聚体破碎为小直径团粒,从而改变各粒级团粒的含量[1719]。树冠对雨滴能量的缓冲作用,保护了土壤表层结构体。由表1可知,渭北果园土壤水稳性团聚体(>0.25mm)含量仅为112.91~241.36g•kg1,而土壤优势水稳性团聚体直径在0.5~0.25mm,相对较大直径团聚体含量很少,证明渭北土壤的团聚作用整体较差。此外,随植果年限增加,果园土壤>0.25mm水稳性土壤团聚体含量有明显增加趋势,>20年果园比<10年果园增长达1倍,而<0.25mm团聚体含量在减少,整体上果树促进了表层土壤水稳性团聚体的形成,其结果与前人研究结果趋势一致,佐证了果树对表层土壤结构体的保护作用。由表2可知,>5mm土壤水稳性团聚体稳定系数随种植年限的增加而减小,说明长期种植果树不利于>5mm水稳性团聚体的稳定。5~0.5mm土壤水稳性团聚体稳定系数在10~20年园龄果园达到最大,说明种植果树初期有利于此级别团聚体的稳定,但随着种植果树年限的增加,水稳性团聚体稳定性降低,破碎为较小团聚体的可能性增加。种植果树年限超过20年使果园土壤结构性变差。

3讨论

土壤容重、孔隙度是反映土壤物理性状的主要指标,其大小不仅影响土壤水、气、热状况,而且影响矿质养分供应及苹果根系的穿插与生长[20]。在同一气候和土壤条件下,土壤容重、孔隙度除与成土母质、气候条件有密切关系外,还受植被、耕作、土壤有机质以及人为管理水平等因素的影响。张晋爱等[21]研究了不同种植年限柠条林对土壤容重的影响,得出柠条林土壤容重介于0.99~1.29g•cm3之间,在10~26年内呈现递减趋势。安韶山等[22]、曹成有等[23]、苏永中等[24]分别研究了8年和18年的柠条林、0~28年锦鸡人工林,发现土壤容重均呈减少趋势。上述研究工作限于林地表层土壤,未涉及较深土层土壤容重的变化。吴思政等[25]研究了土壤容重与杏树生长的关系,表明土壤容重对杏产量有显著影响,在杏品种、分布、树龄、管理及土壤类型相同情况下,杏单株产量和单位面积产量随土壤容重减少而增大。可见,土壤容重变化趋势不仅与植被类型有很大关系,也直接影响到果品产量与质量。

渭北果园土壤容重发生着双方向的变化过程,果园土壤在20cm以上各层土壤容重在健康园艺土壤的标准范围内[26],均小于1.30g•cm3,且随园龄增加,土壤容重有减小趋势;在20cm以下土层各果园土壤容重高于1.30g•cm3,达到了影响根系延伸的标准,且随园龄增加不仅土壤容重显著增大,且容重增加的土层厚度也增厚。土壤坚实度对植物生长和作物产量的影响已成为为全球关注的问题之一,主要原因在于使用重型农业机械、人为的土壤耕作管理以及土壤干旱等因素,使土壤坚实度产生明显变化,影响土壤水肥气热状况,影响植物生长和作物产量[26]。土壤坚实度对植物根系穿插能力的影响在果树上体现得更为明显,尤其是底土紧实化直接影响根系伸长,减小了根系觅水觅肥空间。坚实度表征着土壤质地、结构等理化性状,也反映着土壤墒情。探讨土壤坚实度变化规律与影响因子是评价根系生长物理条件的重要内容。

渭北果园土壤坚实度整体上呈现出随园龄增加而显著增大的趋势,各园龄果园间在0~20cm范围不很明显,而在20cm以下土层变异性显著;20cm以上土层各果园土壤坚实度变异在100~600kPa范围,不会影响根系生长,20cm以下土层果园土壤坚实度接近或超过了限制根系延伸的1000kPa标准,尤其是20年以上园龄的果园表现更为明显,意味着该果园果树根系已经承受明显的机械胁迫作用。果园土壤30cm以下土层紧实化和坚硬化程度增加,限制了水分入渗和深层土壤墒情的修复,表现为随园龄增加其土壤上下层之间含水量差异更加明显。

土壤结构受自然生态环境变迁和人为生产管理活动的影响很大,由于耕作土壤扰动性较大,土壤结构退化现象严重,已有资料中多数是研究农田土壤结构的演变趋势。刘梦云等[27]研究了不同土地利用方式下土壤团粒及微团粒状况,发现团聚体总量为天然草地>灌木林地>果园>农地>人工草地。江泽普等[28]曾研究不同年限红壤果园土壤团聚体状况,结果为在15年内土壤大团聚体含量随种植时间延长而降低,在30年后逐渐增加;1~0.25mm团聚体不断下移,在20~40cm土层积累。目前,渭北果园土壤结构体的变化趋势以及结构体变化与果树衰老之间的关系研究报道尚少。渭北旱塬果园表层土壤团聚体状况整体上较差,>0.25mm水稳性团聚体含量为112.91~241.36g•kg1,其中优势级别为0.5~0.25mm;随着种植果树年限的增加,>0.25mm水稳性团聚体含量增加,20年以上果园比10年以下果园高1倍以上,表明种植果树对表层土壤的团聚有改善作用。

4结论

土壤容重范文第5篇

关键词:香樟树；树高；树冠；影响；因素

中图分类号：K928.73 文献标识码：A 文章编号：

香樟树是樟科常绿大乔木，樟树材质优良，有香气，是上等的建筑、家具、工艺的良材，樟树的樟脑和樟油广泛用于工艺、代工、医药和国防工业，此外香樟树由于易栽、易成活等特点，还是“四化”中绿化的优良树种。香樟目前多种植在城市，城市土地板结，更易受到水分胁迫，严重影响香樟生长；但水分过多时，会影响香樟根系呼吸及生长，容易造成烂根和疾病发生。因此，对影响其生长与发育的因素进行研究是十分有必要的。

1 材料与方法

1.1 试验材料

全年气温变化的特点是冬暖夏热，春秋温和。属于亚热带季风气候，季风明显、四季分明、气候温和、夏雨集中。试验选取5个香樟样地的树木，即为5个处理，每个处理设置3个重复，共选定15棵树。

1.2 测定内容

(1)土壤含水量测定

采用烘干称重法测定，土壤含水量(分析基):W(%)=［(W1－W2)/(W1一W3)］×100。土壤含水量(干基):W(%)=［(W1－W2)/(W2一W3)］×100。其中:W为所测样品的土壤含水量，W1为烘干前土壤样品重量，W2为烘干后土壤样品重量，W3为培养皿重量。

(2)土壤容重测定

土壤容重采用环刀法测定，环刀容积100cm3。

(3)生长量测定

用测高仪测量樟树的树高和冠高，用胸径尺测量樟树的胸径和地径，用卷尺测定冠幅，用游标卡尺测定新梢的粗度，用钢尺测量叶的长度、宽度、新梢长度。用电子天平测量新梢的重量。

1.3 所需仪器

1/1000电子天平、高枝剪、SRC－110型测高仪、自封袋、烘箱、大号培养皿、环刀、环刀托、削土刀、土铲、铝盒等。

1.4 统计分析

以重复试验研究的结果为基础，采用Excel2003软件作图，用DPSv7.05统计软件进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 5个样地土壤容重和含水量比较

(1)土壤含水量

土壤是植物生存不可缺少的因子，它供应和协调植物生长所需的养分、水分和空气，是植物生长的基础。本研究选择香樟样地，对其土壤含水量进行了测定，结果见表1。

从表1中可以看出，不同样地的土壤含水量(分析基)为15.43%～17.98%、土壤含水量(干基)为18.25%～21.93%。方差分析结果表明，本试验所选不同样地的土壤含水量分析基和干基差异均达到极显著水平(P=0.002＜0.01，P=0.0032＜0.01)。多重比较分析结果表明，1、3、4号样地与2、5号样地的土壤含水量差异显著。

表1 不同样地的土壤含水量及方差分析

(2)土壤容重

土壤的物理性质与植物的生长状况密切相关，一般容重较大，土壤比较板结，不利于植物生长，本试验所选的5个生长差异显著的香樟样地土壤容重测定结果见表2。

表2 不同样地的土壤容重多重比较及方差分析

由表2可以看出，1～5号样地的土壤容重依次为1.42g/cm3、1.50g/cm3、1.23g/cm3、1.35g/cm3、1.57g/cm3。方差分析结果表明，本试验所选样地的土壤容重存在一定的差异，但差异未达到显著水平(P=0.145＞0.05)。

2.2 土壤容重和含水量对香樟生长的影响

(1)土壤容重与香樟生长的关系

1)树高及树冠生长量。土壤容重是土壤的重要属性之一，反映了土质状况、土壤松紧程度和空隙密度等整体性质。土壤容重不同，直接或间接的影响土壤水、肥、气、热等状况，从而影响肥力的发挥和植物的生长。植物根系在不同容重土壤中的生长发育对根冠养分吸收有着重要的影响，有可能成为作物产量的一个重要限制因子。不同土壤容重对树高及树冠生长量的影响差异见图1所示。

图1 不同土壤容重对树高及树冠生长量的影响

通过图1可以看出，随着土壤容重的升高，树高从7.27m下降到5.80、冠幅从4.18m下降到2.00m；当土壤容重为1.23g/cm3时树高及树冠生长量指标达到最大值，说明土壤容重在1.23g/cm3左右时，树木生长良好，而当土壤容量增大到1.50g/cm3时，树木的冠幅、冠高、树高等生长量会大幅下降。

2)胸径、地径生长量。胸径，又称干径，指乔木主干离地表面1.3m处的直径。地径是指树(苗)木距地面30cm处测量所得的树(苗)干直径，与米径、胸径相类似，通常用于表示树木、苗木的规格。不同土壤容重对树干长量的影响差异见图2所示。

图2 不同土壤容重对树干生长量的影响

从图2可以看出，随着土壤容重的增加，胸径及地径呈下降趋势，可见土壤容重越大，越不利于树干材积生长量的积累。土壤容重在1.23g/cm3的时候，树木的胸径和地径分别达到最大值13.65cm、18.73cm，之后随着土壤容重的增加，胸径和地径逐渐减小，当土壤容重达1.57g/cm3的时候，胸径达到最小值9.38cm。

(2)土壤含水量与香樟生长的关系

土壤水分过少时，土壤溶液浓度过高，会造成根系吸水困难，致使须根干枯，产生“烧须”现象；水分过多，影响根系呼吸及生长，引起乙醇等有害物质的积累，同时厌氧菌活动旺盛，容易造成烂根和疾病发生，可见土壤水分过多或过少都不利于植物生长。

1)树高生长量。植物正常的生长发育需要适宜的土壤及其含水量，由图3可知，随着土壤含水量的增加，树高呈现出先上升后下降的趋势。当土壤含水量在15.43%～16.34%时，树高从6.40m上升到最大值7.27m，之后随着土壤含水量的增加，树高锐减，土壤含水量达到最大值17.98%时，树高值最小，为5.80m。

图3 土壤含水量对树高的影响

方差分析结果表明，不同土壤含水量下树高之间的差异达到显著水平(P=0.0310＜0.05)。多重比较分析结果表明，土壤含水量为16.34%时的树高与含水量为17.52%、17.98%时的树高之间差异显著，与其他含水量下的树高差异不显著。

2)树冠生长量。影响树冠生长的因素很多，主要有树的品种、当地降水量以及周边环境等。降水较，树冠大有利于水分的蒸发，反之则会小，以保存水分；周边植物多，树为了争夺阳光，则更加向高大生长。可见土壤含水量的多少对树冠的生长起着决定作用。不同土壤含水量对香樟树冠生长量的影响见图4。

图4 不同土壤含水量对树冠生长量的影响

由图4可以看出，随着土壤含水量的增加，香樟冠高和冠幅的变化趋势为正抛物线型，即呈现上升后下降的趋势，当土壤含水量为16.34%时，冠高和冠幅均分别达到最大值。出现这种情况的原因可能是，土壤含水量低时，根部呼吸困难；土壤含水量高时，土壤透气性差，不利于根部生长，适当失水可增加土壤的透气性，有利于植物根系吸收水分供给树木生长。

方差分析和多重比较分析结果表明，不同土壤含水量下香樟冠幅、冠高之间的差异均达极显著水平(P=0.0001＜0.01，P=0.0079＜0.01)；前3个土壤含水量影响下的香樟冠幅之间的差异性显著，但与后2个土壤含水量影响下的香樟冠幅之间差异性不显著；土壤含水量为16.34%时的香樟冠高与其余4个土壤含水量影响下的香樟冠高之间的差异性显著，后者冠高之间的差异性不显著(表3)。

表3 不同土壤含水量下冠幅的方差分析

图5 不同土壤含水量对树干生长量的影响

3)地径、胸径生长量。由图5可以看出，随着土壤含水量的增加，地径及胸径均呈现先上升后下降的趋势，当土壤含水量达到16.34%时，胸径达到最大值13.65cm、地径也达到最大值18.73cm；同样的土壤含水量下，地径值大于胸径值。而随着土壤含水量的增加或者减少，胸径和地径也随之减少。说明土壤水分过多或过少都不利于树木生长，含水量在16.34%左右的时候，香樟长势最佳，而少于或者大于这个值时，香樟会因为水分过多或者缺水而导致长势差。

表4 不同土壤含水量下地径的方差分析

通过表9和表11的方差分析结果可以看出，不同土壤含水量对树木胸径和地径的影响差异比较大，不同土壤含水量下香樟地径之间差异达极显著水平(P=0.0001＜0.01)，胸径之间差异亦达极显著水平(P=0.0063＜0.01)。多重比较分析结果表明，土壤含水量为15.43%和15.63%下的香樟地径之间差异不显著，但后4个土壤含水量影响下的香樟地径之间的差异性显著；土壤含水量为16.34%时的香樟胸径与其余4个土壤含水量影响下的香樟胸径之间的差异性显著，后者胸径之间的差异性不显著(表4)。

3 结论

通过本文的研究我们知道了，土壤含水量与树木生长之间并不是呈正比例关系，并非浇水越多就好。因此，在生产中，要根据树木生长的需要来决定，不要盲目浇水。本文的研究成果一定程度上能指导今后香樟树的栽植,避免因香樟树的死亡造成资源和人物力的浪费。

参考文献

[1] 杨应龙.香樟树的特征特性及栽培技术[J].现代农业科技,2011年12期

土壤容重范文第6篇

关键词：秸秆还田；温室甜瓜；土壤改良

中图分类号：S156 文献标识码：A

唐山市蔬菜播种面积22万hm2，其中设施蔬菜8.7万hm2，占总播种面积的39.5%。随着设施蔬菜种植年限不断增加，由于重施化肥，氮、磷、钾施用比例不合理，造成设施内土壤养分失衡、板结、酸化，导致蔬菜产量增幅减缓，品质下降。同时，全市每年玉米秸秆资源总量220万吨，玉米秸秆中含有丰富氮磷钾等养分，并含大量有机质和微量元素，秸秆腐熟还田既可改良土壤性质、加速生土熟化、提高土壤肥力，又避免污染环境，实现玉米秸秆高效生态循环利用，实现节本增收。本研究通过在日光温室甜瓜生产中进行玉米秸杆腐熟还田试验，明确秸秆还田对土壤的改良效果和增产作用，为玉米秸秆高效生态循环利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验于2009～2011年在乐亭县城关镇肖圈村的日光温室大棚进行，温室面积800m2。试验地土壤质地为中壤质潮土，耕层土壤有机质22.1 g/kg，全氮1.52 g/kg，有效磷135.6 mg/kg，速效钾154.0 mg/kg，容重1.36 g/cm3。前茬作物为西红柿。

1.2 试验设计

试验设对照和试验两个处理，每个处理重复3次，小区面积30 m2。试验处理于11月16日在种植行的位置上挖沟，沟深20cm，每公顷填加60000 kg秸秆于沟内，铺匀踏实，每公顷撒施磷酸二铵300kg、尿素150kg、硫酸钾300kg做基肥。秸秆腐熟菌剂品种为“科瑞”有机物料腐熟菌剂，唐山金科瑞生物技术有限公司提供，每个棚用8kg菌剂，将菌剂与麦麸按1：10混均后，用水拌均堆闷4小时后撒施在秸秆，整平起垄，使秸秆上土层厚度保持20cm左右，覆膜，浇水湿透秸秆，3天后打孔。对照处理为常规施肥，每公顷施有机肥45000kg，化肥用量与试验处理相同。甜瓜品种为红城二十，11月5日育苗， 12月8日定植，在一、二茬瓜的彭瓜期追施45%复混肥225 kg/hm2。

1.3 测试方法

在甜瓜定植前和收获后在常规和试验处理测定土壤容重，采集土壤样品，风干过筛后分析土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量，考察土壤改良效果。

测产方法：从开始采收到收获结束分别记录多次重量并汇总，最后折实产量

2 结果与分析

2.1 对土壤容重的影响

施用有机肥和玉米秸秆腐熟还田，土壤容重均有所减少。表1数据显示，对照处理土壤容重减少0.02g/cm3，秸秆腐熟还田处理土壤容重减少0.05g/cm3，秸秆腐熟还田处理比对照处理土壤容重多降低0.05g/cm3，说明秸秆腐熟还田比施用有机肥对土壤容重影响大。土壤容重减小，土壤通气透水能力提高，有利于甜瓜生长。

2.2 对土壤有机质影响

玉米秸秆还田和施用有机肥均能提高土壤有机质含量，秸秆腐熟还田效果更好。由表1可知，秸秆腐熟还田处理土壤有机质含量增加1.70g/kg，比对照处理提高1.40g/kg。土壤有机质含量增加有助于提高土壤保肥性，促进良好土壤结构的形成。因此，玉米秸秆腐熟还田对改良温室土壤具有积极作用。

2.3 对土壤氮、磷、钾养分含量的影响

玉米秸秆腐熟还田对温室土壤的氮、磷和钾养分含量均有所提高，但对土壤速效钾的效果更加明显。表1数据显示，对照处理土壤全氮、有效磷和速效钾三项养分指标分别比试验前增加0.03g/kg、3.30mg/kg和5.00mg/kg；秸秆腐熟还田处理则分别比试验前增加0.09g/kg、4.40mg/kg和9.00mg/kg。秸秆腐熟还田处理与对照处理相比，土壤全氮、有效磷和速效钾含量分别为0.06g/kg、1.10mg/kg和4.00mg/kg。

2.4 对产量的影响

秸秆腐熟还田能够延长甜瓜采收期，提高甜瓜产量，且达到显著水平。采收期调查，与对照比较，试验处理甜瓜采收期提前7天，最后一次采收延长13天。据调查，采收期提前可能与秸秆杆腐熟还田能够提高低温，促进甜瓜秧苗早发育有关。

如表2所示，试验处理甜瓜平均产量59304.0 kg/hm2，增产率17.1%，增产效果显著。

3 结论

土壤容重范文第7篇

关键词：土壤调理剂；大蒜；土壤理化性状；产量

中图分类号：S156.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）03-0088-03

山东金乡是闻名全国的大蒜之乡，常年种植面积稳定在4～5万公顷，占全国大蒜种植面积的30%。大蒜的生产、加工、出口已具标准化、产业化、基地化，是支撑当地经济的主导产业。但由于连年种植大蒜时间长，加之施用化肥农药不合理，造成土壤理化性状恶化，养分平衡失调，地力下降， 严重影响大蒜正常生长及产量的提高，成为制约大蒜生产发展的主要因素。因此，如何改善大蒜田土壤理化性状，保持和提高其土壤肥力，是目前金乡大蒜生产发展中需要研究解决的一个重要问题。土壤调理剂能够改善土壤理化性状，改良土壤结构，调理失衡的土壤养分体系，促进氮磷钾和有机质等养分供应，提高土壤保水、保肥性。本研究通过使用两种不同类型的土壤调理剂，探讨不同土壤调理剂对大蒜田土壤理化性质和土壤肥力的影响，为土壤调理剂在大蒜上的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2011～2012年在山东省金乡县进行。试验地土壤肥力中等，土壤有机质为1.23%，碱解氮80.11 mg/kg，速效磷35.26 mg/kg，速效钾130.41 mg/kg，pH值7.86。

土壤调理剂种类为麦饭石、蒙脱石，大蒜品种为金乡杂交蒜。

1.2 试验设计

试验共设3个处理，处理1：蒙脱石；处理2：麦饭石；处理3：以不施调理剂为对照（CK）。 随机区组排列，重复3次，小区面积为20 m2。两种调理剂用量均为1 500 kg/hm2。各处理间留约0.5 m宽的隔离带。复合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）用量为1 500 kg/hm2，有机肥用量为750 kg/hm2，复合肥及有机肥于播种前均匀撒入各试验小区；土壤调理剂于播种前一次性施入。

于2011年10月3日播种，行株距为18 cm×15 cm。2012年4月3日浇第一次水，并随水冲施尿素160 kg/hm2，硫酸钾120 kg/hm2。4月20日浇第二水，并随水冲施甲壳素海藻肥300 kg/hm2，其技术指标为有机质>10 g/L，N+K2O≥100 g/L。5月7日提完蒜薹后，浇第三水，即“催头水”。

1.3 土样采集与测量方法

分别于2012年3月3日、4月15日、5月19日取土。每个小区采用“S”形五点取样， 用环刀取土， 用于测定土壤容重、孔隙度；同时在旁边取0～20 cm土层土样，土样经自然风干后， 根据土壤各指标测定所需粒径的大小过筛，测定土壤氮、磷、钾及有机质。容重采用环刀法测定；孔隙度测定：测出容重， 根据公式计算得出，孔隙度（%）= （1-容重/比重）×100； 速效 N、P、K 含量测定分别采用碱扩散法，0.5 mol/L NaHCO3浸提、钼锑抗比色法测定和1 mol/L 醋酸铵浸提、火焰光度法测定[1]。有机质测定采用重铬酸钾容量法。

2 结果与分析

2.1 土壤调理剂对土壤理化性质的影响

土壤容重范文第8篇

关键词：短伐桉树林； 非短伐桉树林； 椰林； 土壤理化性状

中图分类号：S151.9 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.10.014

Comparative Study of the Soil Physical Properties on Eucalyptus Plantations and Cocos Plantation

CHEN Hao1， 4， ZHAO Cong-ju1， NIU Yong-qiang2， ZHUO Zhi-qing1， WU Zhe-ying3， XU Wen-xian1

（1. School of Geography and Tourism， Hainan Normal University， Haikou， Hainan 571158， China；2. Danzhou Forest Farm of Hainan Province， Danzhou， Hainan 571748， China；3. School of Life Science， Hainan Normal University， Haikou， Hainan 571158， China；4. College of Resources and Environmental Science， Nanjing Agricultural University， Nanjing，Jiangsu 210095， China）

Abstract： Two Eucalyptus plantations and one Cocos plantation were chosen as study sample plots in Danzhou Forest Farm， which lies in west Hainan Island. Through monitoring and sampling in the fixed sites， differences in soil physical properties of plantations managed in different ways were analyzed. The results showed that： （1） Soil separates were obviously "coarsening" in 0～10 cm soil layer of short-rotation Eucalyptus plantation and Cocos plantation， and the change was little in the layer of non-short-rotation Eucalyptus plantation；（2） The soil bulk densities in 0～10 cm soil layer of short-rotation Eucalyptus plantation， non-short-rotation Eucalyptus plantation and Cocos plantation were 1.65， 1.69 and 1.56 g・cm-3 respectively， which were higher than other woodlands；（3） Capillary porosity was almost equal of short-rotation Eucalyptus plantation， non-short-rotation Eucalyptus plantation and Cocos plantation， about 33%. Non-capillary porosity was 8.66%， 4.95% and 5.99% and total porosity， 41.89%， 38.62%， 39.05%， respectively；（4） The compaction of non-short-rotation Eucalyptus plantation was obviously higher than short-rotation Eucalyptus plantation and Cocos plantation， and the values of which were very similar.

Key words： short-rotation Eucalyptus plantation； non-short-rotation Eucalyptus plantation； Cocos plantation； soil physical property

用方式的不同，土壤质地、结构以及土壤肥力等性质也会有明显差异[5]。因此，研究不同土地利用方式下土壤物理性状的差异性，对优化土地利用类型、实现土地资源可持续经营具有重要意义。

由于桉树生长快，耗水耗肥大，桉树人工林的生态问题备受关注[6]。已有的研究主要集中在桉树人工林蒸腾耗水、林下生物多样性以及林地土壤地力衰退等方面[7-9]，而关于桉树人工林生产与经营方式对林地土壤质地、结构影响的研究目前还较少。海南西部为我国热带半湿润、半干旱特殊生境区，也是我国重要的桉树浆纸林栽植区之一。为此，本研究选择海南西部儋州连片种植的桉树林为研究靶区，对短伐、非短伐两种经营方式下的桉树林与人工椰林样地定点采样，分析不同经营方式下林地的土壤质地、土壤孔隙、土壤紧实度、土壤容重等土壤物理性状差异，旨在揭示桉树人工林不同生产与经营方式对林地土壤物理的影响，为桉树人工林的生态管理和持续发展提供科学依据。

1 研究区与研究方法

1.1 自然环境

儋州林场位于海南岛西北部，地势较为和缓，土壤以砂质砖红壤为主，土层较薄，土壤肥力较低。年平均温度23.8 ℃，年均降水800～1 600 mm，蒸发量1 200～2 500 mm，属热带季风气候类型[10]。旱雨两季分明，季节性干旱严重，为一独特的热带疏林干草原植被类型区[11]。这里引种桉树已有90多年，植被以经营人工林为主，是我国重要的桉树浆纸林分布地区。

1.2 研究方法

1.2.1 样地选择 按照空间环境一致性要求，在儋州林场选取3块位置相近、自然条件一致且具有代表性的3 a短伐桉树林、20 a桉树林和12 a椰林作为研究样地。

1.2.2 样品采集与测定 （1）土壤容重、土壤孔隙度采用环刀法测定。每个样地取3组平行样，并将原状土带回实验室完成试验，并通过计算得出。

（2）土壤质地采用英国Mastersizer2000激光粒度分析仪测定。用多点法取样，每个样地取3组平行样（即行间一个点，两侧株间各取一个点），采样深度0～150 cm，除表层0～10 cm外，其余均为20 cm取样间隔。各层样品均匀混合装入密封塑料袋带回实验室，经预处理，上机测试。

（3）土壤紧实度用SC-900数显式土壤紧实度仪现场测定。每个样地选取4个株间点和3个行间点共7个点进行测量，测量深度为0～45 cm，每2.5 cm读1次数。

2 结果与分析

2.1 3类林地的土壤质地

短伐连栽桉树林地、非短伐桉树林地、椰林地表层的0～10 cm土层各粒级百分数与0～150 cm土层各粒级百分数之间存在较大差异（表1）。与0～150 cm土层相比，短伐林、椰林0～10 cm土层的黏粒、粉粒减少，砂粒增多；而非短伐林黏粒、粉粒增加，砂粒减少。

短伐林、椰林土壤表层0～10 cm粒级组成“粗化”的原因不同。短伐林因机械松土，土壤松散，缺少植被保护，才导致表土细颗粒物质流失。椰林林下草本层盖度达95%以上，根系极其发达，根系和枯枝落叶层增加了土壤的疏松性、通气性及透水性，土壤黏粒（包括物理性粘粒）随土壤水分向下淋失，致使表层黏粒、粉粒减少，砂粒增多。非短伐林表层土壤紧实，并形成一层硬结皮，对土壤水分下渗以及黏粒向下淋失具有阻碍作用。这一点从土壤剖面黏粒分布观测实验得以证实。短伐林0～150 cm土层黏粒（

2.2 3类林地的土壤容重

短伐连栽桉树林地、非短伐桉树林地、椰林地表层的0～10 cm的土壤容重介于1.55～1.70 g・cm-3之间，较一般土壤容重要大（图1）。其容重由大到小依次为：非短伐林地（1.69 g・cm-3）、短伐林地（1.65 g・cm-3）、椰林地（1.56 g・cm-3）。土壤容重除与母质有关外，还与耕作方式、土地利用类型密切相关。椰林地草本层发育，根系发达，是其黏粒含量较高与土壤容重较小的重要原因。非短伐林土壤多年受扰动较少，加之雨水对地面的冲击等因素影响，表层土壤逐渐紧实，土壤容重增大；而短伐林的土壤因翻耕松土，土壤容重稍低。

土壤容重是土壤的一个基本物理性质，是土壤肥力状况的重要参数。土壤容重小，则表明土壤疏松多孔，结构性良好；而土壤容重大，表明土壤紧实、板结，土壤退化趋势愈强。耕地因受农业耕作的影响，土壤容重多在1.30 g・cm-3以下，而林地土壤容重稍高；但过大的土壤容重不利于林木生长，需要采取相应措施降低土壤容重[12]。

2.3 3类林地的土壤孔隙度

短伐连栽桉树林土壤表层0～10 cm的总孔隙度最大，为41.89%，非短伐桉树林和椰林的总孔隙度略小，前者为38.62%，后者为39.05%（图2）。

短伐林、非短伐林、椰林土壤表层0～10 cm的毛管孔隙度相差很小，平均为33.32%。土壤的毛管孔隙的当量孔径很小，基本上由土壤质地、土粒排列方式等内部因素决定，受外界因素的影响较小。3个样地距离较近，土壤质地较为接近，所以3块林地的毛管孔隙度也非常接近。

非毛管孔隙较毛管孔隙要少得多。短伐林、非短伐林、椰林土壤表层0～10 cm的非毛管孔隙度分别为8.66%、4.95%和5.99%。短伐桉树林土壤非毛管孔隙分别比非短伐桉树林和椰林多75%和45%。短伐桉树林土壤非毛管孔隙相对较多，与桉树超短轮伐以及土地翻耕次数相对较多密切相关。

土壤孔隙是土壤中容纳水分、空气的空间，也是土壤物质与能量交换的场所。土壤孔隙数量、大小及比例适当，有利于水、肥、气、热的协调，有助于改善土壤的结构和肥力，有利于植物生长与根系活动。3块林地的毛管孔隙度与原始林与次生林基本相当，而总孔隙度、非毛管孔隙度明显小于原始林与次生林[13-14]。人为耕作、根系切割以及落叶降解合成的土壤有机质是影响土壤非毛管孔隙的重要因素[15]。因而，需要采取合理措施，增加非毛管孔隙，使总孔隙度接近或达到45%～50%，以促进植物生长与林业增产。

2.4 3类林地的土壤紧实度

短伐连栽桉树林、非短伐桉树林、椰林地土壤紧实度均随深度增加而波状上升，即表层土壤紧实度偏小，随着深度增加，土壤紧实度增大（图3）。

短伐林在30 cm处土壤紧实度达到最大值1 803 kPa，非短伐林在37.5 cm处达到最大值2 405 kPa，椰林在30 cm处土壤土壤紧实度达到1 539 kPa。短伐桉树林土壤紧实度略高于椰林，而与非短伐桉树林差别较大；非短伐桉树林土壤紧实度明显高于短伐林和椰林。从总体上讲，椰林的土壤紧实度较小，而种植桉树以后会有不同程度地增大，非短伐桉树林土壤紧实度最大。

土壤紧实度是重要的土壤物理指标，影响着植物根系穿透。土壤的紧实程度是土壤本身属性与耕作、管理以及环境因素共同作用的结果，也是土壤质量退化的主要标志[16]。在不存在发生学差异的情况下，人为管理与土地利用方式的不同无疑是土壤紧实度差异产生的主要原因。因此，适当深耕松土，增加土壤孔隙，改善土壤持水保肥性能，对林业增产与持续经营具有重要作用。

3 结 论

（1）短伐桉树林、椰林土壤的表层0～10 cm粒级组成“粗化”明显，而非短伐桉树林的变化较小；短伐林、椰林土壤剖面黏粒淋失明显，尤其椰林黏粒峰值出现于70～80 cm深土层，而非短伐桉树林土壤剖面黏粒（

（2）短伐桉树林、非短伐桉树林、椰林表层0～10 cm的土壤容重较大，分别为1.65，1.69，1.56 g・cm-3。

（3）短伐林地、非短伐林地、椰林地的土壤表层0～10 cm的毛管孔隙度非常接近，而非毛管孔隙度分别为8.66%，4.95%，5.99%；其土壤总孔隙度分别为41.89%，38.62%，39.05%，明显小于原始林与次生林。

（4）短伐林地、非短伐林地、椰林地表层的土壤紧实度较小，随着深度增加，土壤紧实度呈增加趋势。非短伐林的土壤紧实度明显高于短伐林和椰林，而0～25 cm土层短伐桉树林的土壤紧实度与椰林相近，25 cm以下土层短伐桉树林的土壤紧实度高于椰林。

综上所述，3类林地的土壤物理指标都较差，相对来讲，椰林稍好，短伐林又略好于非短伐林。在控制水土流失前提下，适当深耕松土，增加土壤孔隙，降低土壤容重，改善土壤持水保肥性能，对林业增产与林地持续发展具有重要意义。

参考文献：

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土壤容重范文第9篇

关键词：生物炭；植烟土壤；改良；土壤理化性状；动态变化

中图分类号：S156.2 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2014）04-0072-05

长期连作和连续施用化肥以及机械耕作使烟田土壤环境逐渐恶化，肥力下降，营养供应不均衡，板结严重，容重持续增加，导致烟株生长发育不良，烟田病虫害加剧，烟叶质量下降。常规的培肥方式对土壤的性状改良效果很低，尤其是土壤有机质的含量[1] 。生物炭是近年来农林、环境等诸多领域研究关注的焦点，20世纪90年代中后期以来，以热裂解生物质生产生物炭，并将其用作土壤改良剂及固碳剂的研究日益增多。国外在生物炭的性质和特征及其对土壤理化性质和微生物的作用、作物肥效及土壤固碳等方面展开了较广泛的研究，并取得许多进展[2～6]。而国内生物炭研究刚刚起步[7～9]，生物炭农用研究尚未足够重视，目前在小麦[10] 、玉米[11] 、水稻[12] 、大豆[10] 及牧草[13] 等作物上研究较多，但在生物炭的施用量和生物炭对作物产量及作物不同指标的影响结论不一致，甚至有些研究结果互相矛盾。生物炭在烟草上的研究目前还相对较少。本试验通过对植烟土壤添加不同量的生物炭，研究生物炭对烟株生长各个时期的土壤理化性质及变化规律的影响，以期为生产优质浓香型烟叶提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2012年5～10月在河南农业大学许昌校区进行，供试土壤为壤质潮土，采自许昌校区试验田0～30 cm土层，过1 cm孔径筛。土壤pH值7.48，有机质12.10 g/kg，碱解氮50.20 mg/kg，速效磷7.80 mg/kg，速效钾130.70 mg/kg。供试作物为中烟100。

本试验选用的生物炭为花生壳炭，在400℃无氧条件下裂解制成，容重为0.46 g/cm3。

1.2 试验设计及方法

盆栽试验，盆大小为（外口径×高×底径）48.3 cm×32 cm×26.5 cm，每盆装土+生物炭或土30 kg。试验设4个处理，每处理10盆，重复3次，另每个处理设置3盆无生物炭土作对照。试验处理见表1。

烤烟于5月16日移栽，每盆按6 g纯氮量施氮磷钾复合肥（N∶P2O5∶K2O=1∶1.5∶3），将70%肥料于栽前均匀基施，剩余30%在移栽后20天再次施入，增施黄腐酸钾25 g/盆，其他田间管理按常规方法进行。对照T1进行正常田间管理。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 测定指标 在烤烟移栽前及移栽后30、45、60天和75天测量各个处理的土壤容重。于烤烟移栽后45、60、75、90天和烟叶采收完成后取土样测定土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾及pH值。

1.3.2 测定方法 土壤容重用环刀法；有机质采用重铬酸钾法；碱解氮用碱解扩散法；速效磷用0.5 mol/L NaHCO3法；速效钾用乙酸铵浸提，火焰光度法；pH值测定用电位法。

采用Microsoft Excel 2003和DPS分析软件对数据进行处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 对土壤容重动态变化的影响

土壤容重等物理性状是影响土壤肥力的重要指标。从图1可以看出，随着生物炭用量的增加土壤容重逐渐降低，植烟土壤各处理容重大小依次为：T1>T2>T3>T4，移栽前施用生物炭的处理T2、T3和T4的土壤容重比对照T1分别降低12.0%、16.8%和20.0%。在移栽后0～45天各个处理的容重逐渐增大，在45天时达到最大值；在移栽后45～75天，T1容重逐渐降低，T2、T3和T4的容重先减小后增大。在移栽后75天，T2、T3和T4的容重分别比T1低6.5%、13.8%和14.6%。低容重由于浇水，土壤逐渐沉实，容重有所增大，而高容重则因土壤本身的湿胀干缩性能，随着时间的延长及土壤水分作用而有所降低，与李潮海[14]结论相符合。

图1 施用生物炭对植烟土壤容重的影响

从图2可以看出，土壤施用生物炭处理的T2、T3和T4土壤容重与T1相比降低，且施用生物炭的量越大，容重降低的幅度越大。在移栽后0～60天各处理土壤容重逐渐增加，在60～75天容重降低，且所有处理土壤容重均高于移栽前。

2.2 对土壤理化性状的影响

2.2.1 对土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量的影响 从表2可以看出，除移栽后60天T1和T2及采收结束T2和T3的土壤pH无显著差异外，T2、T3和T4各时期的土壤pH及有机质、碱解氮和速效钾含量均与T1有显著性差异，且T2、T3和T4处理间也呈显著性差异，说明生物炭的使用能显著改变土壤的性状。

图2 施用生物炭对无烟土壤容重的影响

烟株移栽后，各处理的有机质含量及pH大小依次为：T4>T3>T2>T1，说明施用生物炭能显著提高土壤有机质含量及pH值。以移栽后45天数据为例，土壤有机质的含量（y）与生物炭的使用量（x）呈线性相关的关系：y=18.77x+14.92（R2=0.958）。

土壤碱解氮的含量在移栽后45天表现为：T1>T2>T3>T4，施用生物炭的处理T2、T3和T4的碱解氮含量比T1分别降低4.4%、14.9%和23.6%，且处理间差异显著；在移栽后60天至采收结束则表现为T1>T3>T2>T4，处理间也达到显著差异。施用生物炭能降低土壤碱解氮的含量，高用量影响程度更大，可能是由于施用生物炭能增加土壤C/N比而导致土壤有效氮降低。

土壤速效磷含量在不同时期各处理波动较大，未体现出明显规律。土壤速效钾含量各个时期施用生物炭的处理比T1均有大幅度提高，且处理间差异显著。在移栽后45～90天各处理速效钾的含量大小表现为：T2>T3>T4>T1。

2.2.2 对土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾动态变化的影响 从表2可以看出，在烤烟生长期内各处理的土壤pH动态变化趋势大致相同，但也有差异。T1、T2和T3在整个生长期内土壤pH呈先变大后减小的趋势，不同的是T1在移栽后60天达到最大值，T2和T3在移栽后90天达到峰值，T4则呈现出先升高再降低然后再升高的变化趋势，T4的pH变化与T2、T3不同可能是由于T4生物炭的施用量较大，已经超过某一阈值，超过土壤缓冲的自我调节能力。

各处理及土壤有机质含量变化趋势与土壤pH变化类似，T1生长期内变动幅度较小；T2、T3则表现为：增加-降低-增加-降低的趋势，且两处理各时期变化幅度基本相同，T4处理大体上表现为先增加再减小，变化幅度较大。土壤有机质含量一般相对稳定，土壤腐殖质碳周转期一般为25～50年[15]，土壤腐殖质含量很难提高。英国洛桑试验站施用厩肥150年的土壤有机碳量仅提高了1倍[1]。施用生物炭能快速提高土壤有机质含量，且保持较为稳定。

在烤烟整个生育期内，各处理土壤碱解氮的动态变化趋势相同，在移栽后60天碱解氮含量达到最大值，60～75天迅速降低，移栽后75天至采收结束，碱解氮含量缓慢降低至最小。在烟株生长前期，由于追肥及烟株对氮素吸收的量较小，土壤碱解氮的含量增加达到峰值，随着时间的延长，烟株生长进入旺长期，对氮素的吸收量增加，导致土壤中碱解氮含量迅速降低，进入成熟期，烟株衰老，对氮素的吸收速率及吸收量都减少，土壤中碱解氮的含量缓慢降低。

土壤速效磷的含量在烤烟生长期内的变化则不规律，各处理间差异不明显。在烤烟的生育期内，T1处理土壤速效钾的含量随着烟株的生长而逐渐降低；T2和T3土壤速效钾的含量呈先降低再升高然后再降低的趋势，T4则表现为升高-降低-再升高的趋势。移栽后60～75天由于烟株进入旺长期，大量吸收钾，所有处理土壤速效钾含量降幅最大。施用生物炭的处理在移栽后75天土壤速效钾的含量又有所回升是由于生物炭吸附的K+释放到土壤的缘故。

3 结论与讨论

容重是土壤物理特性的一个重要指标，土壤容重降低能体现出土壤结构得到改善。本试验结果表明施用生物炭土壤容重显著降低，总体上，随着生物炭的施用量增加，容重呈下降趋势，其原因除了生物炭密度较低且具有稀释作用外，施用生物炭还可能与导致土壤团聚性增强[16]、土壤微生物活性增加有关。Glaser等[15]研究表明，施用生物炭使土壤容重降低，意味着总孔隙度和大孔隙度增加，从而可能增大土壤水分入渗速率。土壤容重降低、结构改善对烟株根系的发育起着极大的促进作用，为生产优质烟叶打下良好的生理基础。

土壤有机质是土壤肥力的重要指标之一，施用生物炭能提高土壤有机碳的含量水平，提高幅度与生物炭的用量及稳定性有关。虽然生物炭的化学结构不同于有机质，但是生物炭与有机质一样可以改良土壤。土壤有机碳含量增高可提高土壤的C/N比，从而提高土壤对氮素及其他养分元素吸持量[18]，有利于通过施肥培肥土壤。

生物炭施入土壤能提高土壤pH值，且施入的量越多影响越明显。一方面是由于生物炭一般显碱性；另一方面是生物炭中含有很多盐基离子，如钙、镁、钾、钠等，它们可以交换降低土壤氢离子及交换性铝离子水平[19，20]，从而提高土壤盐基离子的饱和度而导致土壤pH值增高。这种影响在酸性土壤上比较明显，能显著提高酸性土壤的pH值。

本试验结果表明，施用生物炭能降低土壤碱解氮的含量，使土壤中氮的利用率降低，可能原因是施入生物炭后，土壤pH值提高导致土壤养分有效性降低以及土壤中C/N比提高，从而限制了土壤氮素的利用度。在有效养分低或低氮土壤[21]上容易出现低用量生物炭促进作物生长和增产，而在高用量下作物生物量及产量降低。因此在实际生产中要对土壤肥力有详细的了解，合理确定使用生物炭的量和施肥量。

重施一次磷肥其后效可以持续10年以上[22]，目前普遍认为土壤磷素含量主要决定于磷肥的施入量，生物炭对土壤速效磷含量的影响没有一致的结论，本试验结果表明，生物炭对土壤有效磷含量没有显著影响。钾是影响烟叶品质的重要元素，土壤中钾的含量及供钾能力对生产优质烟叶起着重要作用。生物炭含有一定量的K+，所以施入土壤后会增加土壤中速效钾的含量；另一方面，生物炭还可以提高土壤钾的淋洗量[23]，能在烟株生长后期释放出吸附的钾素，从而提高土壤速效钾含量。

本试验只是研究了在400℃条件下制备的花生壳炭在豫中潮土上对植烟土壤改良的影响，实际生产上需要综合考虑生物炭的材料、制备条件、土壤性质、施肥条件和水分情况等诸多因素。目前许多试验结果都来自短期试验，存在一定的偶然性，还需要研究生物炭对土壤影响的长期效果。

参 考 文 献：

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土壤容重范文第10篇

1材料与方法

1.1试验地点及气象条件

试验于2009年在4个中国典型玉米主产区进行,分别是:东北(黑龙江农垦总局852农场,124.48°E,46.33°N)、华北(河南省温县,112.99°E,34.92°N)、西北(陕西省长武县,107.88°E,35.28°N)和西南(四川省简阳市,104.56°E,30.41°N),4个地点的土壤类型分别为黑土、黑垆土、潮土和紫色土。4个地点的玉米生育期内气象数据见表1,包括玉米生育期内长期气象数据(1999—2008)及2009年玉米生育期内的气象数据。

1.2玉米高产体系的创建

根据各试验点长期气象数据所表征的光温水条件,设计适合当地气候的高产栽培管理模式。总体原则是应用模型通过品种、播期及密度设计高产群体和目标产量,以最大限度利用当地光温资源,通过测试土壤养分状况及当地高产栽培条件下的产量目标,确定施肥量,保证充足的养分供应,同时保证完善的植保措施使病虫草害不成为高产的限制因素,以充分展示不同土壤条件对玉米产量潜力实现的影响。黑龙江852农场产量目标为11.0t•hm2,雨养春玉米,为使玉米生长与当地光温条件相匹配,选用当地主栽中早熟品种“绥玉7号”,该品种生育期内需要的有效生长积温(GDD)[2021]为1386℃,密度70000株•hm2,5月1日播种,为满足玉米养分需求,每公顷N、P2O5、K2O施用量分别为166kg、99kg和48kg,小区面积65m2(6.5m×10m);陕西长武产量目标为13.2t•hm2,选用品种“先玉335”,该品种生育期内所需GDD为1518℃,密度为85000株•hm2,播种期为4月21日,雨养春玉米,每公顷N、P2O5、K2O施用量分别为250kg、40kg和80kg,小区面积56m2(7m×8m);河南温县产量目标12.4t•hm2,品种为当地主栽品种“丰玉4号”,该品种生育期内所需GDD为1780℃,密度为75000株•hm2,6月7日播种,充分灌溉,每公顷N、P2O5、K2O施用量分别为263kg、113kg和143kg,小区面积50m2(5m×10m);四川简阳产量目标8.7t•hm2,密度为60000株•hm2,品种为当地主栽品种“川单418”,该品种生育期内所需GDD为1706℃,采用育苗移栽,移栽期为4月19日,雨养,玉米红苕间作,每公顷N、P2O5、K2O施用量分别为225kg、78kg和150kg,小区面积20m2(4m×5m)。所有试验点均为3次重复。

1.3根系取样及测试方法

各试验点在玉米根系最发达期(吐丝期)取根样,取样方法为分层取根法[22],选择临近的两株进行取样,0~60cm土壤层次分层划分成小长方体,小长方体高分别为10cm(0~10cm)、10cm(10~20cm)、20cm(20~40cm)、20cm(40~60cm),长为株距的1/2,即黑龙江852农场、陕西长武、河南温县与四川简阳4个试验点小长方体长分别为11cm、12cm、11cm和8.5cm,宽度依据玉米行距而有所变化,4个试验点分别为10.8cm、10cm、10cm和10cm。用直径0.5mm孔径的尼龙网对每个土块进行过滤洗出根系,去掉气生根及延伸至土壤中的茎,各土块中的根在75℃烘干称重。

1.4土壤剖面及土壤取样与分析

在每个试验点挖掘典型土壤剖面,采集土壤剖面照片,记录土壤剖面特性。分0~10cm、10~20cm、20~40cm、40~60cm及60~100cm5个土壤层次进行土壤容重测定,同时取各个土层的土壤样品,带回实验室风干测土壤有机质含量[23]。

1.5测产

收获期在每个小区选择9m2面积进行测产,取部分籽粒在75℃烘干称重,计算玉米在15.5%含水量下的产量。

1.6产量潜力的模型计算

利用Hybrid-Maize模型进行玉米产量潜力的计算。Hybrid-Maize模型[2021]是美国Nebraska大学开发的玉米专用模型,能够模拟玉米在水分限制(雨养)与无水分限制(灌溉)条件下的长期(多年)与当年的玉米产量潜力,在中国玉米主产区得到校验和应用[6,24]。模型模拟所需要的气象数据包括当年或长期的每日太阳辐射、最高气温、最低气温、降雨量、平均风速与平均相对湿度,气象数据来源为试验点所在地区气象站,模拟时需要输入玉米播种日期、播种密度与品种特性(吐丝与收获所需要的GDD)。

2结果与分析

2.1不同土壤条件下玉米的长期产量潜力、当年产量潜力与实际产量

图1为各试验点的实测玉米产量及应用Hybrid-Maize模型及气象资料计算的长期(10年)产量潜力及2009年产量潜力。黑龙江852农场(雨养)、陕西长武(雨养)、河南温县(灌溉)与四川简阳(雨养)4个试验点在本文设计的高产栽培管理条件下的长期产量潜力分别为11.0t•hm2、13.2t•hm2、12.4t•hm2和8.7t•hm2,长期玉米产量潜力陕西长武>河南温县>黑龙江852农场>四川简阳,主要原因是陕西长武与河南温县可选用生育期较长的品种,品种所需GDD分别为1518℃和1780℃(黑龙江852农场品种所需GDD只有1386℃),且气象条件适宜玉米生长,陕西长武的气象条件可以承受更高的栽培密度(85000株•hm2)。2009年4个试验点的产量潜力分别为11.7t•hm2、13.6t•hm2、10.9t•hm2和8.5t•hm2,其中黑龙江852农场与陕西长武2009年模拟产量高于长期模拟产量,主要原因是2009年黑龙江852农场与陕西长武生育期内总辐射高于长期平均,而生殖生长期的平均温度低于长期平均使灌浆期延长,因而有利于产量的提高;河南温县2009年模拟产量低于长期模拟产量,主要原因是2009年生育期内温度高于长期平均;四川简阳2009年模拟产量与长期模拟产量之间没有差异。2009年黑龙江852农场、陕西长武、河南温县与四川简阳4个试验点实际获得的产量分别为10.7t•hm2、14.1t•hm2、9.2t•hm2和6.7t•hm2,分别实现了当年产量潜力的92%、104%、84%和78%,不同地点在最佳管理措施下实现产量潜力的程度明显不同。

2.2不同土壤条件下的土壤剖面结构、土壤容重和有机质含量

图2为不同试验地点不同深度(0~10cm、10~20cm、20~40cm、40~60cm、60cm以下)土壤剖面结构图。黑龙江852农场试验点为典型黑土;0~40cm为黑土层,为壤质黏土,主要为粒状与团块状结构,疏松,多根系;40~60cm土层颜色较上层淡,黏土,小核块状,结构紧实;60cm以下颜色为浊黄色,黏土,极少根系。陕西长武试验点为典型黑垆土;0~40cm为覆盖熟土层,是长期耕种、施用粪肥和近代黄土沉积物的产物,此层又可细分为耕层、犁底层和老表土层,为壤土至黏壤土;40cm以下为黑垆土层,黏壤土至壤质黏土,暗灰色。河南温县试验点为典型潮土;0~20cm耕作层浅灰棕色至暗灰棕色,呈屑粒状、碎块状及团块状结构,多须根与孔隙;20~30cm为亚耕层,紧接耕作层之下,长期受机具挤压作用所形成,色泽与耕作层相近,结持较紧,块状或片状结构,根系与孔隙显著减少;30~60cm为氧化还原特征层,以块状结构为主;60cm以下为母质层,显示沉积物基质色调,具明显沉积层理的土层,基本无生物活动等成土特征。四川简阳试验点属于四川典型石灰性紫色土;0~20cm为耕作层,根系较多,紫色,质地较轻;20~50cm紫色,土壤较黏重;50cm以下土壤黏重,颜色灰白色一层为碳酸钙淀积层。土壤条件主要包括土壤肥力特征及土壤物理、化学和生物学等特性,本文选择性地采用了对玉米生产影响大、在生产中易于调控的土壤物理(容重)与肥力(有机质)两个重要指标进行研究。图3是4个试验地点的土壤容重与有机质含量。4个点容重随着土壤层次加深逐渐增大,以四川简阳容重最高,为1.5~1.7g•cm3;其次是河南温县与黑龙江852农场,为1.2~1.5g•cm3;陕西长武容重最小,为1.0~1.3g•cm3。其中黑龙江852农场0~10cm土壤容重较小,10cm以下土层土壤容重增大,耕层(0~20cm)容重为1.37g•cm3;河南温县10cm以下土壤容重增大,尤其10~20cm容重最大,为1.53g•cm3;四川简阳整个土壤剖面容重均较大,平均为1.58g•cm3;陕西长武整个土壤剖面土壤容重较小,耕层(0~20cm)容重只有1.15g•cm3。4个试验地点有机质随着土层的加深呈递减趋势,黑龙江852农场黑土有机质最高,0~100cm土层变化范围为6.4~74.6g•kg1,耕层(0~20cm)有机质为69.3g•kg1;其次是四川简阳与河南温县,变化范围为8.0~30.2g•kg1和8.0~20.6g•kg1,0~20cm耕层有机质分别为23.8g•kg1和18.6g•kg1;陕西长武最小,为7.3~13g•kg1,耕层有机质12.8g•kg1。

2.3不同土壤条件下吐丝期玉米根系特征

4个试验地点的玉米吐丝期根系(干重)立体分布见图4。从图中可以看出,4个试验地点玉米根系主要分布在0~20cm土层,40cm以下根系含量较少。陕西长武与黑龙江852农场的根量较大,0~40cm横向分布广泛,四川简阳与河南温县的根系量少,主要分布在0~10cm。图5是4个试验地点不同土壤深度的玉米根干重密度。由图5可以看出,4个试验地点以陕西长武的根干重密度最大,以0~10cm与10~20cm最大,根干重密度分别为0.81g•dm3和0.35g•dm3,随着土层加深根干重密度降低,40cm以下土层根干重密度降至0.04g•dm3以下。黑龙江852农场根干重密度略低于陕西长武,0~10cm、10~20cm、20~40cm、40~60cm及60cm以下根干重密度分别为0.54g•dm3、0.14g•dm3、0.06g•dm3、0.02g•dm3和0.002g•dm3。河南温县根干重密度较低,0~10cm和10~20cm根干重密度分别为0.41g•dm3和0.05g•dm3,根系主要集中在0~10cm,40cm以下根干重密度低于0.008g•dm3。四川简阳根干重密度最低,0~10cm和10~20cm根干重密度分别为0.35g•dm3和0.09g•dm3,根系主要集中在0~10cm,40cm以下根干重密度低于0.021g•dm3。由于黑龙江852农场为典型黑土,0~40cm为壤质黏土,主要为粒状与团块状结构,比较疏松,同时因为黑土有机质含量高,适合玉米根系生长,故根干重密度较高。陕西长武为典型黄土高原黑垆土,0~40cm为长期耕种层,土壤容重在4个试验地点中最低,土壤疏松,有机质含量低但养分便于调控,根系生长好,因此,根干重密度在4个试验点中最高。河南温县为潮土,有机质含量不高,容重较高,不利于根系下扎,根干重密度低。四川简阳为典型石灰性紫色土,有机质含量较低,土壤质地黏重,尤其50cm以下土壤为灰白色黏重土壤,不利于调控,根系生长缓慢,根干重密度较低。

2.4产量潜力实现程度与土壤条件、根系生长的关系分析

由图6可知,土壤容重增加,玉米产量潜力实现的程度逐渐下降,各层土壤容重与产量潜力实现程度均呈极显著负相关。根干重密度随着玉米产量潜力实现程度增加而增加,在各土层中,根干重密度变化与玉米产量潜力实现程度呈显著正相关。

3讨论

3.1土壤条件对玉米产量潜力实现的影响与机理

本研究发现,在4个典型玉米主产区,土壤容重、土壤质地与有机质显著影响玉米根系生长发育和产量潜力实现。陕西长武根干重密度最大,主要原因是土壤容重低,土壤质地为壤质土,利于根系生长,黑龙江852农场与河南温县具有相似的土壤容重,但黑龙江852农场土壤有机质高,土壤较疏松,更利于玉米根系生长,河南温县10~20cm犁底层容重高,严重限制了玉米根系下扎,四川简阳土壤容重最大,并且具有土壤障碍层,影响玉米根系发育,根干重密度低。土壤条件影响玉米产量主要通过影响玉米根系发育,有研究表明,土质疏松,砂性土壤利于玉米根系生长,土壤容重较大的黏重土壤不利于玉米根系的生长发育[1819,25]。国内已有研究也表明[2627],随着下层(20~60cm)土壤容重的增加,玉米根条数、根干重、根长和根系活力都呈现减少的趋势,且容重越大,减少的趋势越显著,且产量下降。另一方面土壤肥力影响玉米生长,尤其是土壤有机质[2,1416]。土壤有机质含量影响玉米根系生长,研究表明,0~20cm土层玉米的根系量与土壤有机质呈显著正相关[28]。本文中土壤容重与产量潜力实现程度呈显著负相关,根系生长与产量潜力实现程度呈显著正相关,说明土壤条件限制玉米的生长,从而限制玉米产量潜力的实现程度。当然,除了土壤容重和有机质等以外,土壤结构、土壤的保水保肥性、土壤的生物肥力等很多因素也对作物产量有很大影响,在这些方面前人已做了大量研究[25,28]。

3.2土壤条件的调控

在本研究中,比较理想的土壤条件是黑龙江黑土,土壤容重适中,耕层(0~20cm)土壤容重为1.37g•cm3,有机质含量高,耕层有机质含量69.3g•kg1,虽然是壤质黏土,但高的有机质含量可改善土壤团粒结构和水肥供应能力,利于玉米生长和获得高产,实现玉米产量潜力[2,1416];陕西长武黑垆土土壤容重低,耕层为1.15g•cm3,土壤为壤质土,尽管有机质含量低,耕层有机质为12.8g•kg1,但疏松的土壤条件利于根系的生长与水肥调控,从而完全实现了玉米的产量潜力[7];河南温县10cm以下土壤容重大,尤其10~20cm犁底层的容重最大,为1.53g•cm3,土壤有机质含量较低,耕层有机质含量18.6g•kg1,说明耕作层浅,耕层土壤肥力较低,严重限制了玉米根系的下扎,进而限制了玉米产量潜力的实现;四川简阳土壤有机质含量较低,整个土体容重较高,平均为1.58g•cm3,并且土壤黏重,不利于实现玉米的产量潜力。

针对不同玉米主产区土壤特性采取相应的耕作措施进行土壤改良,西北地区应注重秸秆还田、施用有机肥与发展保护性耕作,以提高土壤有机质、培肥土壤地力[25,2931];东北地区在国营农场大型机械作业的生产条件下,应注意防止水土流失并持续进行秸秆还田[25,29],而小农户经营条件下的土壤问题与对策与华北地区较为类似,当前最为突出的问题均是由于长期的小型机械作业造成的耕层浅、犁底层紧实,国家玉米产业技术体系2008年进行的大规模调查结果也充分说明了这一点,因此,主要措施是在进行秸秆还田施用有机肥提高土壤肥力的基础上,重点做好深松深耕改土,打破犁底层,加深土壤耕层[2,25,29,32];西南地区土壤较为黏重且贫瘠,应该注意秸秆还田、施用有机肥和合理施肥来提高土壤肥力[16,25,29],创造利于玉米生长的土壤环境,从而尽可能实现玉米的最大产量潜力。