黑土胶散复合体的组成及与土壤酸度变化关系研究

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为探讨土壤酸度变化对土壤胶散复合体组成的影响,以不同利用方式黑土和长期定位施肥的土壤为研究对象,研究了不同利用方式和长期施肥土壤的胶散复合体组成及与土壤酸度间的关系,对揭示土壤酸度变化对土壤结构退化的驱动机制具有重要的理论意义,对控制土壤酸化与土壤退化的农艺措施具有实践上的指导意义。研究结果如下:
  耕作黑土与防护林带黑土均表现为G0与G2组的绝对含量增加,G1组的绝对含量下降,耕作黑土和防护林带黑土复合体总量分别下降了3.88%和0.28%。相同玉米秸秆添加量下,施肥处理的黑土胶散复合体总量均小于非施肥组,NPK施肥处理中胶散复合体含量最高;相同施肥处理中,G1组含量随秸秆添加量的增加而增加,增加量为4.00%~27.92%。耕作黑土和防护林带黑土pH分别平均下降了12.12%和3.77%,有机碳含量在耕作黑土和防护林带黑土中分别平均下降23.17%和9.00%,两种利用方式黑土的胡敏酸、富里酸、交换性钙离子和碳酸钙均出现下降;耕作黑土分别平均下降12.18%、3.53%、16.29%、31.53%;防护林带黑土分别平均下降20.07%、13.14%、2.81%、7.81%。不同施肥处理的黑土pH值下降了0.23~0.63个单位,玉米秸秆的添加可以缓解pH的下降,最高可提高10.60%。有机碳、交换性钙离子和碳酸钙含量均随着秸秆添加量的增加而增加。G1组与SOC、Ca2+、HA和CaCO3呈显著正相关,与FA呈显著负相关。G2组与FA和Al3+含量呈显著正相关,与Ca2+和CaCO3呈极显著负相关。
  经过11年的变化,黑土胶散复合体稳定性下降,相比非耕作状态下黑土,耕作模式下的黑土胶散复合体稳定性下降更为严重,胶散复合体总量下降的更多,酸度下降更为明显。化肥的使用会加速土壤pH值的下降、Ca2+的流失和胡敏酸的老化,进而导致黑土胶散复合体总量的下降,土壤结构和稳定性变差。
  Ca2+的减少和HA的老化是影响黑土土壤酸化和土壤团聚体稳定性的主要驱动因素。玉米秸秆和NPK肥的适量配施能够有效提高黑土胶散复合体和Ca2+的含量,减缓HA的老化。可见单一使用化肥的耕作方式是导致耕作黑土土壤退化的重要原因。因此在合理耕作和施用化肥的基础上,采用玉米秸秆还田是进一步缓解土壤结构稳定性和有机质含量下降、提高土壤保水保肥能力减缓土壤退化的重要措施。
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