有机质在水稻土剖面上的分布特征文献综述

 2022-08-03 03:08

有机质在水稻土剖面上的分布特征

1.1研究背景和意义

研究土壤有机质在剖面上的垂直分布，可为了解土壤形成过程中成土母质、自然因素、气候及土地利用和管理方式的变化等提供基础资料，而且该因素极大地影响着养分元素的迁移、累积和生物地球化学循环，乃至全球环境。有机质通常指的是土壤中来源于生命的物质，土壤有机质主要来源于植物、动物及微生物残体，其中高等植物为主要来源。在农业土壤中，土壤有机质的来源较广，主要有作物的根茬、还田的秸秆和翻压绿肥；人畜粪尿、工农副产品的下脚料；城市生活垃圾、污水；土壤微生物、动物的遗体及分泌物；人为施用的各种有机肥料。其中，耕地土壤中自然植被已不存在，主要来自作物根的分泌物、根茬、枯枝落叶以及人们每年施入的有机肥料。土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分，是植物营养的主要来源之一，它能促进植物的生长发育，改善土壤的物理性质，促进微生物和土壤生物的活动，促进土壤中营养元素的分解，提高土壤的保肥性和缓冲性的作用。它与土壤的结构性、通气性、渗透性和吸附性、缓冲性有密切的关系，通常在其他条件相同或相近的情况下，在一定含量范围内，有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关。土壤有机质还具有矿化作用、腐殖化作用。因此,对土壤中有机质的分布特征进行研究是农业可持续发展的一个重要发展方向。本次实验主要探究有机质在水稻土剖面中的分布特征，借此可以清晰地反映土壤中有机质的状态和行为特点。本课题以安徽宣州区水稻土为研究对象，在测定各土层有机质含量的基础之上，分析水稻土剖面上有机质的分布特征并进一步研究该类土壤剖面上有机质对土壤养分状况、评价生产能力、农田土壤可持续利用重要作用。

1.2国内外同类型研究概况

1.2.1国外研究

国外学者对有机质性质的研究开展较早，Kuzel(1994)等研究了1km2 区域内镉含量、pH和土壤有机质的空间变异。JC Rodriacute;guez-Murillo（2012）对地中海半干旱湿地（Las Tablas de Daimiel，西班牙中部）的湿地土壤进行了研究，以确定有机质（OM）起源和转化，研究表明OM的数量和质量似乎不依赖于水文学（尽管季节性洪水与TOC湿地土壤较低有关）或土壤特性；GA Studdert（2000）研究了可持续发展受土壤有机碳（SOC）的含量和动态变化以及作物轮作在许多生产系统的影响；Frogbrook(2001)采用两种试验方法预测土壤有机质的空间分布。

1.2.2国内研究

从上世纪末开始，我国国内的学者就在土壤和有机质的性质功能等方面开展了研究。王学锋(1995)在农田尺度上探讨了土壤有机质的空间变异性；马毅杰（1999）在书中系统论述了水分状况对水稻土基本性质的影响、铁锰氧化物迁移和活性氧化物相互掩盖作用的影响、水稻土特征层表面性质、盐基淋失和保持、养分供应和平衡特点、土壤粘闭性实质及改善、渗漏水与其生态环境关系、水稻土甲烷排放、不同轮作制对物质转化障碍因子与改良利用等；郭旭东(2000)在区域尺度上研究了黄土高原有机质的时空变异特征；张世熔(2002)在区域尺度上研究了黄淮海冲积平原有机质的时空变异特征；高俊琴（2002）以三江平原毛果苔草湿地及其开垦后的农田为研究对象,探讨了湿地开垦前后土壤中主要营养元素含量差异及垂直分异.结果表明,毛果苔草湿地土壤中主要营养元素含量要远高于农田土壤中营养元素含量(土壤表层K元素除外)而农田土壤中主要营养元素的垂直分异不太显著,都在24%以下,主要受水分条件和有机质的含量控制；王军（2003）在区域尺度上研究了洪泛区天然湿地有机质的时空变异特征；陈庆强（2003）选择鼎湖山自然保护区两种植被带土壤剖面，研究表明有机质含量计算值与实测值的明显偏差出现在 0～ 1 0cm土层 ,这很可能与土壤表层处于陆 气界面 ,受气候、环境变化直接影响有关 ;在中、下部 ,两种结果吻合较好 ,反映成土环境稳定 .扩散作用对土壤剖面有机质分布影响显著 ,平移作用仅对上部 0～ 1 0cm层段影响明显 .对比分析表明 ,土壤有机质动态主要受剖面性状制约 ;提高地表植被初级生产力 ,快组分分解速率降低 ,有机质累积；沈永明（2003）通过对江苏东台沿海不同地点(生长年数)的互花米草盐 沼土壤样品的有机质含量分析,发现互花米草盐沼在由海堤向外的水平方向上变化的平均梯度为每100m土壤有机质含量减少0.87g/kg,垂直方向上的平 均梯度为每向下1 cm土壤有机质含量减少0.05g/kg.互花米草盐沼土壤有机质的含量与互花米草生长年数相关程度较高,而与植株的生长状况相关较低；黄元仿(2004)在区域尺度上研究了干旱荒漠区有机质的时空变异特征；舒建英(2005)在区域尺度上研究了南方红壤区有机质的时空变异特征；冯娜娜(2006)等研究了两种尺度低山茶园土壤有机质含量的空间变异；姜勇（2006）对中国科学院沈阳生态实验站潮棕壤水稻田、玉米地、撂荒地和人工林地营养元素随剖面深度变化的研究表明不同土地利用方式营养元素在土壤剖面中的分布差异及表聚性特征，主要受到植物循环的影响，另外还受到淋溶及人为干扰的影响；赵同谦（2008）探讨黄河小浪底水库修建之后调水调沙对下游滨河湿地不同植被群落类型土壤沉积特征的影响和滨河湿地土壤有机质的空间分异特征。研究结果表明:受上游小浪底水库建设的影响,滨河湿地不同植被群落类型土壤沉积层次和沉积厚度变化较大,近岸湿地植被向陆生演替的特征明显,土壤沉积加速、并不断向河道推移;滨河湿地不同植物群落类型、不同土壤层次的土壤有机质含量差异显著;典型湿地特征的植被群落表层土壤有机质含量明显高于其它深部沉积土壤;滨河湿地土壤有机质含量的显著差异性和受外部条件的显著控制作用,充分反映了滨河湿地生态系统的脆弱性；马力（2008）基于已持续26年的水稻土长期定位试验,研究了长期施肥对水稻土剖面氮素迁移分布和C/N的影响,不同施肥方式下土壤氮素矿化曲线和硝化强度变化,以及累积矿化量与有效积温的关系,结果表明：长期施肥使土壤表层氮素累积量明显增加，土壤矿化曲线在前期差异明显，长期施肥使土壤的硝化强度明显提高,施有机肥处理普遍高于施化肥处理；祝锦霞(2008)研究了县域尺度下的低丘红壤土壤养分的空间变异特征；武丽（2009）综述了土壤有机碳、总氯、总磷和总硫在剖面中的分布规律，这几种元素的含量在土壤剖面中大体随着深度增加呈下降趋势，并从自然因素、人文活动等角度探究土壤养分剖面分布的影响因素；张忠启(2010)等采用地统计学方法预测了江西省余江县土壤有机质含量的空间分布，并对预测结果进行了评价；王合玲（2012）根据新疆艾比潮流域土壤有机质(SOM)数据,分析了土壤剖面深度对SOM含量的影响,研究表明流域内土壤剖面成土演化的空间异质性对有机质沿土壤深度垂直分布的空间变异性有显著制约；李明德（2012）采用野外调查、挖掘土壤剖面、分层取样及室内分析的方法,调查了张家界市不同植烟土壤类型剖面的形态特征及其养分分布特征，结果表明旱地土壤剖面的土体构型均为A11-A12-C1,水稻土土壤剖面的土体构型为Aa-Ap-W-C;除pH和交换性钙含量随着剖面层次的加深而增加外,其他土壤养分含量均随剖面层次的加深而降低,表现出较强的表聚性特征；罗天相(2015)通过对江西省遂川县高、低产茶园土壤的剖面特性进行分析研究,明确了有效土层深厚,土壤疏松,容重较轻,土壤颗粒构成砂粘粒多、粉粒少,壤质土壤及丰富的土壤有机质等是红壤丘陵区高产茶园的重要条件；贾乾威(2015)研究盐城滩涂不同植物带土壤剖面有机质含量及其分布规律，发现在垂直方向上土壤有机质含量由表层向深层递减。土壤腐植酸和富里酸含量与有机质含量变化趋势相同。

1.3研究技术路线

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