秸秆还田对土壤微团聚体特征及动电电位的影响

发布时间：2020-11-12 09:31

　　 秸秆还田作为耕地土壤培肥的主要途径,不仅可以提高土壤肥力,还能够改善土壤结构。本文通过采用尼龙网袋法进行秸秆还田的原位模拟实验,比较不同秸秆还田量在不同深度下还田两年对土壤微团聚体组成及稳定性、微团聚体有机碳含量和腐殖质组成的影响,试验设置秸秆还田量R0(0%)、R1(0.44%)、R2(0.88%)、R3(1.32%)和0-15,15-30,30-45cm三个不同还田深度交叉处理。胶体动电电位的变化反映土壤胶粒之间的凝聚与分散,从而影响土壤良好结构的形成。为了测定土壤有机无机复合体的稳定性,本文研究了土壤表面可变电荷量随pH的变化,并以提取出的2μm黏粒为研究对象,加入不同离子种类(Na~+,K~+,NH_4~+,Ca~(2+),Fe~(3+),Al~(3+))及不同离子浓度(10~(-3),10~(-4),10~(-5)M)的电解质溶液,测定胶粒动电电位与pH的变化关系。移除胶粒中的有机质或者加入1.32%秸秆时,测定胶粒中的有机质含量对胶体动电电位的影响。(1)0.25-0.02mm的微团聚体为优势粒级,秸秆还田使各土层0.25-0.02mm和0.25mm的团聚体含量增加,而0.02-0.002和0.002mm的微团聚体含量减少,且三个粒级含量的变化幅度均在S1层最大。不同秸秆量处理下不同土层,不同粒级的微团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)较无秸秆还田均有所增加,但显著性差异分析表明增加不显著。同时,施用不同量的秸秆增加了不同土层不同粒级的微团聚体的有机碳含量,其中胡敏酸、富里酸和胡敏素的含量也相应增加。(2)在不同的土层中,土壤可变电荷量均随pH的增加而增大,解释了本文中对于所有的动电电位测试,动电电位的绝对值均随pH的增大而增加。与一价离子相比(Na~+,K~+,NH_4~+),二价(Ca~(2+))或三价离子(Fe~(3+),Al~(3+))离子更容易进入双电层,使双电层厚度减小,胶粒动电电位的绝对值降低,胶粒之间趋于凝聚,促进团粒结构的形成。过量施用化肥时,易形成团粒结构的二价或三价离子会被单价盐离子取代,胶体颗粒趋于分散,破坏土壤结构。同时,对于不同浓度的NaCl溶液,胶体动电电位绝对值随离子浓度增加而减小,胶粒之间趋于凝聚。由于有机质带有大量的可变负电荷,去除有机质使胶体动电电位的绝对值明显降低。而相比无秸秆还田,添加1.32%秸秆后土壤胶粒的有机质碳含量增加,其动电电位绝对值降低,即胶粒的扩散层厚度减小,胶粒之间趋于凝聚,有利于改善土壤结构。
【学位单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S152
【部分图文】：

图 3.2 15-30cm 土层各粒级团聚体含量Figure 3.2 Content of different size aggregates in layer of 15-30cm

12图 3.3 30-45cm 土层各粒级团聚体含量Figure 3.3 Content of different size aggregates in layer of 30-45cm注：小写字母表示同一土层相同粒级不同秸秆还田量的显著性差异分析，下同。

平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GWD）作为判断土壤团聚体稳定重要指标，两者的值越大就表示土壤团聚体的团聚程度越高，稳定性和抗侵力越强[86-88]。由图 3.4 和 3.5 可看出秸秆还田量在不同土层内对土壤微团聚定性的影响.添加秸秆后，各土层的平均重量直径均有所增加，但差异不显在 S1 土层内，R1，R2，R3 较 R0 处理，平均重量直径分别增加了 5.22%，9 %，15.29%，在 S2 土层，MWD 分别增加了 2.22%，8.86%，16.9%， S3 MWD 则分别增加 2.95%，8.58%，12.06%。与 R0 相比，添加玉米秸秆后，S2、S3 土层的微团聚体几何平均直径增加的最大值分别为 0.92%，1.82%，，但无显著差异。由此表明，添加玉米秸秆后会改变土壤微团聚体的稳定性，改变并不显著。土壤结构分布可以用分形维数来描述，它描述了土壤颗粒的及分布，其值越高，表明土壤质地越黏重，通透性越差[89]。由图 3.6 可以看在三个不同的土层中，土壤团聚体的分形维数基本不变，差异性不显著,但高量秸秆（R3）时，分形维数的数值略微下降，即在三个不同的土层内， 1.32%的秸秆，分散维数分别降低了 3.11%，1.59%，1.05%。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘红缨,朱书全,李新晖,张霞;水煤浆的黏度与煤粒表面动电电位关系的研究[J];煤炭科学技术;2004年03期

2 梁如霞;;电渗法测定矿物动电电位装置的改进[J];江西有色金属;1988年01期

3 高建安;梁如霞;刘元章;朱立山;;黑钨矿动电电位的测定[J];金属矿山;1987年07期

4 丘继存;韦大为;李建增;;单管微电泳仪测量矿物动电电位的实验方法[J];有色金属(选矿部分);1984年05期

5 Ashok gupta ,Kofl oforl ansah ,李玉敏;活性炭动电性质对金吸附影响的研究[J];黄金;1986年05期

6 ;文摘[J];造纸技术通讯;1975年04期

7 朱龙,苏永渤,张秀娟;煤泥水动电电位的测试与应用[J];水处理技术;1998年04期

8 花莉莉;用流动电位法研究钠高岭土动电电位与PH的关系[J];岩土力学;1990年04期

9 李伟,李光明;煤泥水治理的实验研究[J];环境保护科学;1998年02期

10 王光;张兆卫;;污水动电电位的影响因素[J];石油化工环境保护;1991年04期

相关硕士学位论文 前3条

1 宋洁;秸秆还田对土壤微团聚体特征及动电电位的影响[D];吉林农业大学;2019年

2 钟凯;不同发育程度的可变电荷土壤离子吸附特征的比较研究[D];西南大学;2010年

3 程程;土壤胶体的双电层结构及其影响因素[D];南京农业大学;2009年

本文编号：2880577