论文摘要:关中西部苹果林地和耕地土壤微形态特征研究及对比
土壤微形态直观地记录了土壤形成过程的各种信息(如矿物组成、物质的迁移、土地利用的方式、土壤发育的方向等等)。本论文通过对关中西部耕地和苹果林地土壤微形态研究,试图探索不同土地利用方式及利用时间对土壤微形态特征的影响,为该地区土地资源的可持续利用提供一些依据。本次研究选择了三种不同土地利用的土壤剖面作为研究对象,分别是:长期的农耕土壤、10年树龄的苹果林地土壤和20年树龄的苹果林地土壤。通过DMRX偏光显微镜对土壤微形态特征(包括粗颗粒特征和矿物组合、孔隙特征、微垒结类型、土壤形成物类型和分布特征等)进行了详细观察描述,采用SISC IAS V8.0图象分析软件对土壤粗颗粒和孔隙进行了定量分析和测量。通过研究,主要获得下列认识:
1 不同土地利用方式下土壤微形态有一定的差别。长期耕地的土壤微形态特征是:粗颗粒在Ap层C/F10mm值为0.35、定向性为91°、长度为23mm、宽度为14.3mm、圆度为0.1、粗糙度为0.3、长宽比为1.71,BC层C/F10mm值为0.26、定向性为92°、长度为21.4mm、宽度为13.2mm、圆度为0.11、粗糙度为0.3、长宽比为1.73,Bt层C/F10mm值为0.23、定向性为93.3°、长度为20.78mm、宽度为12.84mm、圆度为0.1、粗糙度为0.29、长宽比为1.73;微结构类型在Ap层和Bt层为海绵状结构,在BC层为团粒状结构;孔隙在Ap层以复合堆集状为主,少量孔道,边沿锯齿状,孔隙度主要为10.81%,在BC层和Bt层主要为孔洞,孔隙壁平滑,孔隙度分别为9.51%和9.18%;土壤形成物在Ap层以残积粘土浓聚物为主,其次为方解石,在深层可见针状碳酸盐,粘土矿物分布广泛,被铁不同程度的浸染。苹果林地土壤微形态特征是:粗颗粒在A层C/F10mm值为0.41、定向性为92.1°、长度为25.3mm、宽度为15.9mm、圆度为0.11、粗糙度为0.39、长宽比为1.69,BC层C/F10mm值为0.26、定向性为91.9°、长度为20.2mm、宽度为12.7mm、圆度为0.1、粗糙度为0.36、长宽比为1.65,Bt层C/F10mm值为0.3、定向性为89.7°、长度为21.98mm、宽度为13.68mm、圆度为0.11、粗糙度为0.35、长宽比为1.71;孔隙在Ap层以简单堆集状为主,孔隙度为 11.3%,在BC层和Bt层主要为孔洞,孔隙壁平滑,孔隙度分别为11.42%和8.1%;微结构类型在Ap层和Bt层为孔道结构,在BC层为海绵状微结构;具有大量铁染粘土和光性定向粘土分布,铁染团聚物广泛分布,偶见铁质结核。
2 土地利用时间对土壤微形态的影响。20年苹果林地土壤中,粗颗粒在A层C/F10mm值为0.41、定向性为92.1°、长度为25.3mm、宽度为15.9mm、圆度为0.11、粗糙度为0.39、长宽比为1.69,BC层C/F10mm值0.26、定向性为91.9°、长度为20.2mm、宽度为12.7mm、圆度为0.1、粗糙度为0.36、长宽比为1.65,Bt层C/F10mm值为0.3、定向性为89.7°、长度为21.98mm、宽度为13.68mm、圆度为0.11、粗糙度为0.35、长宽比为1.71;以简单堆集状大孔隙为主,孔隙度8.1-11.89%;微结构类型为孔洞-孔道为主;表层有较多量新鲜的植物残体出现,蚯蚓粪粒较少。10年苹果林地土壤中,粗颗粒在A层C/F10mm值为0.28、定向性为88.6°、长度为21.4mm、宽度为13.2mm、圆度为0.1、粗糙度为0.3、长宽比为1.7,BC层C/F10mm值为0.28、定向性为87.6°、长度为22mm、宽度为13.6mm、圆度为0.1、粗糙度为0.3、长宽比为1.73,Bt层C/F10mm值为0.22、定向性为86.5°、长度为21 mm、宽度为13mm、圆度为0.11、粗糙度为0.32、长宽比为1.74,各个土壤发生层的粗颗粒变化较小;A层以复杂堆集状中小孔隙为主,BC和Bt层以孔道为主,整个剖面孔隙度在8.7-10.5%之间;微垒结类型以孔洞-孔道结构为主,又可见海绵状微结构类型;在表层可见大量的植物根系和大量的蚯蚓粪粒。
3 不同发生层的微形态特征明显不同。同一土壤剖面随着深度的变化微结构特征呈现明显的变化,以耕地为例来看:从Ap-BC-Bt层,C/F10mm值分别为0.35、0.26、0.23;长度分别为23、21、20;宽度分别为14.3、13.2、12.8;定向性分别为91、92、93;圆度分别为0.09、0.11、0.1,其中C/F值、长度、宽度由表层向下变化呈现出递减的规律,定向性的变化则表现为递增的规律,圆度呈现出先递增后递减的规律。不同层孔隙类型不同,在A层孔隙主要为堆集孔隙,在BC和Bt层为孔道,孔隙度也在发生着变化,从Ap-BC-Bt层分别为10.4%、9.5%、9.1%,随着深度的变化而逐渐降低。微结构类型在Ap1层为中等分离的海绵状结构、Ap2层为弱分离的海绵状结构、BC层为中等分离的团粒状结构、Bt层为海绵状结构。
关键词:土壤微形态;苹果林地;耕地;咸阳