大团聚体

DOI: 10.12357/cjea.20220752董心亮, 王金涛, 田柳, 娄泊远, 张雪佳, 刘彤, 刘小京, 孙宏勇. 盐渍化土壤团聚体和微生物与有机质关系研究进展[J]. 中国生态农业学报 (中英文), 2023, 31(3): 364−372DONG X L, WANG J T, TIAN L, LOU B Y, ZHANG X J, LIU T, LIU X J, SUN H Y. Review of relationships between soil aggreg-ates, microorganisms and soil organic matter in salt-affected soil[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2023, 31(3): 364−372盐渍化土壤团聚体和微生物与有机质关系研究进展*董心亮, 王金涛, 田　柳, 娄泊远, 张雪佳, 刘　彤, 刘小京, 孙宏勇**(中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省节水农业重点实验室　石家庄　050022)摘　要: 土壤有机质是耕地质量的核心, 不仅促进土壤团聚体形成, 也为植物和微生物提供养分。

土壤有机质的形成和分解过程都离不开微生物的参与, 而土壤团聚体不仅为微生物提供了栖息环境, 也对有机质进行物理保护。

在高盐分含量的土壤中, 有机质的积累和分解过程变得更加复杂, 因此本文总结了土壤盐渍化及其危害, 分析了土壤盐分对土壤团聚结构和微生物特征的影响、盐碱土壤有机质特征及积累规律, 进而综述了土壤盐分对土壤有机质影响规律的研究进展, 旨在揭示盐碱土壤碳封存的潜在机理。

以往研究表明盐渍化土壤有机质含量低、团聚结构差、微生物活性低, 这些都与土壤盐分含量高和外源有机物质输入量低有关。

恶劣的土壤结构导致盐渍化土壤有机质暴露而较易分解, 低量的外源有机物质输入导致盐渍化土壤有机质较难积累。

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,对土壤的物理化学性质均具有重大影响[1-2]。

土壤团聚体通常被划分为大团聚体（＞250um）和微团聚体（＜250um）[3]，不同粒级团聚体在土壤结构的改善和有机碳的固定中的作用不同。

耕作措施对土壤团聚体的影响主要是改变了土壤有机碳的分布和微生物的活动生境，为土壤有机物质的分解转化创造条件，从而造成了团聚体的变化[4]。

许多研究认为，耕作方式通过影响大团聚体与微团聚体之间的转化和再分布[5]，进而影响土壤结构稳定性和抗侵蚀能力[6]。

免耕和少耕等保护性耕作措施有利于团聚体含量的增加，表层土壤结构的改善[7-9]，但耕作方式对团聚体的土壤物理性质的影响会因气候条件、土壤质地和植被类型等的变化而不一样。

合理的耕作措施，对于增加土壤有机碳的固定，提高土壤肥力具有重要的理论和实践意义。

新疆北疆地区玛纳斯河流域棉花面积从1978年的14.97×103ha发展至2010年的176.25×103ha，部分区域棉田占总播种面积的70%[10]。

由于棉田面积的不断扩大，农业生产结构趋于单调，轮作倒茬困难，棉田大面积长期连作现象普遍，短则8～10年，长则15～20年，甚至更长。

大面积棉田多年连作的结果，使土壤肥力消耗很快，地力明显下降，对农田生态系统产生重要影响。

本研究以长期连作棉田为对象，分析大豆轮作、玉米轮作、玉米/大豆间作和休闲免耕种植模式对土壤有机碳团聚体组成及有机碳分布的影响，并运用土壤团粒指数（ELT）指标分析不同种植模式对长期棉田连作土壤团聚体稳定性的影响。

研究结果明确不同轮作模式对长期连作棉田土壤质量的变化，为采用有效的土壤管理措施以提高新疆棉田土壤质量提供科学依据。

1 材料与方法1.1 研究区概况试验始于2012年4月，在新疆石河子地区西古城镇选择长期连作棉田（20年），试验田的位置是北纬45°06′99″，东经86°13′56″，高程328m。

大团聚体的测定方法专业：水土保持与荒漠化防治 姓名：高强伟 学号：S2*******摘要：土壤团聚体是指土壤中大小、形状不一、具有不同孔隙度和机械稳定性的结构单位，通常将粒径>0.25mm 的结构单位称为大团聚体。

按水稳定性可把大团聚体分为非水稳定性大团聚体和水稳定性大团聚体，土壤水稳性团聚体含量是评价土壤结构性的重要指标，团聚体的测定有利于了解土壤水分的众多方面，如径流、人渗、再分布、通气以及根系生长。

而本文介绍用干筛法测定非水稳定性大团聚体，湿筛法、Le Bissonnais (LB)法测定水稳定性团聚体。

关键词：土壤团聚体；水稳性；测定方法；结果计算土壤团聚体是指一组黏结在一起的多个基本土壤颗粒，这些土壤颗粒之间的黏结力比其与周围土壤颗粒的黏结力更强，是土壤的结构单位[1-3]。

土壤团聚体对于外来破坏性作用力的脆弱性的度量[4]，影响着土壤的一系列物理性质，特别是入渗和土壤侵蚀 [5-6]，决定土壤对风和水的搬运作用的敏感性，还影响着耕作土壤孔隙的大小，进而影响土壤入渗、产流、侵蚀及肥力状况[1]。

从农学意义上讲，适于植物生长的良好结构主要依赖于直径为1—10mm 的水稳性团聚体，因为这种团聚体有利于调节通气、持水、养分的保持和释放[7]。

1 干筛法测定非水稳定性大团聚体（国家标准法）1.1 测定步骤第一步：在野外采取土样时，要求不破坏土壤结构，一个样品采集1. 5-2. 0 kg ，采回来的土样，将大的土块按其结构轻轻剥开，成直径10 mm 左右的团块，挑去石块、石砾及明显的有机物质，放在纸上风干(不宜太干)。

第二步：将团粒分析仪的筛组按筛孔大的在上、小的在下顺序套好，将土样倒在筛组的最上层，加盖，用手摇动筛组.使土壤团聚体按其大小筛到下面的筛子内。

当小于5 mm 团聚体全部被筛到下面的筛子内后，拿去5 mm 筛，用手摇动其他四个筛。

当小于2 mm 团聚体全部被筛下去后，拿去2 mm 的筛子。

FHZDZTR0009 土壤大团聚体组成的测定筛分法F-HZ-DZ-TR-0009土壤—大团聚体组成的测定—筛分法1 范围本方法适用于土壤大团聚体组成的测定。

2 原理土壤团聚体是指土壤中大小、形状不一、具有不同孔隙度和机械稳定性、水稳定性的结构单位,通常将粒径 >0.25mm的结构单位称为大团聚体。

大团聚体分为非水稳定性和水稳定性两种,非水稳定性大团聚体组成用干筛法测定,水稳定性大团聚体组成用湿筛法测定。

筛分法根据土壤大团聚体在水中的崩解情况识别其水稳定性程度,测定分干筛和湿筛两个程序进行,最后筛分出各级水稳定性大团聚体,分别称其质量,再换算为占土样的质量百分数。

注 1:湿筛法不适用于一般有机质含量少的、结构性差的土壤,因这些土壤在水中振荡后,除了筛内留下一些已被水冲洗干净的石块、砾石和砂粒外,其他部分几乎全部通过筛孔进入水中。

注 2:粘重的土壤风干后会结成紧实的硬块, 即使用干筛法将其分成不同直径的粒级, 也不能代表它们是非水稳定性大团聚体。

3 仪器3.1 平口沉降筒, 1000mL ,带有橡皮塞。

3.2 水桶(搪瓷桶或铁桶 ,直径不小于 40cm ,高不小于 45cm 。

3.3 套筛, 高 5cm , 直径 20cm , 孔径分别为 10mm 、 7mm 、 5mm 、 3mm 、2mm 、 1mm 、 0.5mm 、 0.25mm ,共 8个,有底和盖,并附有能装 5个套筛的铁架子1个。

3.4 团聚体分析仪,手摇或电动,含 4套筛子,每套有 6个筛子,孔径分别为 5mm 、3mm 、 2mm 、 1mm 、 0.5mm 、 0.25mm ,电动团聚体分析仪在水中上下振荡速度为每分钟 30次。

3.5 白铁盒或铝制盒, 10cm ×10cm ×10cm 。

4 操作步骤4.1 采样:通常是采耕层土壤,根据需要也可分层采样。

采样时要注意土壤的湿度,最好在土不沾铲,接触不变形时为宜。

名词解释第二章土壤物理性质与过程土壤基质（soil matrix）：土壤固相部分。

土粒密度（soil particle density）土壤容重（soil bulk density）土壤孔隙度（soil porosity）土壤孔隙比（pore space ratio）：土壤中孔隙的容积与土壤固相容积的比值。

质量含水量（mass water content）容积含水量（volumetric water content）土壤颗粒（soil particle）：是指在岩石、矿物的风化过程和成土过程中形成的碎屑物质，是构成土壤固相的基本物质。

单粒（single particle）：单个存在的矿物质土壤颗粒。

复粒（compound particle）：指在土壤固相中由多个单粒相互聚集在一起形成的矿质土壤颗粒。

司笃克斯定律（stcoke’s law）：颗粒半径与颗粒在静水中自由沉降速率的关系式。

当量粒径（equivalent diameter）：一般用与某粒级土壤颗粒沉降速率相同的圆球直径代表土壤颗粒的大小，称之为当量粒径。

石砾（gravel）砂粒（sand）粉粒（silt）黏粒（clay）原生矿物（primary mineral）次生矿物（secondary mineral）土壤质地（soil texture）：土壤颗粒分布（particle-size distribution）（土壤机械组成mechanical composition）土壤结构体（soil structure types）：各级土粒由于不同原因相互团聚成大小、形状和性质不同的土团、土块、土片等土壤实体。

实际上是土壤颗粒按照不同的排列方式、复合而形成的土壤团聚体。

土壤结构性（soil structural properties）：反映了土壤一种重要的物理性质的状态，主要指土壤中单粒和复粒（包括各种结构体）的数量、大小、形状、性质及其排列、相应的空隙状况等综合特性。

桂西北喀斯特典型土壤的大团聚体分级特征研究胡乐宁;苏以荣;何寻阳【摘要】为了研究喀斯特地区的典型土壤大团聚体分级特征,采用AS200机械干筛和湿筛的方法,分析不同有机碳含量的3种喀斯特典型土壤(红壤、棕色石灰土、黑色石灰土)的大团聚体颗粒分级情况.通过对大团聚体破坏率(PAD)、平均质量直径(MWD)和水稳性团聚体(WSA)的分析,结果显示,平均质量直径和水稳性团聚体从大到小为:黑色石灰土＞棕色石灰土＞红壤(p＜0.05).在相似有机碳含量条件下,不同类型土壤的PAD值显示红壤最易被湿筛过程破坏,其次是棕色石灰土,最后是黑色石灰土,说明石灰土大团聚体机械稳定性强于红壤,且石灰土抵抗因降雨引起的土壤侵蚀的能力强于红壤.可见,不同桂西北喀斯特地区典型土壤大团聚体颗粒分级差异较大,且与土壤有机碳含量密切相关.从大团聚体聚合角度来看,喀斯特石灰土有利于SOC的固定,土壤稳定性较强.【期刊名称】《广西师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(031)003【总页数】7页(P213-219)【关键词】喀斯特;大团聚体破坏率;机械分级;水稳性团聚体【作者】胡乐宁;苏以荣;何寻阳【作者单位】中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,湖南长沙410125;中国科学院环江喀斯特农业生态试验站,广西环江547100;广西师范大学环境与资源学院,广西桂林541004;中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,湖南长沙410125;中国科学院环江喀斯特农业生态试验站,广西环江547100;中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,湖南长沙410125;中国科学院环江喀斯特农业生态试验站,广西环江547100【正文语种】中文【中图分类】S153.6土壤大团聚体是土壤结构最基本的单元。

团粒结构是土壤肥力的中心调节器，影响着土壤的空隙性、持水性、通透性和抗蚀性，大团聚体及其稳定性是土壤质量的敏感性物理指标[1],可以用来反映生态恢复过程土壤质量的演变过程[2]。

第3 期王秀颖等：土壤水稳性大团聚体测定方法综述 111 3. 4 筛目的选择通常以粒径 0. 25 mm 将土壤团聚体分为大团［27 ， 57 ］，聚体和微团聚体因此，要将大团聚体和微团聚体分开，需首先选用 0. 25 mm 孔径的筛子。

对于＞0. 25 mm 的团聚体，若要继续分为若干粒径，则可以根据实验目的选择具体筛目；对于＞ 0. 1 mm 的微团聚体，也可进行筛分，对于更细（＜ 0. 1 mm ）的土性显著增大。

采用单一的湿润方式不能适用于不同的研究目的及土壤条件，为了更全面地了解土壤团可同时采用常压快速聚体稳定性及粒径分布特征，湿润和常压慢速湿润（或真空湿润） 2 种方式对土样进行预湿。

湿筛过程中振动速度不能太快，以免对团聚体造成破坏。

筛目可以根据实验目的选择。

容易堵塞筛孔，影响测定结果的准确型，故用吸粒，［33 ］［11 ］管法。

R． E． Yoder 进行团聚体粒径分析时， 2、 1、 0. 5 、 0. 25 和 0. 1 mm；所选用的筛组孔径为 5 、［58 ］ P． Sarah 等研究耶路撒冷地区土壤团聚体的平 6、 4. 7 、 4、 3、 2、 1、0. 5 和均质量粒径时，采用了 7、［27 ］ 0. 25 mm 共 9 个孔径的筛子；I． Stavi 等在 P． Sarah 等［58］的基础上增加了 8 、 0. 125 和 0. 062 mm 3［59 ］； C． Legout 1 和 0. 5 mm 孔径个孔径等则采用 2 、的筛子，＜ 0. 5mm 的用激光粒度仪测定。

W． D． Kemper 等［1］认为，利用式（ 1）计算平均质量粒径 1、 0. 5 和 0. 2 mm 的筛子会使计算结果偏时，选用 2 、 2、 1 和0. 21 mm 的筛子结果较好，高，而采用 4. 76 、区别在于后者孔径范围更宽。

进行团聚体稳定性分析时，一般采用 1 个孔径［38 ］ W． D． Kemper 、W． D． Kemper 等［2］、的筛子即可， F． Candan 等［42］以及M． N． Wuddivira 等［52-53］均选用 0. 25 mm 孔径的筛子，用＞ 0. 25 mm 团聚体含量［42 ］作为团聚体稳定性指标。