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水耕时间对低丘水田土壤发育的影响

麻万诸 章明奎 丁志峰 杨琼瑶 朱康莹

麻万诸, 章明奎, 丁志峰, 杨琼瑶, 朱康莹. 水耕时间对低丘水田土壤发育的影响[J]. 土壤通报, 2022, 53(2): 253 − 261 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021091303
引用本文: 麻万诸, 章明奎, 丁志峰, 杨琼瑶, 朱康莹. 水耕时间对低丘水田土壤发育的影响[J]. 土壤通报, 2022, 53(2): 253 − 261 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021091303
MA Wan-zhu, ZHANG Ming-kui, DING Zhi-feng, YANG Qiong-yao, ZHU Kang-ying. Effects of Hydroponic Tillage Time on Soil Development in Low Hilly Paddy Field[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(2): 253 − 261 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021091303
Citation: MA Wan-zhu, ZHANG Ming-kui, DING Zhi-feng, YANG Qiong-yao, ZHU Kang-ying. Effects of Hydroponic Tillage Time on Soil Development in Low Hilly Paddy Field[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(2): 253 − 261 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021091303

水耕时间对低丘水田土壤发育的影响

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021091303
基金项目: 国家自然科学基金项目(41977001;41571207)和国家科技基础性工作专项(2008FY110600)资助
详细信息
    作者简介:

    麻万诸(1977−),男,副研究员,长期从事土壤学与信息技术方面的研究. E-mail: mawzh@zaas.ac.cn

    通讯作者:

    E-mail: mkzhang@zju.edu.cn

  • 中图分类号: S15

Effects of Hydroponic Tillage Time on Soil Development in Low Hilly Paddy Field

  • 摘要:   目的  了解水耕时间对亚热带低丘水田土壤性态的影响,对水耕土壤进行正确分类。  方法  在浙江省金衢盆地内选择坡麓和岗地二种地貌单元,观测不同水耕时间的第四纪红土发育水田土壤的剖面形态特征,分层采集土样分析土壤理化性状。  结果  随着水耕时间的增加,土壤颜色由红转黄,色调由2.5YR向7.5YR或10YR演变;表层土壤黏粒含量逐渐下降,有机质与全磷及有效磷积累,pH、阳离子交换量和活性铁逐渐增加,土壤游离氧化铁逐渐下移淀积;水耕时间对土壤性状的影响由表层向心土层发展。调查表明,由于水分条件的差异,水耕时间对坡麓地带水田土壤性状的影响大于岗地水田。  结论  由第四纪红土旱地改为水田,形成典型水耕人为土约15 a,形成铁聚水耕人为土约150 a以上,水耕时间低于150 a主要形成简育水耕人为土;随着水稻种植时间的增加,活性有机质占有机质的比例随有机质积累同步增加,水稻土心土层具有较强的固碳潜力。
  • 图  1  耕作层土壤有机质的形态组成随水耕时间的变化

    Figure  1.  Composition changes of soil organic matter in cultivated layer with the cultivation time

    表  1  土壤剖面的形态特征、颗粒组成、质地与有机质的积累

    Table  1.   Morphological characteristics, particle composition, texture, organic matter accumulation of soil profiles

    地形
    Topography
    水耕时间
    Cultivation
    year
    发生层
    Horizon
    深度
    Depth
    (cm)
    颜色
    Color
    结构
    Structure
    新生体
    New growth
    容重
    Density
    (g cm−3)
    砾石
    Gravel
    (g kg−1)
    细土颗粒组成
    Soil particle
    (g kg−1)
    质地
    Texture
    有机质
    Organic matter
    (g kg−1)
    砂粒
    Sand
    粉砂
    Silt
    黏粒
    Clay
    坡麓 0 A 0 ~ 16 5YR5/8 屑粒状 1.28 12 258 343 399 黏壤土 14.23
    B1 16 ~ 30 2.5YR5/8 大块状 1.33 5 253 336 411 黏土 3.11
    B2 30 ~ 50 2.5YR5/8 大块状 1.39 0 214 358 428 黏土 1.74
    B3 50 ~ 85 2.5YR6/6 大块状 1.44 0 181 376 443 黏土 1.23
    Bv 85 ~ 120 2.5YR5/7 块状 红白网纹 1.42 46 198 364 438 黏土 1.31
    8 Ap1 0 ~ 16 5YR5/7 块状结构 少量锈纹 1.22 23 268 354 378 黏壤土 19.32
    Ap2 16 ~ 23 5YR5/8 块状结构 少量锈纹 1.28 11 191 423 386 粉砂质黏壤土 5.67
    Br1 23 ~ 50 2.5YR5/7 大块状 少量斑纹 1.37 5 183 389 428 黏土 1.65
    Br2 50 ~ 80 2.5YR5/8 大块状 1.39 0 148 398 454 黏土 1.34
    C 80 ~ 110 2.5YR5/6 块状 红白网纹 1.40 55 174 388 438 黏土 1.45
    35 Ap1 0 ~ 15 7.5YR5/3 碎块状 少量锈纹 1.21 34 190 443 367 粉砂质黏壤土 23.45
    Ap2 15 ~ 24 7.5YR6/3 块状 少量锈纹 1.36 14 163 465 372 粉砂质黏壤土 7.68
    Br1 24 ~ 45 5YR6/6 块状 少量斑纹 1.38 8 134 412 454 黏土 3.54
    Br2 45 ~ 79 5YR6/8 大块状 少量斑纹 1.35 2 166 388 446 黏土 2.38
    C 79 ~ 105 5YR7/8 块状 红白网纹 1.39 45 154 398 448 黏土 1.23
    60 Ap1 0 ~ 16 10YR5/3 小块状 中量锈纹 1.19 45 233 465 302 黏壤土 27.67
    Ap2 16 ~ 27 7.5YR5/3 块状 中量锈纹 1.39 21 233 455 312 黏壤土 12.34
    Br1 27 ~ 48 7.5YR6/8 棱块状 中量斑纹 1.41 11 208 448 344 黏壤土 5.45
    Br2 48 ~ 81 7.5YR6/6 棱块状 少量斑纹 1.38 8 181 463 356 粉砂质黏壤土 3.05
    C 81 ~ 105 7.5YR7/6 小块状 黄白网纹 1.42 55 131 437 432 黏土 1.68
    150 Ap1 0 ~ 14 10YR5/3 小块状 中量锈纹 1.15 56 288 504 208 粉砂壤土 29.22
    Ap2 14 ~ 28 10YR6/2 块状 中量锈纹 1.38 32 283 488 229 粉砂壤土 11.43
    Br1 28 ~ 52 10YR8/4 棱块状 中量斑纹 1.36 22 149 453 398 粉砂质黏壤土 9.67
    Br2 52 ~ 83 10YR8/5 棱块状 中量斑纹 1.34 11 142 447 411 粉砂质黏土 5.34
    C 83 ~ 110 10YR7/7 小块状 黄白网纹,少量结核 1.42 65 139 463 398 粉砂质黏壤土 3.89
    300 Ap1 0 ~ 13 10YR5/2 小块状 中量锈纹 1.14 51 317 499 184 壤土 26.25
    Ap2 13 ~ 24 10YR5/3 块状 中量锈纹 1.36 28 321 476 203 黏壤土 12.32
    Br1 24 ~ 58 10YR8/4 棱块状 多量斑纹 1.35 25 178 463 359 粉砂质黏壤土 9.67
    Br2 58 ~ 87 10YR8/5 棱块状 中量斑纹 1.43 17 124 468 408 粉砂质黏土 7.65
    C 87 ~ 110 10YR7/7 块状 黄白网纹,少量结核 1.41 98 140 471 389 粉砂质黏土 5.74
    岗地 0 A 0 ~ 15 5YR6/8 屑粒状 1.25 7 267 435 298 黏壤土 11.24
    B1 15 ~ 35 2.5YR5/7 大块状 1.34 6 281 405 314 黏壤土 3.02
    B2 35 ~ 63 2.5YR5/7 大块状 1.41 2 279 432 289 黏壤土 0.85
    B3 63 ~ 90 2.5YR6/8 大块状 1.45 0 284 429 287 黏壤土 0.34
    Bv 90 ~ 125 2.5YR5/6 块状 红白网纹 1.39 13 269 437 294 黏壤土 0.24
    15 Ap1 0 ~ 17 5YR5/6 块状结构 1.18 14 257 439 304 黏壤土 17.54
    Ap2 17 ~ 24 5YR5/6 块状结构 少量锈纹 1.29 9 264 412 324 黏壤土 4.85
    Br1 24 ~ 53 2.5YR5/6 大块状 少量斑纹 1.34 8 277 405 318 黏壤土 1.25
    Br2 53 ~ 77 2.5YR5/8 大块状 1.35 2 274 430 296 黏壤土 0.52
    C 77 ~ 125 2.5YR5/6 块状 红白网纹 141 32 279 410 311 黏壤土 0.32
    30 Ap1 0 ~ 14 5YR5/4 小块状 少量锈纹 1.18 17 269 444 287 黏壤土 18.65
    Ap2 14 ~ 22 5YR6/6 块状 少量锈纹 1.35 12 261 421 318 黏壤土 6.52
    Br1 22 ~ 51 2.5YR6/4 块状 少量斑纹 1.36 5 267 411 322 黏壤土 3.21
    Br2 51 ~ 82 2.5YR5/8 大块状 少量斑纹 1.38 0 268 428 304 黏壤土 0.65
    C 82 ~ 124 2.5YR5/6 块状 红白网纹 1.34 28 264 438 298 黏壤土 0.35
    50 Ap1 0 ~ 15 7.5YR5/3 小块状 少量锈纹 1.17 19 287 459 254 粉砂壤土 23.54
    Ap2 15 ~ 23 7.5YR6/4 块状 中量锈纹 1.35 23 288 434 278 黏壤土 11.54
    Br1 23 ~ 54 5YR6/4 棱块状 少量斑纹 1.38 4 254 392 354 黏壤土 4.25
    Br2 54 ~ 85 2.5YR5/8 棱块状 少量斑纹 1.39 12 259 427 314 黏壤土 1.12
    C 85 ~ 129 2.5YR5/6 小块状 红白网纹 1.43 32 274 424 302 黏壤土 0.41
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    表  2  土壤剖面的氧化铁组成、酸碱度和阳离子交换量

    Table  2.   Iron oxide composition, pH and cation exchange capacity of soil profile

    地形
    Topography
    水耕时间
    Cultivation
    year
    深度
    Depth
    (cm)
    氧化铁 (g kg−1)
    Iron oxides
    全锰
    Total Mn
    (mg kg−1)
    pH交换性酸
    Exchangeable acid
    (cmol kg−1)
    CEC
    (cmol kg−1)
    全P
    Total P
    (g kg−1)
    Bray P
    (mg kg−1)
    全铁
    Total
    游离铁
    Free
    活性铁
    Active
    络合铁
    Organic complex
    坡麓 0 0 ~ 16 48.43 33.12 3.23 0.23 323 4.43 6.23 10.26 0.47 4.23
    16 ~ 30 51.22 34.23 2.12 0.087 397 4.54 5.04 8.30 0.38 2.14
    30 ~ 50 50.76 34.17 1.63 0.023 446 4.39 5.45 8.22 0.39 1.33
    50 ~ 85 53.24 35.68 1.65 0.011 356 4.28 6.02 9.12 0.32 0.54
    85 ~ 120 46.54 32.76 1.58 0.013 316 4.37 6.55 10.35 0.28 0.32
    8 0 ~ 16 47.76 32.88 4.65 0.43 276 5.11 4.21 11.62 0.51 7.76
    16 ~ 23 50.54 33.66 3.34 0.11 322 5.02 3.98 8.24 0.42 3.54
    23 ~ 50 51.32 34.56 2.12 0.054 432 4.98 4.12 8.37 0.39 1.87
    50 ~ 80 54.23 35.98 1.98 0.043 378 4.78 4.55 9.16 0.34 0.63
    80 ~ 110 47.77 33.54 1.66 0.028 312 4.53 6.11 10.82 0.31 0.52
    35 0 ~ 15 44.23 28.77 6.68 0.67 244 5.74 2.85 12.07 0.59 9.87
    15 ~ 24 48.97 31.44 3.89 0.12 287 5.53 3.54 8.11 0.46 4.87
    24 ~ 45 50.54 33.76 2.22 0.07 398 5.87 2.11 9.11 0.43 3.22
    45 ~ 79 56.34 36.67 2.13 0.11 448 5.56 2.87 9.23 0.38 2.14
    79 ~ 105 47.11 32.22 1.67 0.042 328 4.98 4.88 10.65 0.33 0.87
    60 0 ~ 16 38.23 21.43 5.44 1.05 176 6.12 0.54 12.02 0.82 25.24
    16 ~ 27 40.54 24.23 4.11 0.19 221 6.23 0.46 9.69 0.52 7.34
    27 ~ 48 47.98 31.12 2.33 0.12 287 6.23 0.89 9.11 0.49 4.33
    48 ~ 81 58.66 37.35 1.43 0.08 454 6.31 0.67 9.63 0.43 3.23
    81 ~ 105 48.54 32.66 1.22 0.034 396 6.18 1.32 11.13 0.38 1.12
    150 0 ~ 14 30.43 12.76 5.03 0.98 132 6.07 1.98 11.24 0.89 22.66
    14 ~ 28 36.32 19.43 4.23 0.23 187 5.98 2.27 9.39 0.73 11.54
    28 ~ 52 44.23 29.12 1.98 0.11 218 6.14 0.76 10.10 0.59 5.67
    52 ~ 83 61.88 39.66 1.21 0.078 387 6.22 0.34 9.47 0.52 6.43
    83 ~ 110 53.28 36.67 1.18 0.045 455 6.12 0.65 10.81 0.43 2.33
    300 0 ~ 13 26.52 10.23 5.14 1.13 104 6.23 0.78 10.23 0.87 18.56
    13 ~ 24 32.14 18.48 4.65 0.32 165 6.14 0.98 8.89 0.86 12.36
    24 ~ 58 42.16 28.66 2.14 0.14 198 6.08 0.96 9.50 0.63 7.68
    58 ~ 87 59.78 38.25 1.08 0.069 379 6.34 0.34 10.61 0.56 8.96
    87 ~ 110 54.12 35.26 1.04 0.053 412 6.36 0.46 10.85 0.55 5.32
    岗地 0 0 ~ 15 41.12 28.24 2.24 0.19 287 4.65 4.98 10.65 0.32 5.65
    15 ~ 35 42.23 27.65 1.34 0.11 301 4.59 5.23 10.14 0.28 2.56
    35 ~ 63 40.58 29.14 0.87 0.081 267 4.48 5.14 9.25 0.34 2.33
    63 ~ 90 43.32 27.65 0.56 0.032 297 4.49 4.98 10.44 0.27 0.87
    90 ~ 125 41.67 26.58 0.49 0.017 288 4.51 4.76 10.65 0.29 0.56
    15 0 ~ 17 42.21 27.41 3.65 0.24 256 5.14 3.14 11.98 0.42 13.56
    17 ~ 24 42.68 26.35 2.23 0.15 289 5.08 4.12 10.23 0.35 6.52
    24 ~ 53 41.87 29.34 1.12 0.11 274 4.89 4.65 10.89 0.32 2.65
    53 ~ 77 40.68 28.41 0.48 0.046 284 4.51 4.74 10.65 0.29 2.41
    77 ~ 125 42.23 27.46 0.53 0.023 276 4.53 4.81 10.79 0.32 0.69
    30 0 ~ 14 39.78 25.41 4.12 0.29 221 5.52 2.41 12.22 0.51 11.65
    14 ~ 22 41.32 25.46 2.89 0.14 275 5.24 3.29 10.14 0.42 8.54
    22 ~ 51 40.88 28.34 1.45 0.12 268 4.98 4.24 10.23 0.34 2.65
    51 ~ 82 41.32 29.34 0.64 0.054 273 4.68 4.67 9.68 0.35 3.26
    82 ~ 124 43.22 28.14 0.59 0.018 281 4.73 4.73 10.96 0.32 1.65
    50 0 ~ 15 35.24 23.41 5.32 0.31 204 5.62 1.25 12.54 0.78 15.24
    15 ~ 23 37.48 24.65 3.14 0.15 243 5.41 2.48 9.86 0.53 8.25
    23 ~ 54 39.67 27.35 1.65 0.11 254 5.12 3.87 10.13 0.48 3.25
    54 ~ 85 42.14 29.14 0.87 0.048 271 4.12 4.42 10.23 0.35 3.42
    85 ~ 129 42.35 27.33 0.64 0.021 291 4.68 4.53 10.66 0.34 2.65
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-13
  • 录用日期:  2021-11-19
  • 修回日期:  2021-10-31
  • 刊出日期:  2022-04-07

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