董起廣 曲少東 黎雅楠 熊宇斐

摘? ?要? ?針對渭北部分地區(qū)土地整治中存在大量碎石風(fēng)化物混入土壤的現(xiàn)象，本研究通過采集項目區(qū)及周邊不含碎石風(fēng)化物的未擾動土壤（WT）、不含碎石風(fēng)化物的農(nóng)用地（NT）、含碎石風(fēng)化物的未擾動土壤（YWT）、整治后含碎石風(fēng)化物的農(nóng)用地（YRT）四種類型的土壤，對比分析了碎石風(fēng)化物對土壤理化性質(zhì)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：1）碎石風(fēng)化物在一定程度上可增加未擾動土壤的有機(jī)質(zhì)含量;2）在此類新增耕地中，含碎石風(fēng)化物的未擾動土壤具有較高的穩(wěn)定性，原狀未擾動的土壤水穩(wěn)定性較差，易發(fā)生水土流失，而經(jīng)過長期耕種的農(nóng)田和含泥巖風(fēng)化物的新增耕地的水穩(wěn)定性要高于區(qū)域內(nèi)未擾動土體;3）含碎石風(fēng)化物的未擾動土壤和擾動土壤水分含量都顯著高于不含碎石風(fēng)化物的未擾動土壤。

關(guān)鍵詞? ?土壤理化性質(zhì);穩(wěn)定性;碎石風(fēng)化物;土地整治

土地整治工程是新增耕地的重要途徑和有效舉措，目前土地整治工程項目已實(shí)施多年，耕地面積增加數(shù)量可觀，但其耕地質(zhì)量不容樂觀[1-2]。這是由于新增耕地主要為荒草地、廢棄工礦地、鹽堿地、石礫地等土壤質(zhì)量低下、種植效果差的未利用或難利用土地[3-5]。

陜西省渭北黃土高原區(qū)荒草地資源豐富，但大多未得到合理的利用，若在該區(qū)實(shí)施土地整治項目，可有效實(shí)現(xiàn)陜西省耕地資源的占補(bǔ)平衡。土壤質(zhì)量是新增耕地能否實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效和土地整治能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性的主要判斷標(biāo)準(zhǔn)[6]，充分了解新增耕地的土壤狀況，明確其土壤理化性狀，對更好地發(fā)揮土地整治效果、提高新增耕地質(zhì)量有著重要的指導(dǎo)意義。在黃土高原荒草地整治過程中，部分地區(qū)存在大量碎石風(fēng)化物混入新增耕地的情況，可能會引起土壤理化性質(zhì)、水分狀況等改變。因此，研究這些碎石風(fēng)化物對新增耕地土壤性狀的影響對于指導(dǎo)此類地區(qū)的土地整治工作具有重要意義。

1 調(diào)查方法

1.1 采樣時間、地點(diǎn)

采樣區(qū)位于陜西省銅川市某土地整治項目區(qū)，在項目區(qū)坡度平緩地帶選擇4種不同土體結(jié)構(gòu)下的土壤類型：不含碎石風(fēng)化物的未擾動土壤（WT）、不含碎石風(fēng)化物的農(nóng)用地（NT）、含碎石風(fēng)化物的未擾動土壤（YWT）、整治后含碎石風(fēng)化物的農(nóng)用地（YRT）。2018年4月、6月、10月各采集一次樣品，每種土壤類型采用“S”形法選取5個樣點(diǎn)，根據(jù)實(shí)地情況選擇，采樣深度0～20 cm。

1.2 測試項目

土樣測定指標(biāo)：容重、機(jī)械組成、有機(jī)質(zhì)、團(tuán)聚體及土壤含水量。

采回土樣后，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行有機(jī)質(zhì)、機(jī)械組成及水穩(wěn)定性團(tuán)聚體測定，分別根據(jù)《土壤檢測 第6部分：土壤有機(jī)質(zhì)的測定》NY/T 1121.6—2006、《粒度分析 激光衍射法》GB/T 19077.1—2008、《土壤檢測 第19部分：土壤水穩(wěn)性大團(tuán)聚體組成的測定》NY/T 1121.19—2008中方法進(jìn)行測定。

容重采用環(huán)刀取樣，根據(jù)《土壤檢測 第4部分：土壤容重的測定》NY/T 1121.4—2006進(jìn)行測定。

土壤含水量利用環(huán)刀取樣，分別于2018年4月、6月、10月及2019年4月各采樣1次，共采集4次，采集深度為0～10 cm、10～20 cm，采用重量法進(jìn)行烘干測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 碎石風(fēng)化物對土壤理化性質(zhì)的影響

土壤肥力高低取決于土壤養(yǎng)分狀況，直接影響作物產(chǎn)量。圖1反映了不同類型下0～20 cm土體有機(jī)質(zhì)、碳酸鈣、粘粒含量及容重水平。土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為YWT>NT>YRT>WT，即未擾動的土壤有機(jī)質(zhì)含量最低，含泥巖風(fēng)化物的未擾動土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，為前者的3.4倍，兩類農(nóng)田的有機(jī)質(zhì)含量水平接近，其中不含泥巖的農(nóng)田有機(jī)質(zhì)含量略高，原因主要是此類農(nóng)田耕作時間久，有機(jī)質(zhì)積累較高，而含泥巖的農(nóng)田為新整治農(nóng)田，但其有機(jī)質(zhì)含量高于未擾動土壤，說明泥巖的混入可在一定程度上增加有機(jī)質(zhì)含量。

粘粒和碳酸鈣也是土壤結(jié)構(gòu)的重要膠結(jié)物質(zhì)。土壤中碳酸鈣含量增加后，碳酸鈣與土粒聚集形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，小孔隙減少，大孔隙增多，導(dǎo)致土壤在相同吸力下，持水能力減弱，通氣能力增強(qiáng)，鈣積層碳酸鈣含量一般在20%～30%。4種類型土體的碳酸鈣含量相差不大，均在8%左右，而整治后含碎石風(fēng)化物的農(nóng)用地略小于其他類型。當(dāng)碎石含量較高時，需關(guān)注土體的通氣狀況。

從粘粒含量及土壤容重來看，未擾動土壤具有相對較高的粘粒含量和容重，分別為18.93%和1.46 g·cm-3，而不含碎石風(fēng)化物的農(nóng)用地的粘粒含量和容重分別為14.26%和1.28 g·cm-3，整治后含碎石風(fēng)化物的農(nóng)用地為16.29%和1.35 g·cm-3，含碎石風(fēng)化物的未擾動土壤為14.35%和1.43 g·cm-3。

以上結(jié)果反映出碎石風(fēng)化物對未擾動土壤和農(nóng)用地會產(chǎn)生一定的影響，通過比較未擾動土壤和含碎石的未擾動土壤，發(fā)現(xiàn)碎石在一定程度上增加了未擾動土壤的有機(jī)質(zhì)含量;對于整治后的農(nóng)用地來說，含碎石的新增耕地粘粒含量略高，容重較大，在一定程度上可增加土體的膠結(jié)力。

2.2 碎石風(fēng)化物對土壤穩(wěn)定性的影響

水穩(wěn)性團(tuán)聚體對保持土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有重要作用，因而其是衡量土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)。通過濕篩法可以獲得土壤中不同粒徑水穩(wěn)定團(tuán)聚體的含量，如表1所示，4種類型土壤的團(tuán)聚體含量差異較大。土層內(nèi)大于0.25 mm的團(tuán)聚體含量表現(xiàn)為含碎石的未擾動土壤（YWT）最高，為46.5%;其次是不含碎石風(fēng)化物的農(nóng)用地（NT）和整治后含碎石風(fēng)化物的農(nóng)用地（YRT），大于0.25 mm的團(tuán)聚體含量分別為25.2%和20.3%;最小為未擾動土壤，大于0.25 mm的團(tuán)聚體含量為3.5%。從MWD來看，NT、YWT的值較高，水穩(wěn)定性較強(qiáng)。

說明原狀的含碎石的未擾動土壤具有較高的穩(wěn)定性，但原狀未擾動的土壤水穩(wěn)定性較差，易發(fā)生水土流失，而經(jīng)過長期耕種的農(nóng)田和含泥巖風(fēng)化物的新增耕地的水穩(wěn)定性要高于區(qū)域內(nèi)未擾動土體。

2.3 碎石風(fēng)化物對土壤水分含量的影響

圖2反映了不同類型土壤的平均水分含量，表2為差異性分析。從中可以看出，0～10 cm、10～20 cm土層內(nèi)，土壤水分含量均表現(xiàn)為WT差異性分析顯示，WT與YWT、YRT之間的平均土壤含水量均存在顯著差異，說明含碎石風(fēng)化物的未擾動土體、新增耕地的水分含量都顯著高于未擾動土體，雖然高于多年耕種的農(nóng)地，但差異不顯著。

3 小結(jié)

本研究針對銅川市某土地整治項目實(shí)施過程中存在的大量碎石風(fēng)化物影響土地整治工程施工及土體穩(wěn)定性等問題，通過野外采樣分析、室內(nèi)分析等方法，研究了碎石風(fēng)化物對新增耕地土壤理化性質(zhì)及穩(wěn)定性的影響。

1）碎石在一定程度上可增加未擾動土壤的有機(jī)質(zhì)含量，含泥巖風(fēng)化物的土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，為未擾動土壤的3.4倍;對于整治后的農(nóng)用地來說，含碎石的新增耕地粘粒含量升高，容重較大，利于提高土體的膠結(jié)力。

2）在此類新增耕地中，含碎石風(fēng)化物的未擾動土壤具有較高的穩(wěn)定性，但原狀未擾動的土壤水穩(wěn)定性較差，易發(fā)生水土流失，而經(jīng)過長期耕種的農(nóng)田和含泥巖風(fēng)化物的新增耕地的水穩(wěn)定性要高于區(qū)域內(nèi)未擾動土體。

3）未擾動土壤與含碎石風(fēng)化物的未擾動土壤、含碎石風(fēng)化物的擾動土壤的含水量存在顯著差異，含碎石風(fēng)化物的未擾動土壤和擾動土壤水分含量都顯著高于不含碎石風(fēng)化物的未擾動土壤。

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（責(zé)任編輯：易? 婧）