超声激励下土壤团聚体动态破碎过程研究

团聚体稳定性和层次性是土壤结构的基本属性，渗透于土壤研究各个领域。鉴于其难以量化的现状，本项目拟在土壤超声分散能量测量方法研究基础上，通过分析超声激励下土壤团聚体动态破碎机制，展开以下研究：（1）试验调查超声分散能量测量参数影响和不确定度分析，进而改进测量方法和技术；（2）研究团聚体破碎过程中土壤分散度与超声分散能量的关系，获取基于分散能量的土壤分散特性曲线，建立土壤团聚体稳定性指数，并通过指标唯一性与实用性检验，为建立团聚体稳定性量化标准奠定基础；（3）分析超声激励下层次性/非层次性团聚体动态破碎过程特点，研究土壤粒径分布与分散能量的关系，获取不同粒径范围内团聚体释出与分散特性曲线，进而鉴定团聚体层次性特征。本研究可以提供团聚体稳定性量化指标和团聚体层次性鉴别依据，进而促进土壤侵蚀、有机质及土壤结构改良等相关领域研究，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。

对原土壤超声分散能量测量系统进行改进，并在国内、外三处高校建立超声分散能量可测的土壤团聚体测试稳定性评估平台；研制了双层中空玻璃容器，为土壤超声分散能量半自动化/自动化测试仪器奠定基础；应用不同含量的大麦秆和苜蓿诱导土壤微生物，在实验室环境下培育出不同阶段、不同稳定性的试验土样，检验了超声能量法评估团聚体稳定性的实用性，而且它具备传统团聚体稳定性评估的湿筛法和MWD的优势，可以观测土壤团聚体动态分散过程（ADCC和SDCC）；通过对比分析有机质含量、土壤微生物量以及团聚体稳定性关系可以发现：添加的有机碳可以有效诱导土壤微生物，而且其类型和数量直接控制土壤微生物的活跃量，也直接影响土壤团聚体的稳定性；通过研究实验室成土过程中土样的中红外吸收光谱，发现中红外光谱技术可以有效鉴定土壤碳的类型和含量，有助于挖掘土壤碳的运移规律；对湖南桃源4种不同利用方式下的红壤土，采用超声能量法评估团聚体稳定性，并用激光粒度仪测量不同超声分散时间下土壤粒径动态分布，研究结果表明，不同土地利用方式下红壤团聚体稳定性大小顺序为：传统利用、作物轮作、自然恢复、人工林地；四种土地利用方式下的红壤均具有团聚体层次性，在超声分散能量作用下，团聚体逐级破碎为砂粒、粉粒和粘粒。