紅壤區(qū)不同母質(zhì)對(duì)水稻土土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響

郭 澎，諸莉燕，柳開樓，付 責(zé)，張行健,3，羅朝暉，畢利東

（1.河海大學(xué)農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 210098；2.江西省紅壤研究所，江西 南昌 330046；3.南京市雨花臺(tái)區(qū)水務(wù)總站，江蘇 南京 210012；4.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210095）

【研究意義】土壤團(tuán)聚體是土壤結(jié)構(gòu)的基本單元，是土壤中能量物質(zhì)轉(zhuǎn)化代謝的重要場(chǎng)所［1］，團(tuán)聚體在土壤中具有重要作用，包括保證和協(xié)調(diào)土壤中的水肥氣熱、影響土壤酶的種類和活性、維持和穩(wěn)定土壤疏松熟化層［2］，并且＞0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體量能夠體現(xiàn)土壤抗蝕性［3］。土壤母質(zhì)是土壤形成的基礎(chǔ)，會(huì)造成土壤中團(tuán)聚體的數(shù)量以及穩(wěn)定性差異。我國(guó)南方紅壤地區(qū)占全國(guó)土地總面積的22.7%，生產(chǎn)的糧食占全國(guó)糧食總產(chǎn)量的44.5%，是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，對(duì)南方不同母質(zhì)發(fā)育的紅壤性水稻土團(tuán)聚體穩(wěn)定性差異進(jìn)行研究能夠區(qū)分出土壤抗蝕性較差的區(qū)域，有利于對(duì)其采取預(yù)防性措施以減少水土流失，為紅壤資源的開發(fā)和利用提供重要的理論依據(jù)。【前人研究進(jìn)展】土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性受到環(huán)境變化［4］影響，一定干濕循環(huán)范圍內(nèi)，隨著干濕循環(huán)次數(shù)增加，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性增加。生物活動(dòng)［5］也會(huì)對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，在土壤中接種蚯蚓能夠增加土壤中穩(wěn)定性團(tuán)聚體。植物的死根和落葉的分解能夠促進(jìn)土壤中有機(jī)質(zhì)的積累，增加土壤中的膠結(jié)物質(zhì)，不同土地利用方式［1,6-7］不同植物會(huì)造成土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的差異。土地利用年限也會(huì)影響土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，長(zhǎng)期進(jìn)行同一種植模式的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性會(huì)隨著種植年限的增加而下降［8］。土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，還受到土壤本身機(jī)械組成、陽離子交換量、黏土礦物組成以及膠結(jié)劑類型等的影響［7,9］。土壤母質(zhì)除造成土壤顏色差異［10］之外，會(huì)引起土壤中有機(jī)質(zhì)、黏粒、鐵鋁氧化物量的差異［11］，進(jìn)而影響土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性。王艷玲等［12］經(jīng)過研究認(rèn)為成土母質(zhì)與利用方式對(duì)紅壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性具有交互作用。目前紅壤區(qū)不同母質(zhì)對(duì)土壤團(tuán)聚體的影響研究有待深入。【本研究切入點(diǎn)】本研究擬通過濕篩法研究不同母質(zhì)發(fā)育的紅壤性水稻土團(tuán)聚體穩(wěn)定性差異，并設(shè)置不同分散液研究不同母質(zhì)發(fā)育的紅壤性水稻土團(tuán)聚體的化學(xué)穩(wěn)定性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究不同母質(zhì)發(fā)育形成的紅壤性水稻土中土壤團(tuán)聚體的水穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，分析不同母質(zhì)發(fā)育的紅壤性水稻土的抗蝕性差異。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

土壤樣品取自江西省紅壤研究所附近，土壤母質(zhì)信息來自1984 年第二次土壤普查江西省進(jìn)賢縣農(nóng)業(yè)區(qū)劃委員會(huì)編制的《進(jìn)賢縣土壤》(江西科學(xué)技術(shù)出版社，1985)，選取該區(qū)域6 種主要水稻土母質(zhì)。

1.2 樣品采集及預(yù)處理

土壤樣品選用不同母質(zhì)發(fā)育的紅壤性水稻土，母質(zhì)類型包括第四紀(jì)紅色黏土、河積物、泥質(zhì)巖類風(fēng)化物、湖積物、酸性結(jié)晶巖類風(fēng)化物和石英巖類風(fēng)化物6 種類型。根據(jù)進(jìn)賢縣土壤母質(zhì)圖采集土樣，具體的采樣地點(diǎn)及樣品編號(hào)見表1。

表1 土壤樣品采樣地點(diǎn)Table 1 Sampling location of soil sample

于2021 年3 月在各取樣點(diǎn)的耕作層和犁底層分別用環(huán)刀采集土樣，每個(gè)處理3 次重復(fù)。采集土樣帶回實(shí)驗(yàn)室后放在遮光、通風(fēng)處進(jìn)行自然風(fēng)干，當(dāng)土壤含水率達(dá)到塑限時(shí)，用手把大塊土壤沿自然破碎面輕輕掰開，剔除大的植物殘?bào)w和石塊，土樣自然風(fēng)干后，用玻璃瓶將土樣磨碎，并過2 mm 土壤篩后裝入密封袋中備用。土壤的容重采用環(huán)刀法測(cè)定，土粒密度采用容量瓶測(cè)定，黏粒量采用激光粒度儀測(cè)定，有機(jī)質(zhì)量采用高溫外加熱濃硫酸-重鉻酸鉀氧化容量法測(cè)定，pH 采用電位計(jì)法測(cè)定，各土樣基本理化性質(zhì)見表2。

表2 土壤基本理化性質(zhì)Table 2 Physical and chemical properties of soil samples

1.3 研究方法

＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量不但與土壤中有機(jī)碳量、全氮量、全磷量具有顯著相關(guān)性，與土壤肥力直接掛鉤，不僅是衡量土壤抗蝕性的指標(biāo)，而且是衡量土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)［13-15］。本試驗(yàn)方法在濕篩法［16］基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定的修改。將10 g 土樣置于鋁盒中，用滴管緩慢地向鋁盒中滴入分散液直至土樣被完全浸潤(rùn)，靜置10 min，將土樣轉(zhuǎn)移到篩孔為0.25 mm 的土壤篩上，分散液分別選擇無水酒精、0.1 mol/L NaOH 溶液、0.002%Na2CO3溶液和0.1 mol/L NaCl 溶液，并設(shè)置超純水作為對(duì)照組。在水桶中注入高度約為20 cm 的超純水，將放有土樣的土壤篩放置于水桶中振蕩，篩的上、下振幅為5 cm，振速為30 次/min，共振蕩10 min。將留在土壤篩上的土樣用洗瓶洗入鋁盒中，放在烘箱中（105 ℃）烘干至恒質(zhì)量，稱量得到土樣的質(zhì)量為m。則＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體的質(zhì)量百分比R0.25計(jì)算方法為：

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2019 進(jìn)行整理和作圖，用SPSS 22.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析的最小顯著差法（Fisher’sLSD）進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅壤區(qū)不同母質(zhì)發(fā)育水稻土團(tuán)聚體的水穩(wěn)性

將6 種母質(zhì)的水稻土耕作層和犁底層的土樣用超純水緩慢浸潤(rùn)再濕篩后，＞0.25 mm 的土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)結(jié)果見圖1。

圖1 不同母質(zhì)發(fā)育及不同土層水稻土的水穩(wěn)性團(tuán)聚體量Fig.1 Content of water stable aggregates in paddy soil with different parent material development and different soil layers

2.1.1 同一母質(zhì)發(fā)育水稻土不同土層土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體量 由圖1 可知，同一母質(zhì)發(fā)育的水稻土耕作層和犁底層的＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量變化顯著，耕作層的水穩(wěn)性團(tuán)聚體量是犁底層的1.25～2.65 倍，湖積物最大（2.65），河積物最?。?.25）。湖積物發(fā)育的水稻土犁底層土壤有機(jī)質(zhì)量最低，而土壤黏粒量處于較高水平，因此水浸潤(rùn)土壤時(shí)，有機(jī)質(zhì)對(duì)團(tuán)聚體穩(wěn)定性的增強(qiáng)作用減弱，而蒙脫石的消散作用增強(qiáng)，最終導(dǎo)致湖積物發(fā)育的水稻土相較于其他母質(zhì)發(fā)育的水稻土，犁底層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量與耕作層相比大幅減小。

2.1.2 同一土層不同母質(zhì)發(fā)育水稻土土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體量 對(duì)同一土層不同母質(zhì)發(fā)育的水稻土水穩(wěn)性團(tuán)聚體量進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)，不同母質(zhì)類型的土樣間土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體存在顯著差異。耕作層土壤＞0.25 mm 的水穩(wěn)性團(tuán)聚體量，呈石英巖類風(fēng)化物（64.50%）＞酸性結(jié)晶巖類風(fēng)化物（58.63%）＞湖積物（54.90%）＞河積物（42.47%）＞第四紀(jì)紅黏土（34.23%）＞泥質(zhì)巖類風(fēng)化物（24.17%）。犁底層土壤＞0.25 mm 的水穩(wěn)性團(tuán)聚體量，呈石英巖類風(fēng)化物（36.35%）＞酸性結(jié)晶巖類風(fēng)化物（35.37%）＞河積物（34.00%）＞第四紀(jì)紅黏土（26.57%）＞湖積物（20.77%）＞泥質(zhì)巖類風(fēng)化物（17.40%）。除了湖積物發(fā)育的水稻土外，其余母質(zhì)發(fā)育的水稻土犁底層土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體量的變化規(guī)律基本和耕作層土壤一致。根據(jù)相關(guān)性分析，水稻土水穩(wěn)性團(tuán)聚體量與有機(jī)質(zhì)呈極顯著正相關(guān)，與土粒密度、pH 呈極顯著負(fù)相關(guān)，與土壤容重呈顯著負(fù)相關(guān)；土粒密度、有機(jī)質(zhì)量、土壤容重互相呈極顯著相關(guān)，黏粒量與土粒密度呈極顯著正相關(guān)，與有機(jī)質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)。不同母質(zhì)通過黏粒量、土粒密度、土壤容重影響有機(jī)質(zhì)在土壤團(tuán)聚體中的積累，最終引起不同母質(zhì)水稻土在同一土層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量的差異。

2.2 紅壤區(qū)不同母質(zhì)發(fā)育及不同土層水稻土團(tuán)聚體的化學(xué)穩(wěn)定性

土壤經(jīng)無水酒精、NaOH 溶液、Na2CO3溶液和NaCl 溶液分散后的土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體量結(jié)果見表3。由表3 可知，經(jīng)無水酒精分散處理后，水稻土耕作層和犁底層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量的比值變化范圍為0.99～1.05，平均為1.02，不同母質(zhì)發(fā)育的水稻土耕作層和犁底層的土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體量變化不同。其中，河積物發(fā)育的水稻土耕作層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量小于犁底層，但二者差異不顯著；其余母質(zhì)發(fā)育的水稻土耕作層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量均高于犁底層，但第四紀(jì)紅黏土發(fā)育的水稻土耕作層和犁底層的水穩(wěn)性團(tuán)聚體差異不顯著，而泥質(zhì)巖類風(fēng)化物、湖積物、酸性結(jié)晶巖類風(fēng)化物和石英巖類風(fēng)化物發(fā)育的水稻土的耕作層和犁底層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量差異顯著。

表3 不同分散液影響下不同母質(zhì)發(fā)育及不同土層水稻土的水穩(wěn)性團(tuán)聚體量Table 3 Contents of water stable aggregates in paddy soil with different parent material development and different soil layers under the influence of different dispersions

采用NaOH 溶液作為分散液，水稻土耕作層和犁底層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量的比值變化范圍為0.66～1.12，平均為0.88，土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體量在耕作層和犁底層的變化無明顯規(guī)律可尋。其中，第四紀(jì)紅黏土、泥質(zhì)巖類風(fēng)化物、酸性結(jié)晶巖類風(fēng)化物和石英巖類風(fēng)化物發(fā)育的水稻土耕作層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量顯著低于犁底層，河積物和湖積物發(fā)育的水稻土耕作層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量高于犁底層，但河積物發(fā)育的水稻土耕作層和犁底層水穩(wěn)性團(tuán)聚體差異不顯著，而湖積物發(fā)育的水稻土耕作層和犁底層水穩(wěn)性團(tuán)聚體的差異顯著（數(shù)據(jù)未列）。同時(shí)，同一土層不同母質(zhì)類型的水稻土經(jīng)NaOH 溶液分散處理后，水穩(wěn)性團(tuán)聚體量差異顯著，對(duì)于耕作層而言，酸性結(jié)晶巖類風(fēng)化物發(fā)育的水稻土水穩(wěn)性團(tuán)聚體量最高，其次為石英巖類風(fēng)化物和湖積物發(fā)育的水稻土。

與無水乙醇和NaOH 溶液緩慢浸潤(rùn)土樣處理不同的是，采用Na2CO3溶液作為分散液，6 種母質(zhì)發(fā)育的水稻土耕作層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量均顯著高于犁底層的，耕作層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量與犁底層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量的比值變化范圍為1.11～2.36，平均為1.62。同一土層不同母質(zhì)發(fā)育的水稻土經(jīng)Na2CO3溶液緩慢浸潤(rùn)后 的水穩(wěn)性團(tuán)聚體量差異顯著，耕作層土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體量呈石英巖類風(fēng)化物（62.90%）＞酸性結(jié)晶巖類風(fēng)化物（59.80%）＞湖積物（54.03%）＞河積物（44.23%）＞第四紀(jì)紅黏土（36.03%）＞泥質(zhì)巖類風(fēng)化物（29.20%）。

與Na2CO3溶液對(duì)土樣進(jìn)行預(yù)處理相類似，采用NaCl 溶液作為分散液，6 種母質(zhì)發(fā)育的水稻土耕作層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量也均顯著高于犁底層，耕作層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量與犁底層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量的比值變化范圍為1.41～3.13，平均為2.04。6 種母質(zhì)的水稻土耕作層土樣經(jīng)NaCl 溶液浸潤(rùn)后的水穩(wěn)性團(tuán)聚體量差異顯著，耕作層土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體量呈石英巖類風(fēng)化物（57.67%）＞酸性結(jié)晶巖類風(fēng)化物（57.20%）＞湖積物（53.23%）＞河積物（35.90%）＞第四紀(jì)紅黏土（28.43%）＞泥質(zhì)巖類風(fēng)化物（27.43%）。

2.3 分散液處理對(duì)土壤水穩(wěn)定性的影響及相關(guān)性分析

對(duì)比圖1 和表3 可知，用無水酒精緩慢浸潤(rùn)土樣得到的＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量顯著高于超純水處理。6 種母質(zhì)類型的水稻土土樣分別采用無水酒精和超純水對(duì)土樣進(jìn)行緩慢浸潤(rùn)得到的＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量的比值變化范圍為1.39～4.58，平均為2.66。其中，耕作層土壤二者的比值變化范圍為1.39～3.45，平均為2.09；犁底層土壤二者比值的變化區(qū)間為2.37～4.58，平均為3.22。同一母質(zhì)發(fā)育的水稻土耕作層土壤分別采用無水酒精和超純水對(duì)土樣進(jìn)行緩慢浸潤(rùn)得到的＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量的比值均顯著小于犁底層。無水酒精對(duì)土壤團(tuán)聚體分散有較強(qiáng)的抑制作用，其原因是無水酒精是一種有機(jī)質(zhì)溶液，會(huì)使土壤團(tuán)聚體趨向形成更大的團(tuán)聚體，同時(shí)其能夠驅(qū)趕土壤結(jié)構(gòu)孔隙中的空氣，降低土壤浸潤(rùn)過程中封閉在孔隙中的空氣的爆破壓力，增大了團(tuán)聚體的穩(wěn)定性。耕作層土壤有機(jī)質(zhì)量高于犁底層土壤，黏粒量低于犁底層，有機(jī)質(zhì)對(duì)團(tuán)聚體穩(wěn)定性的增強(qiáng)作用和黏粒的消散作用導(dǎo)致水稻土耕作層土樣在純水緩慢浸潤(rùn)后的土壤團(tuán)聚體量顯著高于犁底層，而經(jīng)無水酒精浸潤(rùn)處理后二者差異較小，所以雖然耕作層土壤經(jīng)無水酒精分散處理后，水穩(wěn)定性團(tuán)聚體量相比于超純水處理有一定的增大，但增幅沒有犁底層土壤明顯。

采用NaOH 溶液和超純水對(duì)土樣進(jìn)行浸潤(rùn)得到的＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量的比值變化范圍為0.14～0.71，平均為0.32。其中，耕作層土壤二者的比值變化范圍為0.14～0.33，平均為0.21；犁底層土壤二者比值的變化區(qū)間為0.16～0.71，平均為0.42。采用NaOH 溶液作為分散液，土壤中的水穩(wěn)性團(tuán)聚體量相對(duì)于超純水顯著降低。氫氧化鈉溶液會(huì)溶解土壤中強(qiáng)聚集有機(jī)質(zhì)，此外土壤黏粒是土壤團(tuán)聚體的膠結(jié)劑之一，溶液中的Na+會(huì)引起其膨脹或分散，從而起到分散土壤團(tuán)聚體的效果［17］。

采用Na2CO3溶液與采用超純水對(duì)土樣進(jìn)行浸潤(rùn)得到的＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量的比值變化范圍為0.98～1.21，平均為1.06。其中，耕作層土壤二者的比值變化范圍為0.98～1.21，平均為1.05；犁底層土壤二者比值的變化區(qū)間為0.98～1.17，平均為1.07。雖然陽離子相同，但是Na2CO3溶液對(duì)土壤團(tuán)聚體的分散作用顯著低于NaOH 溶液，這主要是由于 Na2CO3會(huì)與土壤中的Ga2+、Mg2+離子發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生鈣鎂碳酸鹽，鈣鎂碳酸鹽也是一種重要的土壤團(tuán)聚體膠結(jié)劑,碳酸鈣在土壤團(tuán)聚形成的早期階段絮凝黏土顆粒，然后被大量的氧化鐵封閉成團(tuán)聚體［12］，其對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的增強(qiáng)作用在一定程度上抵消了Na+離子對(duì)團(tuán)聚體的分散作用。

采用NaCl 溶液與采用超純水對(duì)土樣進(jìn)行浸潤(rùn)得到的＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量的比值變化范圍為0.64～1.14，平均為0.86。其中，耕作層土壤二者的比值變化范圍為0.83～1.14，平均為0.94；犁底層土壤二者比值的變化區(qū)間為0.64～0.90，平均為0.77。與用超純水浸潤(rùn)處理相比，采用 NaCl溶液作為分散液，除泥質(zhì)巖類風(fēng)化物發(fā)育的水稻土耕作層水穩(wěn)性團(tuán)聚體量顯著增大外，其他土樣的水穩(wěn)性團(tuán)聚體量均有不同程度的降低。NaCl 溶液對(duì)土壤團(tuán)聚體的分散作用主要源于Na+對(duì)土壤團(tuán)聚體的分散。

對(duì)耕作層土壤在不同分散液中的水穩(wěn)性團(tuán)聚體量與土壤有機(jī)質(zhì)量進(jìn)行相關(guān)性分析，超純水、NaOH 溶液、Na2CO3溶液、NaCl 溶液作分散液時(shí)，＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量與耕作層土壤有機(jī)質(zhì)量均呈極顯著正相關(guān)（數(shù)據(jù)未列）。不區(qū)分土層時(shí)除了NaOH 溶液，其他分散液水穩(wěn)性團(tuán)聚體量均與土壤有機(jī)質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)。

同一母質(zhì)發(fā)育的水稻土經(jīng)超純水緩慢浸潤(rùn)處理后，耕作層的＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量顯著高于犁底層的；同一土層不同母質(zhì)發(fā)育的水稻土＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量也存在顯著差異，耕作層土壤的＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量，呈石英巖類風(fēng)化物＞酸性結(jié)晶巖類風(fēng)化物＞湖積物＞河積物＞第四紀(jì)紅黏土＞泥質(zhì)巖類風(fēng)化物。除了湖積物發(fā)育的水稻土外，其余母質(zhì)發(fā)育的水稻土犁底層土壤＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量的變化規(guī)律基本和耕作層土壤一致。

同一土樣的團(tuán)聚體水穩(wěn)定性對(duì)不同的分散液的響應(yīng)情況不同，4 種分散液對(duì)土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)定性的影響程度從＞0.25 mm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體量來看，基本呈無水酒精＞ Na2CO3溶液＞NaCl 溶液＞NaOH 溶液。無水酒精顯著增加了土樣＞0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體量。NaOH 溶液顯著減少了＞0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體量。

土壤不同理化性質(zhì)之間的相關(guān)系數(shù)見表4。不同分散液影響下土壤團(tuán)聚體量與土壤各理化性質(zhì)的相關(guān)系數(shù)見表5。

表4 土壤不同理化性質(zhì)相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficients of different physical and chemical properties of soil

表5 不同分散液影響下水穩(wěn)性團(tuán)聚體量與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation coefficients between water stable aggregate contents and soil physical and chemical properties under the influence of different dispersions

3 討論

土壤有機(jī)質(zhì)和黏粒是土壤團(tuán)聚體的重要膠結(jié)劑［18-19］。土壤中有機(jī)質(zhì)一般以腐殖酸和腐殖酸鹽的形式存在腐殖質(zhì)表面的官能團(tuán)與土壤表面的金屬陽離子作用形成有機(jī)無機(jī)復(fù)合體，從而對(duì)土壤中的其他土壤顆粒產(chǎn)生粘結(jié)作用，形成穩(wěn)定團(tuán)聚體；另一方面有機(jī)質(zhì)通過在土壤周圍形成疏水基團(tuán)減緩水分浸潤(rùn)團(tuán)聚體的速率，從而提高團(tuán)聚體穩(wěn)定性［19］。黏粒之間的相互作用也是導(dǎo)致土壤聚集的主要原因之一，土壤礦物成分的差異會(huì)影響?zhàn)ね恋奈锢砘瘜W(xué)分散和團(tuán)聚體的物理崩解，不同類型的土壤黏粒形成的團(tuán)聚體穩(wěn)定性不同，含有蒙脫石的土壤的物理化學(xué)分散和團(tuán)聚體的物理崩解程度大于不含蒙脫石的土壤［18］。有機(jī)質(zhì)和黏粒均能增強(qiáng)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，但在本實(shí)驗(yàn)中水稻土水穩(wěn)性團(tuán)聚體量?jī)H與土壤有機(jī)質(zhì)量極顯著正相關(guān)，與土壤黏粒量無顯著相關(guān)關(guān)系?？赡苁且?yàn)殡m然土壤黏粒能增強(qiáng)土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，但不同礦物組成的土壤黏粒對(duì)土壤水穩(wěn)性的影響不一，浸潤(rùn)過程中土壤黏粒中的蒙脫石遇水會(huì)膨脹，對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定產(chǎn)生負(fù)面影響［18］，土壤浸潤(rùn)過程中的消散作用隨黏粒量的增加而增強(qiáng)［20-21］，這種消散作用掩蓋了黏粒對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的增強(qiáng)作用。

胡國(guó)成等［22］經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿環(huán)境均會(huì)顯著降低水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量。本試驗(yàn)中NaOH 溶液作分散液會(huì)造成紅壤性水稻土水穩(wěn)性團(tuán)聚體量顯著下降，這一結(jié)果與的胡國(guó)成等的研究結(jié)果一致。Na+是高強(qiáng)度的分散劑，土壤溶液中及可交換點(diǎn)位的可交換性Na+會(huì)形成排斥電荷，導(dǎo)致土粒分散從而促進(jìn)團(tuán)聚體的破壞［17］。NaCl溶液作分散液除了使石灰?guī)r耕作層土樣的水穩(wěn)定性團(tuán)聚體量略有增加外，使其他土樣水穩(wěn)性團(tuán)聚體量均有不同程度降低，驗(yàn)證了 Na+對(duì)土壤團(tuán)聚體具有分散作用。Na2CO3溶液作分散液對(duì)不同母質(zhì)發(fā)育的水稻土影響不一，是Na+對(duì)水穩(wěn)性團(tuán)聚體的分散作用［17］和CO32-對(duì)土壤顆粒的絮凝作用［19］綜合作用的結(jié)果。紅壤區(qū)水稻土耕作層土壤在超純水、NaOH 溶液、Na2CO3溶液和NaCl 溶液中的水穩(wěn)性團(tuán)聚體量均與土壤有機(jī)質(zhì)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，這一結(jié)果與魏朝富等［23］、章明奎等［24］、劉晶等［25］、于海艷等［26］的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

（1）南方紅壤區(qū)耕作層不同母質(zhì)發(fā)育的水稻土團(tuán)聚體穩(wěn)定性差異較大。不同母質(zhì)耕作層土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱依次為石英巖類風(fēng)化物、酸性結(jié)晶巖類風(fēng)化物、湖積物、河積物、第四紀(jì)紅黏土、泥質(zhì)巖類風(fēng)化物。泥質(zhì)巖類風(fēng)化物發(fā)育的水稻土水穩(wěn)性最差，土體抗蝕性最弱，因此在該水稻土分布區(qū)域進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意采取預(yù)防性措施，以減少該區(qū)域的土壤流失。

（2）相同母質(zhì)在超純水、Na2CO3溶液、NaCl 溶液中耕作層水稻土水穩(wěn)性均顯著高于犁底層水稻土，說明耕作層水稻土經(jīng)過多年耕作，土壤熟化程度較犁底層更高，土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性較強(qiáng)，土壤抗蝕性較強(qiáng)。

（3）無水乙醇中土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量明顯增加，且在各分散液中水穩(wěn)性團(tuán)聚體量均與有機(jī)質(zhì)量顯著正相關(guān)，說明有機(jī)質(zhì)能夠提高土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性，增強(qiáng)土壤抗蝕性。NaOH 溶液做分散液時(shí)水稻土樣本水穩(wěn)性均顯著降低，說明強(qiáng)堿環(huán)境會(huì)破壞水稻土的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，削弱土壤抗蝕性。