生草覆盖对经果林土壤团聚体稳定性的影响

Effects of grass cover on stability of soil aggregates in economic fruit forests

摘要

目的 探究不同生草覆盖对经果林土壤团聚体稳定性的影响，揭示经果林土壤性质及团聚体对生草覆盖的响应及其协同调控机制。 方法 选取光叶苕子（T₁）、肥田萝卜（T₂）、平托花生（T₃）及光叶苕子、平托花生和宽叶雀稗混播（T₄）的经果林土壤为研究对象，应用湿筛法和Le Bissonnais法分析生草覆盖对土壤团聚体稳定性的影响。 结果 ①湿筛处理下，生草覆盖显著提高了水稳性大团聚体（>0.25 mm）的含量，表现为T₃（83.47%）>T₁（82.20%）>T₄（79.98%）>T₂（76.75%）>CK（74.30%），且平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）较清耕显著提升。 ②Le Bissonnais法处理下，快速湿润（FW）对>2 mm粒径团聚体崩解程度最大，慢速湿润（SW）对团聚体的破坏作用最小，<0.25 mm粒级占比为15.02%~23.81%，而预湿润后扰动（WS）的稳定性指标增幅最高。团聚体稳定性表现为SW>WS>FW。相对消散指数（RSI）和机械破碎指数（RMI）差异显著，RSI>RMI，其中T₂处理的RSI值最小，T₃处理的RMI值最小。 ③干筛法和湿筛法处理下的土壤分形维数平均值分别为1.89和2.46，不同生草处理下的分形维数（D）、结构破坏率（PAD）和不稳定团粒指数（E_LT）存在显著差异，T₁处理的PAD值较CK降低了16.25%，不同处理均显著降低了E_LT值。相关性分析和通径分析表明，土壤团聚体稳定性受总孔隙度、毛管孔隙度、容重、土壤有机碳和机械组成的综合影响，其中土壤有机碳是关键因素。 结论 生草覆盖通过减弱暴雨或灌溉冲击对团聚体的消散破坏作用，显著提升经果林土壤团聚体稳定性，优化土壤结构。其中，肥田萝卜和平托花生两种生草覆盖方式在实践中表现出显著优势。

Abstract

Objective The effects of different grass coverage on the stability of soil aggregates in economic fruit forests were explored to reveal the responses of soil properties and aggregates to grass cover in these forest forests and their coordinated regulation mechanisms. Methods Soils of economic fruit forests with Vicia villosa （T₁）， Raphanus sativus （T₂）， R. sativus （T₃）， and mixed sowing of V. villosa， R. sativus， and Paspalum wettsteinii （T₄）， were analyzed using the wet sieving and Le Bissonnais methods to assess the effects of grass mulching on the stability of soil aggregates. Results ① Under the wet sieving treatment， grass mulching significantly increased the content of water-stable macroaggregates （>0.25 mm）， with T₃ （83.47%）>T₁ （82.20%）>T₄ （79.98%）>T₂ （76.75%）>control （CK； 74.30%）， showing notable increases. Additionally， both the mean weight and geometric mean diameters were significantly higher in the grass-mulched treatments compared to those with clearing tillage. ② Under the Le Bissonnais method， fast wetting （FW） caused the greatest disintegration of aggregates larger than 2 mm， whereas slow wetting （SW） had the least destructive effect， with the percentage of aggregates smaller than 0.25 mm ranging from 15.02% to 23.81%. The highest increase in stability indices was observed with pre-wetting followed by disturbance （WS）. The aggregate stability followed the order： SW>WS>FW. Significant differences were observed between relative slaking index （RSI） and relative mechanical index （RMI）， with RSI being greater than RMI. Among the treatments， the T₂ treatment had the smallest RSI value， whereas the T₃ treatment had the smallest RMI value. ③ The mean soil fractal dimension values under dry and wet sieving treatments were 1.89 and 2.46， respectively. Significant differences were observed in fractal dimension （D）， structural damage rate （PAD）， and unstable aggregates index （E_LT） across different raw herbaceous treatments. The PAD value of the T₁ treatment was reduced by 16.25% compared with that of the CK， and all the treatments of T₁—T₄ significantly reduced the E_LT value. Correlation and pathway analyses indicated that the stability of soil aggregates was affected by total porosity， capillary porosity， bulk weight， soil organic carbon， and mechanical composition， among which soil organic carbon was the key factor. Conclusion Grass mulching significantly enhanced the stability of soil aggregates and optimized soil structure in an economic fruit forest by attenuating the dissipative damage caused by heavy rainfall or irrigation on aggregates. Among these， two grass mulching treatments， R. sativus and R. sativus， showed significant advantages in practice.

Graphical abstract

关键词

Le Bissonnais法 / 水稳性团聚体 / 生草覆盖 / 团聚体稳定性

Key words

Le Bissonnais method / water-stable aggregates / grass cover / aggregates stability

文献参数： 闫桂菀， 董文斌， 韦彩会， 等.生草覆盖对经果林土壤团聚体稳定性的影响［J］.水土保持通报，2025，45（4）：29-39. Citation:Yan Guiwan， Dong Wenbin， Wei Caihui， et al. Effects of grass cover on stability of soil aggregates in economic fruit forests ［J］. Bulletin of Soil and Water Conservation，2025，45（4）：29-39.

土壤稳定性与其团聚体结构密切相关。土壤团聚体通过有机或无机物质胶结依次形成微聚集体（<0.25 mm）和大团聚体（>0.25 mm），成为土壤的基本结构单位^［1］。团聚体不仅是土壤物质循环和能量流动的核心载体，还能通过其孔隙结构调控土壤有机质、微生物活性及功能表现。稳定的团聚体能够有效保护有机碳免于降解，减少雨滴溅蚀对土壤结构的破坏^［2］，并与土壤理化性质^［3］、固碳能力^［4］、养分循环^［5］以及抗侵蚀能力^［2］直接关联。通常粒径>0.25 mm团聚体被认为是较理想的团聚体，具有较好的蓄水保墒能力和通气性。然而，其他粒径团聚体在土壤结构和功能中也具有重要作用。因此，通过分析平均重量直径、分形维数、团聚体破坏率以及土壤不稳定团粒指数等指标来评估团聚体的分布特征及其稳定性，可全面揭示土壤团聚体结构特征。土壤团聚体稳定性不仅反映了土壤中水、气体和养分的储存与转移效率，还与土壤肥力、植物生长和生态系统平衡密切相关^［6］。研究影响土壤团聚体结构稳定性的因素，对于提升土壤质量，优化管理措施至关重要。

经果林作为中国农业的重要组成部分，产生巨大的经济效益^［7］。然而，大规模的集约化管理和常年耕作导致土地退化、耕地面积减少、生产力下降以及泥沙淤积等问题，这些生态问题已成为农业经济发展的主要障碍^［8］。Wei Binmeng等^［9］研究发现渭北干旱高原的苹果园中，土壤团聚体稳定性在土壤压实过程中起着重要作用。生草覆盖作为经果林的一项节水保墒措施，可有效稳定土壤结构，协调水肥气热供应^［10］。生草覆盖通过地上遮荫、增加地上和地下生物量、改善土壤结构和根系活化成分，影响土壤有机碳、全氮等养分和土壤团聚体稳定性^［11］。近年来，关于土壤团聚体稳定性的研究方法不断丰富，其中湿筛法和Le Bissonnais（LB）法是两种常用的方法。湿筛法主要通过机械振动来测定土壤团聚体的水稳定性，而LB法则涉及土壤团聚体分解的几种机制（消散作用、机械扰动和差异性黏粒膨胀），包括快速湿润、预湿润后扰动和慢速湿润3种试验，分别代表了不同的降雨条件（暴雨、机械扰动和小雨）。已有研究显示了LB方法在各土壤类型中的适用性^［12］，不仅可以从团聚体崩解机制方面对土壤结构进行区别评价，还能追溯致使土壤结构破坏的作用来源^［13］。然而，目前对于经果林生草覆盖下土壤团聚体稳定性的研究多集中于单一方法的应用，缺乏对不同方法结果的综合比较和分析。深入研究土壤团聚体的稳定性特征，对于全面了解土壤的形成演变规律和生态功能，尤其对改善经果林土壤结构、促进土壤生态系统健康和可持续发展具有重要的理论和应用价值。

本研究采用湿筛法和Le Bissonnais（LB）法，系统研究经果林生草覆盖下土壤团聚体的稳定性特征，旨在探讨经果林生草覆盖下土壤团聚体稳定性的多维度特征，以及不同方法在评价土壤团聚体稳定性方面的优势和局限性，期望能够为经果林土壤的可持续利用和生态环境保护提供理论支持和技术指导，进一步推动土壤科学在生态系统服务领域的应用与发展。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于广西农业科学院武鸣里建基地内（22°59′58″—23°33′16″N，107°49′26″—108°37′22″E），如图1所示。供试经果林的柑橘品种为沃柑（Citrus sinensis×C. reticulata）。该区地处亚热带季风气候区，光热充足，雨量充沛，夏湿冬干，植物种类繁多。年平均气温21.7 ℃，年降水量1 100~1 700 mm，年平均相对湿度80%，气候温和，霜少无雪。土壤类型主要为红壤。

1.2 样品采集

试验区果树自2020年3月种植以来，生长态势良好。所有果树施肥量均参考当地果农施肥习惯，其余管理方式均保持一致，每小区6株果树，长势一致，株距2 m，行距4 m，小区规格为4 m×4 m。试验小区位于平地，地形平坦。试验设置4种生草覆盖处理：T₁（光叶苕子）、T₂（肥田萝卜）、T₃（平托花生）和T₄（光叶苕子+肥田萝卜+宽叶雀稗混播），以清耕处理（CK）为对照。所有绿肥均从2020年10月开始播种。光叶苕子、肥田萝卜、宽叶雀稗于每年10月在果树行间进行撒播并覆盖地膜以保证发芽率，平托花生于2020年种植至今，各植被均为自然枯死后定点覆盖在地面上，在植物生长过程中未使用过肥料。试验采用完全随机区组排列，每处理3个重复，每行设置垄沟。所有生草植物均按需水量灌溉，其他管理方法相同。

于2024年12月采集土壤样品。在试验小区滴水线内随机设置土壤采样点，去除表面凋落物后，采集每小区表层（0—20 cm）土壤样品和环刀土样，共得到30个土壤样品，放入密封袋中带回室内。将其中15个散装土壤样品沿自然结构掰开，过5 mm筛，挑出动植物残体和小石块等，在室内风干后进行样品分析。样地土壤基本理化性质如表1所示^［4］。

1.3 土壤团聚体稳定性分析

土壤团聚体稳定性利用干筛法、湿筛法和LB法进行测定。采用干筛法测得各粒径范围团聚体占土壤总量的百分比，将原状土壤自然风干后沿自然裂隙轻掰成直径约1 cm的小块，依次通过孔径为2，1和0.25 mm的土壤套筛，分别称重并计算。水稳性团聚体采用Elliott土壤团聚体湿筛法测定^［4］，按干筛比例配成50 g样品，放入土壤团粒分析仪（DM200-V，德码信息技术有限公司，上海）套筛中，套筛孔径自上而下依次为2，1，0.25 mm，上下振荡（振幅为38 mm，30次/min），将各粒径团聚体转移至铝盒，烘干至恒重后称量。采用LB法研究土壤团聚体在3种处理下的破坏机制，选取3~5 mm土壤团聚体烘干至恒重，使样品初始含水量一致。分别将5 g样品通过快速湿润（FW）、预湿润振荡（WS）、慢速湿润（SW）3种处理，转入铝盒中烘干至恒重，然后通过2，1，0.25 mm的土壤套筛，称量各粒级团聚体的质量。

1.4 数据处理与分析

（1） 团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）。计算公式为^［13］

\mathrm{M}\mathrm{W}\mathrm{D}={\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}{x}_i{w}_i（1）

\mathrm{G}\mathrm{M}\mathrm{D}=\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}\left(\frac{{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^{\mathrm{4}}}\left(w_i\times \mathrm{l}\mathrm{n}{x}_i\right)}{{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^{\mathrm{4}}}\left(w_i\right)}\right)（2）

式中：x_i 为任一粒径范围内土壤平均直径（mm）； w_i 为第i个粒级团聚体的百分含量。

（2） 土壤团聚体分形维数（D）。计算公式为^［14］

D=\mathrm{3}-\frac{\mathrm{l}\mathrm{g}(W_i/m)}{\mathrm{l}\mathrm{g}(X_i/X_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}})}（3）

式中：W_i 为粒径小于X_i 的土壤团聚体累计重量（g）；m为干筛或湿筛土样的总质量（g）； X_i 为第i个粒级团聚体的平均粒径（mm）； X_max是最大粒级团聚体的平均直径（mm）。

（3） 结构体破坏率（PAD）。计算公式为^［15］

\mathrm{P}\mathrm{A}\mathrm{D}=\frac{\mathrm{D}{{\mathrm{R}}_{>}}_{\mathrm{0.25}}-\mathrm{W}{{\mathrm{R}}_{>}}_{\mathrm{0.25}}}{\mathrm{D}{{\mathrm{R}}_{>}}_{\mathrm{0.25}}}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}（4）

式中：DR_>0.25为风干团聚体中>0.25 mm粒级所占的比例（%）； WR_>0.25为水稳性团聚体中>0.25 mm粒级所占的比例（%），即WSA， Water-stable aggregate。

（4） 土壤不稳定团粒指数（E_LT）。计算公式为^［16］

E_{LT}=\frac{W_T-\mathrm{W}{\mathrm{R}}_{\mathrm{0.25}}}{W_T}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}（5）

式中：W_T 为土样的总质量（g）； WR_0.25为水稳性团聚体质量（g）。

（5） 相对消散指数（RSI）及相对机械破碎指数（RMI）。计算公式为^［17］

\mathrm{R}\mathrm{S}\mathrm{I}=\frac{\mathrm{M}\mathrm{W}{\mathrm{D}}_{\mathrm{S}\mathrm{W}}-\mathrm{M}\mathrm{W}{\mathrm{D}}_{\mathrm{F}\mathrm{W}}}{\mathrm{M}\mathrm{W}{\mathrm{D}}_{\mathrm{S}\mathrm{W}}}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}（6）

\mathrm{R}\mathrm{M}\mathrm{I}=\frac{\mathrm{M}\mathrm{W}{\mathrm{D}}_{\mathrm{S}\mathrm{W}}-\mathrm{M}\mathrm{W}{\mathrm{D}}_{\mathrm{W}\mathrm{S}}}{\mathrm{M}\mathrm{W}{\mathrm{D}}_{\mathrm{S}\mathrm{W}}}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}（7）

式中：MWD_FW，_{MWDSW，MWDWS分别为快速、慢速和预湿润振荡处理下的平均重量直径。}

1.5 统计分析

通过Excel 2019及SPSS 26.0进行统计分析处理，利用方差分析（ANOVA）和Duncan法分析不同处理间的差异显著性，多重比较利用最小显著极差法（LSD），显著水平为p<0.05。利用Pearson相关系数法和通径分析进行相关性分析，图表由Origin 2021和Excel 2019完成。

2 结果与分析

2.1 干筛法处理下土壤团聚体分布及稳定性特征

干筛后，生草覆盖处理下各个粒级均有分布，以大团聚体（>0.25 mm粒径）为主，4种生草处理与CK相比，>2 mm粒径团聚体占比显著提高，其中T₃处理增幅最大。生草覆盖处理均以.>2 mm粒径团聚体占比最大。CK中各粒径团聚体含量分布均匀；T₁，T₂和T₄处理降低了<0.25 mm粒径团聚体含量（图2），表明不同处理对各粒径影响存在差异。

平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）是反映土壤团聚体组成稳定性的重要指标。生草覆盖能够显著提高土壤团聚体MWD和GMD，表明其平均粒径较大，稳定性强，抗侵蚀能力高。与CK相比，生草覆盖后土壤团聚体MWD提高。GMD值的变化规律与MWD值相似，生草覆盖后GMD相较于CK均有提高。由此可见，在经果林生长过程中，生草覆盖对土壤团聚体分布有显著影响。促进了土壤中0.25~2 mm粒径团聚体的形成，并显著增强土壤团聚体稳定性，其中T₄处理提高MWD效果最佳，T₃处理提高GMD效果最佳。

2.2 湿筛法处理下土壤团聚体分布及稳定性特征

湿筛后，生草覆盖处理下各个粒级分布特征与干筛有所差异，但总体仍以水稳性大团聚体（>0.25 mm）为主，含量为54.2%~69.55%（图3）。其中，>2.00 mm粒径团聚体，4种生草覆盖处理整体表现为：T₃（38.93%）>T₄（26.85%）>T₁（21.48%）>CK（19.39%）>T₂（18.52%），T₃处理下较CK显著提高了1.01倍。1.00~2.00 mm粒径团聚体含量较低（11.1%~15.55%），T₁占比最大。0.25~1.00 mm粒径团聚体含量为：T₁（27.36%）>T₂（23.48%）>T₄（21.38%）>CK（18.1%）>T₃（16.37%），T₁处理较CK增加9.26%。CK处理下<0.25 mm粒径微团聚体占比最高（51.41%），而生草覆盖处理后显著减少30.45%~45.80%，降幅为5.61%~20.96%。

湿筛法测得MWD和GMD值如图3所示，5种处理的土壤MWD和GMD值分别为0.80~1.61 mm和0.40~0.70 mm，可见生草覆盖能够显著提高土壤水稳性团聚体MWD和GMD。5种处理平均MWD值从大到小表现为：T₃>T₄>T₁>T₂>CK， T₁—T₄较CK提高了1.23%~46.10%。GMD值与MWD值变化规律相同。T₁—T₄处理下土壤水稳性团聚体的GMD较CK增加了0.03~0.30 mm，与MWD值趋势相似，T₃处理后土壤水稳性团聚体的MWD和GMD值均最高。综合来看，生草覆盖处理影响土壤团聚体稳定性，其中T₃处理下土壤水稳性团聚体结构相对更稳定。

土壤分形维数（D）、结构破坏率（PAD）和土壤不稳定团粒指数（E_lT）是评估土壤团聚体稳定性的重要指标。土壤分形维数（D）是描述土壤颗粒或团聚体大小分布不均匀性的关键参数，在研究土壤性质以及土壤环境问题中扮演了“纽带”角色^［18］。较小的分形维数通常意味着分布相对均匀，土壤结构通透性更好。在本研究中，不同处理的土壤团聚体分形维数（D值）存在差异，T₁—T₄处理后D值呈波动下降趋势（表2）。与清耕处理（CK）相比，T₁—T₄处理的D_dr和D_wr分别降低了20.83%~34.16%和1.51%~6.91%。T₁—T₄处理下的D_dr值均<2.00，说明土壤颗粒相对较大，团聚体结构更为稳定。表明生草覆盖显著降低了机械土壤团聚体分形维数和水稳性团聚体分形维数，进而增强了土壤团聚体稳定性和抗水蚀性。在经果林不同生草覆盖处理下，土壤团聚体的破碎度指数（PAD）和不稳定团粒指数（E_LT）表现出显著差异。生草覆盖处理后的PAD值为27.11~43.36，其中T₁处理的湿筛破碎程度最小，PAD值较清耕处理（CK）降低了16.25。E_LT值范围为31.40~44.35，T₁—T₄处理均显著降低了E_LT值，尤其是T₃处理降低了29.20%。对于PAD和E_LT，其值越小表示土壤团聚体越稳定。研究表明，生草覆盖能够显著降低这两个指标，其中T₁和T₃处理效果最为显著，这表明生草覆盖能够降低土壤在外界扰动下的破碎程度。

2.3 LB法处理下土壤团聚体分布及稳定性特征

生草覆盖对团聚体粒径分布有着显著影响（图4）。相较于WS和SW处理的机械扰动和差异性黏粒膨胀效应，在快速湿润处理（FW）下，5个处理的土壤团聚体各粒级均有所分布，1~2 mm和<0.25 mm粒级的土壤团聚体较少，占比分别为14.01%~18.84%和10.37%~25.42%。T₁—T₄处理显著增加了1~2 mm粒级的土壤团聚体含量，显著降低了<0.25 mm粒级的土壤团聚体含量，其中T₂变化幅度最大。5种处理均以0.25~1 mm粒级为主，各处理间差异不大，含量分别表现为：T₄（40.91%）>CK（38.43%）>T₁（37.51%）>T₃（34.89%）>T₂（33.2%）。其次为>2 mm粒级，变化范围在22.12%~37.59%，各处理的团聚体含量差异显著，整体表现为：T₂>T₃>T₁>T₄>CK。5种处理的土壤团聚体分布特征类似，这说明在快速湿润处理下会更容易使大团聚体崩解成0.25~1 mm粒级团聚体，生草覆盖后能够减少土壤大团聚体崩解成<0.25 mm粒级团聚体的含量。

慢速湿润（SW）处理用来模拟经果林小雨引起的土壤黏粒膨胀效应。相较于FW和WS处理，SW处理后土壤团聚体粒径相对集中，主要分布在>2.00 mm粒级，此粒径下T₂处理占比最高，CK最少。<0.25 mm和1.00~2.00 mm两个粒级团聚体含量则相对较少，占比分别为6.36%~13.10%和14.71%~21.37%，<0.25 mm粒级团聚体含量存在显著差异，T₁—T₄处理较CK降低了3.04%~6.74%；5种处理的1.00~2.00 mm粒级土壤团聚体分布不显著。在SW处理下，>2.00 mm粒级团聚体占比远大于快速湿润。WS处理后水稳性团聚体分布相对分散，主要为>2 mm，0.25~2.00 mm和1.00~2.00 mm，含量占比分别为25.85%~44.44%，24.98%~31.86%和19.09%~23.21%。与FW和SW处理相比，WS处理中1.00~2.00 mm粒径团聚体含量占比更高，但与SW处理后趋势相同，以>2 mm粒径团聚体为主，其中T₁—T₄处理较CK提高了8.89%~18.59%。在WS处理下，T₁—T₄处理的<0.25 mm粒径团聚体占比很小，为10.56%~11.66%，显著低于CK（25.66%）。在LB法的3个处理中，快速湿润（FW）处理导致大团聚体大量崩解为较小粒级（如<0.25 mm和1.00~2.00 mm），崩解程度最大，表明暴雨或灌溉冲击是土壤团聚体结构失稳的主要驱动力。相比之下，SW处理对团聚体破坏作用最小，且生草覆盖显著减少了<0.25 mm粒级团聚体的含量，增强了团聚体稳定性。

采用LB法处理后稳定性参数值如表3所示。LB法的3种湿润处理下土壤团聚体MWD值和GMD值存在差异，5个处理整体均表现为：MWD_SW>MWD_WS>MWD_FW，相较于CK，变化幅度分别为0.20~0.41 mm和0.11~0.37 mm和0.26~0.41 mm。FW处理下，5个处理整体表现为：T₂>T₃>T₄>T₁>CK。在SW处理下，T₄处理后土壤团聚体MWD值最大，较CK提高了25.87%。在WS处理下，土壤团聚体MWD值整体表现为：T₂>T₃>T₄>T₁>CK，生草覆盖与清耕处理差异显著且远高于清耕。整体规律与FW处理类似。

根据Le Bissionnais分级标准，当MWD值为1.3~2.0 mm时，团聚体结构较稳定；其值在0.8~1.3 mm时，团聚体结构稳定。尽管清耕处理的土壤团聚体MWD值处于稳定区间，但生草覆盖处理后的土壤团聚体MWD值范围在1.42~1.57 mm，相比之下其稳定性略低。同时，5个处理的相对消散指数（RSI）和相对机械破碎指数（RMI）存在差异，其值分别为0.17~0.35和0.09~0.20。其中，CK处理下土壤团聚体的RSI值和RMI值最高，而T₂处理下土壤团聚体的RSI值最低，T₃处理下土壤团聚体的RMI值最小，均表明生草覆盖影响土壤团聚体稳定性。

2.4 土壤性质与团聚体稳定性的相关性分析

利用Pearson相关系数法，分析表明MWD_dr与TP，MWD_sw呈显著正相关，与D呈显著负相关；与CP呈正相关，与ρ呈负相关，相关系数均为0.74（图5）。MWD_wr与GMD_dr呈显著负相关，与E_LT呈显著负相关。同时，GMD_dr与E_LT也呈显著负相关，与黏粒含量呈正相关，相关系数为0.8；与砂粒含量、pH和NCP呈正相关，与PAD呈负相关，相关系数均为0.6。

LB法处理下测得的MWD_FW，_{MWDSW和MWDWS等团聚体稳定性指标中，均与黏粒和TP呈正相关，与ρ呈负相关。MWDFW与MWDWS呈显著正相关，与KS，pH呈正相关，与RSI呈负相关，相关系数均为0.8；与MWDSW呈正相关，相关系数为0.6。MWDsw与TP呈显著正相关，同时与CP呈正相关，相关系数为0.8；与MWDFW和MWDWS呈正相关，相关系数为0.6。RSI与KS，NCP和pH均呈负相关，相关系数为0.6；RMI与PAD呈正相关，相关系数为0.8，与NCP和SOC含量呈负相关，相关系数分别为0.8和0.6。}

除此之外，D与ρ呈正相关，与TP呈负相关；PAD与E_LT呈正相关，与SOC呈负相关。结果表明，土壤团聚体稳定性受到多种因素影响，包括土壤部分理化性质（如孔隙度、容重、pH、有机碳含量等）以及土壤机械组成（如黏粒、砂粒含量）。这些因素通过影响土壤团聚体的大小和结构，进而影响土壤的稳定性和抗侵蚀能力。

水稳性大团聚体的平均重量直径（MWD_wr）是衡量土壤团聚体稳定性的主要指标^［19］，考虑到其他因素对MWD的影响可能存在重叠。为消除各指标的多重效应，采用通径分析进一步明确不同生草覆盖下土壤团聚体稳定性与土壤性质之间的关系（图6）。结果表明，MWD_dr与CP和SOC呈显著正相关，与黏粒含量呈极显著正相关，其中SOC相关系数最大。MWD_wr与MWD_dr有类似的规律。这表明毛管孔隙度、黏粒含量和土壤有机碳对土壤团聚体稳定性有显著影响，土壤有机碳是极为重要的影响因素。此外，由表4可知，CP与黏粒含量呈显著正相关，表明毛管孔隙度对黏粒含量具有积极影响。

直接通径系数表示自变量对因变量的直接影响关系，间接通径系数表示自变量间的间接影响关系。

3 讨 论

生草覆盖区别于传统经果林管理措施，通过提升土壤团聚体稳定性、促进土壤养分循环等方式，能够有效提升土壤肥力，维持生态平衡。本研究发现，生草覆盖显著改变了土壤团聚体分布特征，提高大团聚体占比，改变土壤团聚体组成。干筛和湿筛处理后生草覆盖较清耕提高大团聚体（>0.25 mm粒径）占比，促进土壤中0.25~2.00 mm粒径的团聚体形成。LB法模拟降雨条件的3种处理下，SW处理下生草覆盖的土壤大团聚体占比最大。说明生草覆盖能够有效保护土壤团聚体免受雨水溅蚀^［20］。然而，在FW和WS处理下0.25~1.00 mm粒径的团聚体含量出现明显波动，说明降雨主要将>2.00 mm粒径团聚体崩解为0.25~1.00 mm，而0.25~1.00 mm粒径成为土壤团聚体水解作用下的“缓冲区”。结合土壤理化性质的改变，进一步表明生草覆盖后有利于小团聚体向大团聚体转变，生草残留物的分解持续为土壤提供有机质，增强土壤养分的阻滞能力，促进大团聚体的形成，这与前人研究结果一致^［11］。

团聚体稳定性提高能够显著改善土壤结构，从而有效防止因降雨、地表径流和人为耕作活动等事件造成的经果林土壤侵蚀^［21］。研究表明，MWD值和GMD值均表现为生草覆盖提高团聚体稳定性。在LB法处理下，团聚体稳定性呈现慢速湿润的稳定性最大，快速湿润的稳定性最小，RSI大于RMI，表明团聚体对消散作用的敏感程度高于机械破坏，研究区土壤团聚体的主要破坏机制是消散作用，而生草覆盖对土表形成保护，可缓解团聚体在水蚀作用下的消散程度。本研究发现，覆盖后降低了土壤D值，降低了土壤PAD和E_LT值。这进一步说明生草覆盖增强了土壤团聚体的机械稳定性和水稳定性，强化了对消散破坏的抵抗能力。特别是平托花生的覆盖措施，在改善土壤团聚体稳定性方面表现最为突出。这归因于多年生豆科生草具有根状茎和匍匐茎，能够影响土壤孔隙，其根系分泌的活性物质促进了土壤有机质的分解。因此，单播平托花生比其他生草单播改善效果更强，也显著优于混播，这与李超等^［22］的研究结果一致。生草覆盖不仅改善地下土壤结构，而且通过植被覆盖、凋落物积累保护地表土壤，优化土壤通气性和水热养分条件后更有利于生草根系发育^［23］。研究区域具有明显的季节性差异^［24］，若经果林耕地的植被覆盖度过低，当降雨发生时，微团聚体更容易被雨滴溅起，导致其中的有机物矿化，养分流失加剧。因此生草覆盖有效降低了南方降雨等自然因素对土壤结构稳定性的影响。

土壤性质、环境因素、土地利用类型、降雨侵蚀性和其他因素都会影响土壤团聚体稳定性^［25］。相关性分析表明，孔隙特征是决定土壤团聚体稳定性的重要因素，毛管孔隙度与土壤团聚体稳定性呈显著正相关，这一结论与Tang Xian等^［26］的研究结果一致。土壤孔隙度高，表明土壤具有良好结构和通气性，可缓解土壤板结，土壤分形维数与容重呈负相关，与以往研究结果相一致^［27］。分形维数越小，土壤颗粒分布越均匀，团聚体结构越稳定，进而有利于土壤通气性和透水性的提升。研究发现土壤有机碳也与土壤结构密切相关。土壤有机碳主要以有机物和无机物紧密结合形式储存在团聚体中，大团聚体由于表面积更大，对有机碳具有更强的吸附作用^［28］。有机碳迁移与转化主要伴随着土壤颗粒的运移，大团聚体崩解破碎过程也伴随着有机碳的损失。土壤微团聚体通过胶结作用向大团聚体转化，加速了土壤碳的周转过程，促进有机碳固存。清耕与其他生草覆盖处理土壤有机碳含量存在显著差异：一方面，清耕增加了土壤扰动，促进了大团聚体的破碎，降低了团聚体稳定性，加速了有机碳矿化；另一方面，生草覆盖通过植物根系的穿刺作用和有机质的积累，可直接提高土壤有机碳含量，加速大团聚体的形成，增强其稳定性^［29］。黏粒含量与团聚体稳定性之间也存在极显著正相关，土壤团聚体依靠黏粒的内聚力聚合，大团聚体的含量随着黏粒含量的增加而增加。大团聚体的含量越高，团聚体越稳定，抗侵蚀性越强，这是因为黏粒的膨胀和分散会堵塞土壤孔隙，使孔径变小，从而降低孔隙度^［11］。传统清耕使表层土壤裸露，导致土壤和养分流失，土层变薄，进而造成土壤贫瘠、生产质量下降等。生草覆盖不仅能够有效减少水土流失，还能通过增加土壤有机碳，改良土壤结构，显著提升土壤肥力和生态功能。此外，生草覆盖还具有降低生产成本，提高果实品质等潜在经济效益^［30］。因此，生草覆盖有望成为未来解决经果林土壤质量下降问题的关键措施之一。

4 结 论

（1） 湿筛处理下，生草覆盖处理的水稳性大团聚体（>0.25 mm）含量为54.20%~69.55%；LB法表明，生草覆盖能够提高土壤大团聚体（>2 mm）占比，减少微团聚体（<0.25 mm）的含量对土壤团聚体分布具有显著的促进作用，且不同生草处理的效果存在差异。

（2） 生草覆盖对土壤团聚体稳定性具有显著的促进作用。干筛和LB法得到相似的规律。土壤D_dr和D_wr值分别提高5.83%~19.90%和2.84%~6.91%，E_LT，PAD，RSI和RMI降低，进一步说明土壤团聚体稳定性得到改善。其中T₄处理在干筛法下表现出较高的MWD值，T₃处理在提高土壤水稳性团聚体的MWD和GMD方面效果最为显著。

（3） 土壤理化性质（如孔隙度、容重、pH值等）通过影响团聚体结构和粒径分布，间接影响土壤团聚体稳定性。其中毛管孔隙度、黏粒含量和土壤有机碳含量是土壤团聚体的重要因素。

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基金资助

国家绿肥产业技术体系建设项目(CARS-22)

国家重点研发计划子课题“喀斯特坡耕地水土流失生态阻控关键技术”(2023YFD1902801)

科技先锋队“强农富民”“6个一”专项行动(桂农科盟202413)