• 2014年第51卷第5期文章目次
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    • >综述与评论
    • 氮肥有效率的概念及意义——兼论对传统氮肥利用率的理解误区

      2014, 51(5):921-933. DOI: 10.11766/trxb201405130230

      摘要 (6178) HTML (0) PDF 4.23 M (4604) 评论 (0) 收藏

      摘要:自氮肥发明和施用以来,人们一直想通过氮肥利用率来度量氮肥施用效果。传统氮肥利用率是指当季作物吸收肥料氮占施用肥料氮的百分率,而没有反映氮肥对土壤氮消耗的补偿效应。由于概念和算法本身缺陷,加之对结果解析和理解不够,在文献和日常交流中产生了许多误区。为此,国内外研究者尝试了许多改进算法,虽涉及到氮肥在后茬作物上的残效,但并未触及到残留肥料氮对土壤氮消耗补偿效应这一核心问题。本文根据土壤-作物体系氮素主要流动通量,及肥料氮-土壤氮-作物吸氮“三氮”之间关系,提出了氮肥有效率的概念和算法,其核心是将残留肥料氮作为补偿土壤氮消耗的有效部分。文章分析了国内15N示踪试验资料,认为我国现有农田管理水平的氮肥有效率在50%~60%,损失率在40%~50%之间,损失率很高。采取改进氮肥和农艺管理措施,我国未来将氮肥有效率提高至70%~90%,是完全有可能的。氮肥有效率拓展了氮肥效应理念,在解析氮肥对作物增产、维持土壤氮肥力的真实效果,对环境的实质影响方面具有重要意义。

    • 土壤中多溴联苯醚研究进展

      2014, 51(5):934-943. DOI: 10.11766/trxb201311140540

      摘要 (3358) HTML (0) PDF 1.18 M (2528) 评论 (0) 收藏

      摘要:多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)是一种新型的有机污染物,作为溴化阻燃剂被大量使用。目前,PBDEs在我国多处土壤介质中均有检出。同时由于其具有毒性、可持久性、生物蓄积性,近年来已成为环境领域关注的热点。本文分析了土壤中PBDEs的来源,总结了土壤中PBDEs的分布水平,介绍了土壤中PBDEs的迁移规律,讨论了土壤中PBDEs的降解途径,并对今后土壤中PBDEs的研究进行了展望。

    • >研究论文
    • 环渤海沿海区域土壤养分空间变异及分布格局

      2014, 51(5):944-952. DOI: 10.11766/trxb201311150544

      摘要 (2841) HTML (0) PDF 2.94 M (2350) 评论 (0) 收藏

      摘要:大尺度研究土壤养分空间变异和分布,是实现区域平衡施肥和精准化农业的重要前提,大批量土壤养分的实验室分析比较费时费力且耗资较大,地统计及GIS插值技术可以有效解决这一问题。利用432个采样点,进行环渤海沿海区域0~30 cm和30~60 cm土层土壤养分空间变异和空间分布格局研究。土壤养分指标包括土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质及全氮。对各土壤养分指标进行传统统计和地统计分析并采用kriging进行空间插值成图。结果表明:同一养分指标变异程度在0~30 cm和30~60 cm土层均相近;各养分指标在两土层均具有良好的空间结构性;研究区土壤有效磷和速效钾含量相对丰富,碱解氮、有机质和全氮含量较缺乏,总体而言本研究区域土壤养分较缺乏,30~60 cm土层各养分含量较0~30 cm土层更加缺乏。

    • 中国南方潴育性水稻土产量演变及其肥力驱动因素分析

      2014, 51(5):953-962. DOI: 10.11766/trxb201307160339

      摘要 (3304) HTML (0) PDF 2.19 M (2515) 评论 (0) 收藏

      摘要:系统分析了我国广西桂林、钦州及玉林3个潴育性水稻土长期常规施肥(F)和不施肥(CK)处理下,双季稻产量及土壤肥力随时间的变化趋势,并借助通径分析探明主要肥力因素对各点水稻产量的驱动差异和关联。结果显示,不施肥条件下,桂林点的基础地力较低,其产量随时间呈显著下降趋势(各季产量均值666~846 kg hm-2),而玉林和钦州点基础地力相对较高,其产量在试验期间相对稳定(各季产量均值3 500~4 577 kg hm-2)。常规施肥下,桂林点产量显著提高(较CK增产522%),且随时间呈显著上升趋势,另两试验点较CK增产20%~67%。常规施肥下,土壤肥力随时间呈稳定或不同程度的上升趋势,其中土壤有效磷初始值低于10 mg kg-1的桂林和钦州点上升幅度最大且均达到显著水平,而初始值为50 mg kg -1的玉林点变化不大。土壤有机质与全氮变化在各地不同,气温偏低的桂林点有机质呈上升趋势且全氮含量较高(>3 g kg-1),气温偏高的玉林和钦州点有机质呈下降趋势且全氮含量较低(1~2.5 g kg-1),表明有机质的累积和释放上存在差异。双季稻产量的主要肥力驱动因子各地有差异,桂北地区桂林点土壤有效磷为首要因素,桂南地区玉林和钦州点土壤有机质及氮含量为主要的肥力因素。因此,依据区域特征采取有针对性措施是持续、高效培肥土壤的保证。

    • 应用SGS和LHS分析数字土壤质量评价中的不确定性

      2014, 51(5):963-973. DOI: 10.11766/trxb201309130415

      摘要 (2637) HTML (0) PDF 6.36 M (2366) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤信息不确定性在空间分析中的传递是数字土壤评价中的关键问题。本文提出使用序贯高斯模拟(Sequential Gaussian simulation,SGS)和拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)相结合的方法(即SGS-LHS),来应对该问题,目的在于充分利用SGS和LHS各自的优点,互补各自的缺点,以提高不确定性传递分析的准确性和效率。这种方法(包括两种途径:SGS-LHS1和SGS-LHS2)和SGS、LHS一起被应用于香港农田土壤质量评价中,并进行了比较。结果表明:(1)SGS-LHS分析所得的不确定性结果与SGS接近一致,与LHS则有一定的差别,但差别不大;(2)SGS-LHS估计不确定性的准确性与SGS接近一致,且两者均高于LHS,尽管LHS估计的置信度区间平均宽度略显精确。

    • 坡度和雨强对崩岗崩积体侵蚀泥沙颗粒特征的影响

      2014, 51(5):974-982. DOI: 10.11766/trxb201403160116

      摘要 (3448) HTML (0) PDF 1.82 M (2478) 评论 (0) 收藏

      摘要:不同侵蚀条件下崩积体的侵蚀产沙特性是阐明崩积体侵蚀机理的关键。采用人工模拟降雨试验,研究不同坡度和雨强条件下崩积体坡面侵蚀泥沙颗粒的变化特征。结果表明:随着雨强和坡度的增大,泥沙粗颗粒含量及粗颗粒的富集率均增加;侵蚀物质随降雨过程逐渐变粗,后趋于稳定,大雨强条件下细沟侵蚀阶段表现为对供试土壤的“整体搬运”;侵蚀泥沙颗粒的平均重量直径(Mean weight diameter , MWD)随雨强的增大而增大,1.00 mm min-1和1.33 mm min-1雨强下,细沟间及细沟侵蚀泥沙的MWD随坡度变化均存在临界坡度(30°~35°之间),其他雨强条件下则无此种情况;雨强对侵蚀泥沙MWD的影响大于坡度。

    • 神府煤田土壤颗粒分形及降雨对径流产沙的影响

      2014, 51(5):983-992. DOI: 10.11766/trxb201311080521

      摘要 (2762) HTML (0) PDF 2.68 M (2784) 评论 (0) 收藏

      摘要:神府煤田在开发建设过程中造成的扰动地面、弃土体、弃渣体产生了严重的人为水土流失。采用野外人工模拟降雨试验方法,研究了土壤分形维数及降雨强度对未扰动地面、扰动地面、弃土体及弃渣体径流产沙的影响。结果表明,(1)弃土体、弃渣体随产流历时呈现突增—下降—稳定的过程,扰动地面和未扰动地面则经历上升—稳定的产流过程,各下垫面径流率均随着雨强的增大而增大。(2)各下垫面土壤颗粒分形维数的大小为D1(弃渣体)< D2(弃土体)< D3(扰动地面)-1雨强下侵蚀速率均先增大后逐渐稳定,3.0 mm min-1 时二者侵蚀速率则波动剧烈。四种下垫面平均侵蚀速率均随着雨强的增大而增大。(4)次降雨产沙量与降雨强度、分形维数均呈显著的幂函数关系。(5)径流量、产沙量与雨强和分形维数分别呈显著的线性、指数函数关系。分形维数对矿区土壤侵蚀模型的建立有重要的科学意义。

    • 不同利用方式下土壤有机质和全磷的可见近红外高光谱反演

      2014, 51(5):993-1002. DOI: 10.11766/trxb201303280147

      摘要 (3258) HTML (0) PDF 2.34 M (2645) 评论 (0) 收藏

      摘要:以太湖流域直湖港小流域稻田、桃园和菜地的土壤样本为研究对象,研究了不同光谱建模方法和土地利用方式对土壤有机质和全磷高光谱反演的影响。结果表明:(1)偏最小二乘回归分析(Partial least squareregression, PLSR)模型的建模和预测精度较高且稳定;人工神经网络中广义回归神经网络(Generalized regression neural network, GRNN)网络预测精度较高但易出现过拟合现象,反向传播神经网络(Back propagationneural network, BPNN)网络比较稳健但精度略低;偏最小二乘与人工神经网络相结合则可综合两者优点,改善复杂样本下的预测精度。(2)土壤有机质的光谱反演结果优于全磷。3种土地利用方式中,稻田的预测效果总体优于桃园和菜地。在当前研究区域内土地利用方式对土壤有机质光谱反演影响不大,但对全磷反演影响较大。今后利用光谱对土壤全磷反演时需分土地利用方式对模型进行校准。

    • 红壤区土壤有机质光谱特征与定量估算——以江西省吉安县为例

      2014, 51(5):1003-1010. DOI: 10.11766/trxb201303260139

      摘要 (3166) HTML (0) PDF 2.16 M (2896) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对江西省吉安县不同有机质含量土壤的光谱曲线吸收特征进行分析,得到不同有机质含量土壤的光谱曲线特征响应波段,建立了县级尺度基于有机质响应波段的定量估算模型。结果表明,红壤和水稻土土壤光谱曲线特征具有明显差异,560~710 nm为吉安县土壤有机质含量的特征吸收波段;基于特征吸收波段范围的吸收面积(s)的对数和有机质含量的相关性为0.86,拟合方程为y=-20.91 ln(s)-27.26,决定系数为0.74,经不同类型土壤的有机质数据检验,预测的决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和预测相对分析误差(RPD)分别为0.75、0.61和1.88;包络线去除和反射率的倒数的对数处理建立的偏最小二乘回归(PLSR)模型预测效果最佳,预测决定系数均达0.83以上,相对偏差均为2.4以上,基于特征吸收波段560~710 nm建立的模型能定量估算红壤地区有机质含量,为土壤有机质估测提供参考。

    • 应用田间行走式红外光谱进行土壤碳含量估测研究

      2014, 51(5):1011-1020. DOI: 10.11766/trxb201309220429

      摘要 (2783) HTML (0) PDF 2.85 M (2620) 评论 (0) 收藏

      摘要:对应用田间行走式设备获取的土壤红外光谱数据,通过特征变换和特征选择相结合,以提高所建立土壤碳校正模型的预测精度。首先应用独立成分分析(ICA)、主成分分析(PCA)和小波分析(WA)对土壤红外光谱数据进行特征变换,然后分别应用无信息变量消除法(UVE)、连续投影算法(SPA)、无信息变量消除结合连续投影算法(UVE-SPA)、基于遗传算法和偏最小二乘法的变量选择法(GA-PLS)来进行特征选择,基于所选择的特征建立了土壤碳校正模型。结果表明,通过ICA进行特征变换,然后进行特征选择,可以建立比直接对光谱数据进行波长选择精度更好的预测模型;而WA或PCA与特征选择方法结合,只能获得与对光谱数据直接进行波长选择相近的效果。因此,针对田间条件下通过行走式设备获得的光谱数据由于受复杂的环境条件下干扰多的情况,可以将ICA与特征选择方法结合起来对光谱数据进行特征变换和选择,以建立更可靠的土壤碳含量预测模型。

    • 黑土土壤水分反射光谱特征定量分析与预测

      2014, 51(5):1021-1026. DOI: 10.11766/trxb201310300500

      摘要 (2924) HTML (0) PDF 1.10 M (2348) 评论 (0) 收藏

      摘要:选择单一土类黑土作为研究对象, 并准确调配其不同含水量,实验室测定土壤高光谱反射率,利用光谱分析与统计方法,定量描述了不同含水量黑土反射光谱特征,并建立了黑土含水量反射光谱预测模型。结果表明,随土壤含水量的增加,并达到一定阈值(300 g kg-1),反射率存在过饱和现象,但其倒数对数微分可以有效去除过饱和问题;土壤反射率倒数对数微分对土壤含水量的响应表现出三个变化阶段,导致1 870 nm波段的倒数对数微分也表现为非线性变化,需要利用分段函数进行土壤含水量的光谱精确速测。

    • 原位直接成像法在研究黑云母溶解过程中的应用

      2014, 51(5):1027-1034. DOI: 10.11766/trxb201401170036

      摘要 (2176) HTML (0) PDF 3.01 M (2412) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用原位直接成像法(In situ atomic force microscopy)研究层状硅酸盐含钾矿物黑云母与低分子量有机酸的界面反应。结果表明,在近分子尺度下,黑云母具有典型的层状结构单元,高度约1 nm。天然黑云母片(001)面并非完全解理,其上既有台阶也有残片、碎片和蚀坑。在pH 6.0的柠檬酸盐溶液作用下,0~45 min内,黑云母(001)面上的台阶以0.01 μm2 min-1的恒定速率溶解,之后溶解速率降低;表面原有蚀坑边缘变模糊,但面积没有明显变化,同时(001)面上也没有新的蚀坑形成。通入pH 4.0柠檬酸盐溶液,经过89 min的反应,大量无规则形状的蚀坑产生并散乱分布于(001)面上,深度以0.7~1.1 nm为主;另外表面上还有诸多微型蚀坑正在形成并逐渐扩展为较大的蚀坑。结合水-矿物界面反应理论可知,弱酸环境条件下,黑云母溶解从表面的缺陷/扭折位点开始,以单层(TOT)溶解为主,沿着[hk0]方向发展并伴随着层间K和晶格中Si、Al、Mg和Fe的释放。本研究结果表明原位直接成像技术能够弥补常温常压条件下宏观研究技术的不足、通过可视化来实时表征层状硅酸盐矿物-水溶液的界面反应过程。另外,原子力显微镜技术对其他领域的界面研究同样具有较高的借鉴意义。

    • 苏锡常地区城市公园土壤微量元素分布特征及其环境指示意义

      2014, 51(5):1035-1044. DOI: 10.11766/trxb201307020310

      摘要 (2410) HTML (0) PDF 1.77 M (2471) 评论 (0) 收藏

      摘要:在江苏省国土1/250 000多目标地球化学调查基础上,选择苏州市、吴江市、无锡市、江阴市、常州市、金坛市等45个城市公园土壤作为研究对象,系统研究了当地典型城市公园土壤中Cd、Hg、Pb、Zn、Sb、Sn、B、Se、N、稀土元素(REE)等50个元素含量及土壤pH、总有机碳(TOC)等分布特征。结果表明,城市公园土壤的微量元素分布与城区污染土壤、农田土壤有显著差异,公园土壤的重金属含量总体偏低、N与TOC含量明显低于农田土壤,在公园土壤中S、Se、Cd、Pb、Zn、TOC等元素未出现高强度的人为富集,重金属污染以轻度Hg污染为主,S、Se、Cd、Pb、TOC、pH等指标在200 cm深度内分布相对稳定、未出现元素含量在不同深度的显著变化,指示多数公园土壤的微量元素分布总体上较一般城市土壤更少受人为因素干扰,可为人为活动对城市土壤环境的影响研究提供重要的参比对象。

    • 南方典型设施蔬菜生产系统镉和汞累积的健康风险

      2014, 51(5):1045-1055. DOI: 10.11766/trxb201401020003

      摘要 (2695) HTML (0) PDF 3.52 M (2897) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取南京市典型设施蔬菜生产系统为研究对象,研究了设施土壤-蔬菜系统中镉和汞的累积特征,评价了不同类型蔬菜中镉和汞的暴露风险,提出了基于健康风险的设施菜地土壤镉和汞的环境质量基准。结果表明:(1)设施菜地表层土壤中镉和汞产生了明显累积,且土壤汞的平均含量超过了温室蔬菜产地环境质量评价标准;(2) 叶菜类蔬菜对镉和汞的富集能力最强,部分叶菜中的镉和汞含量超过了食品中污染物限量标准;(3) 研究区有约21.2%的蔬菜具有镉的潜在人体摄入风险,蔬菜中汞的风险概率约为1%,不同蔬菜镉和汞的人体摄入风险排序为叶菜>根茎>茄果;(4) 不同蔬菜类型土壤镉和汞的环境质量基准值差异较大,因此在今后的标准修订时可考虑针对不同蔬菜类型分别制定设施菜地土壤重金属环境质量基准。

    • 间套种及化学强化修复重金属污染酸性土壤——长期田间试验

      2014, 51(5):1056-1065. DOI: 10.11766/trxb201308110369

      摘要 (3179) HTML (0) PDF 1.69 M (2628) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了检验重金属污染土壤间套种修复技术的长期实际应用效果,在大田条件下将东南景天( Sedum alfredii Hance)与玉米(Zea mays)间套种,并设置加入柠檬酸与EDTA混合添加剂的处理,以及单种东南景天作为对照,通过5次田间试验(约3 a),连续监测植物产量、重金属含量以及土壤重金属变化情况。结果表明,各处理土壤镉、锌随着试验的进行逐步下降,套种和套种+混合添加剂处理经过5次种植后土壤达到国家土壤环境质量二级标准,土壤镉从1.21~1.27 mg kg-1降为0.29~0.30 mg kg-1;锌从280~311 mg kg-1降为196~199 mg kg-1;但是土壤铅在试验前后没有显著变化。混合添加剂未表现出强化东南景天提取重金属的效果。东南景天重金属浓度和提取效率没有出现逐年下降的现象。单种东南景天地上部生物量在后4次试验中均较套种高,重金属的总提取量也较高。然而,间套种可生产符合饲料卫生标准的玉米籽粒,第4季达到食品卫生标准。从收获的东南景天计算得到的提取量占土壤镉下降的贡献率为32.5%~36.5%,玉米提取仅占0.47%~0.60%,其余63.0%~66.9%为淋溶等其他因素的作用;锌也相似。表明在该酸性(pH4.7)土壤上,Cd/Zn向下淋溶和东南景天提取均起重要作用。

    • 城乡结合带土壤重金属时空变异特征与源解析——以南京市柘塘镇为例

      2014, 51(5):1066-1077. DOI: 10.11766/trxb201312240607

      摘要 (3062) HTML (0) PDF 2.15 M (2687) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解城乡结合带土壤重金属污染特征与规律,以南京市溧水区柘塘镇为例,就表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属的含量、时空变化特征及来源分别进行了研究。结果表明:柘塘镇8种重金属元素的平均含量为14.0、0.20、77.6、44.7、0.17、33.9、36.2和103.7 mg kg -1,空间分布以低于绿色标准为主,维持背景含量的区域较少。与2002年含量相比,绝大部分面积出现了8种重金属不同程度的富集,增长率分别为56.91%、61.06%、6.07%、60.15%、38.69%、19.94%、23.92%和56.17%。人类活动较为密集的地区富集程度较大,其中Cd、Cr、Cu、Ni和Zn的富集区基本均集中在城镇和工厂驻地;Hg和Pb的富集区多集中在交通干道,As元素的富集区主要集中在村镇区域。Cr、Cu、Ni和部分Zn可能来源于工业生产,Hg和部分Pb、Zn可能来源于交通运输以及禄口机场的运营,Cd和部分Zn可能来源于城市扩张和秦淮河渔业发展,As则可能来源于畜禽养殖、生活污水排放和污泥施用。南京城乡结合带正面临土壤重金属不断富集的问题,应摸清来源,尽早防治。

    • 海南岛红树林湿地土壤有机碳分布规律及影响因素研究

      2014, 51(5):1078-1086. DOI: 10.11766/trxb201304230199

      摘要 (2964) HTML (0) PDF 1.90 M (2636) 评论 (0) 收藏

      摘要:以海南岛为例,选择环岛东、西、南、北四个方向的典型红树林群落,对土壤进行取样,测定土壤有机碳含量,计算土壤有机碳密度。通过对比群落结构、土壤理化性质、不同区域的自然条件,探讨红树林土壤有机碳的分布规律以及影响碳储量的主要因素。研究表明,土壤有机碳分布特征在垂直方向上差异显著,土壤有机碳含量最大值出现在20~40 cm,土壤有机碳密度最大值出现在0~20cm;不同群落类型土壤有机碳含量存在明显差异,以东寨港红树林为例,海莲群落土壤有机碳含量最高,为20.89±6.75 g kg-1,人工无瓣海桑林最低,为12.71±3.62 g kg-1,进一步相关分析显示,土壤有机碳含量与群落植株胸径和基盖度呈显著正相关,与株高无关;在空间分布上,表现为东方四泌湾>文昌清澜港>儋州新英湾>海口东寨港>三亚湾。最后结合海南岛红树林面积,得出海南岛红树林土壤有机碳总储量为2.39×106t。

    • 杭州湾南岸土壤有机碳空间异质性研究

      2014, 51(5):1087-1095. DOI: 10.11766/trxb201309230432

      摘要 (2371) HTML (0) PDF 1.82 M (2641) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用地统计学与地理信息系统相结合的方法,研究了杭州湾南岸慈溪市域内不同土层(0~20、20~40、40~60、60~80、80~100、0~100 cm)的土壤有机碳含量空间变异特征。结果表明:研究区各土层土壤有机碳平均含量变化范围为3.49~7.95 g kg-1,变异系数介于54.51%~67.34%之间,属中等程度变异;地统计分析得出块金效应变化范围为0.141~0.372,表现为较强空间自相关性;自表层至底层最优半方差模型依次为高斯、指数、指数、高斯和球状模型;Kriging插值结果显示各土层土壤有机碳含量自滩涂向内陆呈递增趋势,其中0~20 cm土层土壤有机碳含量呈平行于海岸线的带状分布;土壤有机碳含量随剖面深度增加呈递减规律;不同土地利用方式和不同围垦时期均增加了土壤有机碳的空间变异性。从研究结果看,慈溪市土壤有机碳空间异质性主要由结构性因素引起,研究结果可为了解杭州湾南岸土壤有机碳分布特征提供参考。

    • 低氮胁迫下水稻根系的发生及生长素的响应

      2014, 51(5):1096-1102. DOI: 10.11766/trxb201401290057

      摘要 (3050) HTML (0) PDF 1.67 M (2728) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水培实验,研究了5个氮(N)浓度下(0.01~5 mmol L-1)水稻的生物量、体内氮浓度、根系发育、体内生长素浓度以及生长素外流蛋白OsPIN家族基因的表达情况。结果表明,与正常供氮水平(2.5 mmol L-1)相比,低氮(0.01 mmol L-1)胁迫下水稻根冠比增加28%,地上部全氮浓度降低约20%,根系全氮浓度降低约33%,种子根长度增加25%,种子根上的侧根密度降低26%,倒一叶中的生长素含量增加140%,而根茎结合处和根系的生长素浓度分别下降22%和60%;RT-PCR的结果表明,低氮(0.01 mmol L-1)胁迫下水稻根系中OsPIN1a-bOsPIN2OsPIN5a-bOsPIN9基因表达显著下调;而外源生长素α-萘乙酸NAA()和生长素极性运输抑制剂1-萘氨甲酰苯甲酸(NPA)()的施加均能影响到水稻种子根长和种子根上的侧根密度。由此推论,低氮胁迫下水稻体内生长素从倒一叶到根系极性运输减少是水稻根系对低氮胁迫响应的生理机制之一。

    • 冻融交替对黑土氮素转化及酶活性的影响

      2014, 51(5):1103-1109. DOI: 10.11766/trxb201312240610

      摘要 (2871) HTML (0) PDF 1.56 M (2628) 评论 (0) 收藏

      摘要:以黑土为试验材料,通过室内培养实验,研究了不同冻融循环(-25—5 ℃、-10—5 ℃)对黑土氮素转化速率和土壤酶活性的影响。结果表明:随着冻融频次的增加,铵态氮含量和硝态氮含量均逐渐增加。除了中强度冻融(-10—5 ℃)的土壤铵态氮在培养第1周期内的含量最低外,剩余培养周期内,铵态氮含量均表现为中强度冻融(-10—5 ℃)>高强度冻融(-25—5 ℃)>对照组(5 ℃);硝态氮含量对不同冻融温度的响应差异显著。与对照组相比较,冻融循环整体上降低了土壤的矿化速率和硝化速率,但实验末期有促进硝化的趋势,不同强度冻融对矿化速率和硝化速率影响显著。受土壤温度和冻融交替的影响,土壤的脲酶活性和转化酶活性均低于对照组,且脲酶活性和转化酶活性均表现为中强度冻融>高强度冻融(第1周期除外)。综上,冻融作用对黑土的供氮能力和土壤酶活性具有重要影响。

    • 转植酸酶玉米大田种植对根际土壤磷含量及组成的影响

      2014, 51(5):1110-1119. DOI: 10.11766/trxb201401240049

      摘要 (2871) HTML (0) PDF 2.31 M (2406) 评论 (0) 收藏

      摘要:转基因作物种植推广中的生态风险是广泛关注的焦点。转植酸酶玉米可以提高动物对玉米籽粒的磷素利用率,但是对土壤磷素的影响尚未见报道。本研究基于2011年开始的田间实验,通过2012年和2013年玉米生长季的动态采样,研究转植酸酶玉米种植对土壤磷含量和组成的影响。结果表明,与亲本相比,转植酸酶玉米对土壤磷的影响强烈依赖于采样时间和磷形态,2012年玉米播种前和2013年抽穗期土壤水溶态磷(H2O-Pi)、氢氧化钠提取态无机磷(NaOH-Pi)和氢氧化钠提取态有机磷(NaOH-Po)含量均显著低于对照;碳酸氢钠提取态有机磷(NaHCO3-Po)在2012年播种前和2013年成熟期显著低于对照,而微生物生物量磷(MBP)只在2013年成熟期有显著差异。种植转植酸酶玉米没有影响土壤全磷(TP)、稀盐酸提取态无机磷(Dil.HCl-Pi)、浓盐酸提取态无机磷(Conc.HCl-Pi)、浓盐酸提取态有机磷(Conc.HCl-Po)和残留态磷(Residual-P)含量。总之,连续3年种植转植酸酶玉米仅在某些采样期对土壤高活性和中等活性磷产生影响。转植酸酶玉米种植对土壤磷素影响的评价和影响机制研究需要结合植物和土壤,并在不同地点开展长期监测。

    • 钙磷对酸铝土壤中苜蓿根瘤菌迁移定殖和群体感应的影响

      2014, 51(5):1120-1131. DOI: 10.11766/trxb201312050579

      摘要 (2636) HTML (0) PDF 3.66 M (2779) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用分室(内、外室)培养法,以紫花苜蓿及其耐酸根瘤菌91522为材料,在酸性土壤(pH4.45)中额外补充Al3+至中度铝毒水平,从培养装置根箱外接种,探讨了补充Ca2 、P后,耐酸苜蓿根瘤菌在酸性土壤上的存活、迁移以及群体感应的变化动态。结果表明,补充5 mmol kg-1 Ca2 处理的土壤根瘤菌的数量在97 d种植期内均显著高于对照(Ca0P0,即无Ca2 无P处理),Ca2 5 mmol kg-1 P 0 µmol kg-1处理近根区(距苜蓿植株根1~2 cm)土壤最大根瘤菌数量为同期对照的6.15倍;在此基础上补充P后根瘤菌的数量进一步增加,“Ca2 5 mmol kg-1 P 4 µmol kg-1”处理近根区最大根瘤菌数量为同期对照处理的9.40倍。因此推断Ca2 和P的上述作用存在交互效应。施加Ca2 、P能够显著提高土壤中根瘤菌群体感应物质N-酰基高丝氨酸内酯衍生物(N-acyl-homoserine actones,AHLs)的含量,且Ca2 5 mmol kg-1效果好于Ca2 10 mmol kg-1处理。根瘤菌数量在远根区(距苜蓿植株根6~8 cm)与近根区变化规律一致,即接种1周后根瘤菌数量由远根区向近根区逐渐增加,接种后30 d内达到最高值,之后数量下降并趋于稳定。但近根区根瘤菌数量和AHLs含量均高于远根区,说明宿主根际微环境也能够影响根瘤菌数量和群体感应。初步认为,酸性有铝土壤上补充Ca2 5 mmol kg-1和P 30 µmol kg-1对耐酸根瘤菌的存活、迁移和群体感应有良好的改善效果。该处理最终显著地增强了对酸性土壤极为敏感的苜蓿植株的耐酸铝胁迫能力,较对照显著(p<0.05)改善了酸铝胁迫下苜蓿的植株根鲜重(为对照的4.67倍)、地上部鲜重(3.10倍)、含氮量(2.47倍)和根瘤数(14.74倍)等农艺性状。

    • 设施蔬菜栽培对土壤阳离子交换性能的影响

      2014, 51(5):1132-1137. DOI: 10.11766/trxb201311250561

      摘要 (2846) HTML (0) PDF 734.44 K (2459) 评论 (0) 收藏

      摘要:以辽宁省沈阳市于洪地区设施菜地及其相邻旱田土壤为研究对象,测定土壤的有机质、阳离子交换量、交换性盐基离子组成和土壤盐基离子饱和度,分析设施蔬菜栽培对土壤阳离子交换性量及交换性盐基离子组成的影响。结果表明:(1)与旱田土壤相比,设施土壤有机质含量明显增加,上下层土壤有机质平均含量分别为35.6 g kg-1和18.0 g kg-1,分别是旱田上下层土壤有机质含量的2.1倍和1.8倍;设施土壤阳离子交换量呈上升的趋势,土壤阳离子交换量与有机质含量呈极显著正相关关系(r=0.603**,n=50,r0.01=0.361)。(2)与旱田土壤相比,不同层次设施土壤交换性盐基总量均有所增加,交换性盐基离子中除交换性Ca2+含量变化不大之外,交换性K 、Mg2 、Na 含量均显著增加;不同层次设施土壤交换性K 、Mg2 、Na 饱和度显著高于旱田土壤,但交换性Ca2 饱和度和盐基饱和度呈下降趋势。

    • 雪被斑块对高山森林凋落叶腐殖化过程中胡敏酸和富里酸累积的影响

      2014, 51(5):1138-1152. DOI: 10.11766/trxb201401020006

      摘要 (3338) HTML (0) PDF 3.51 M (2252) 评论 (0) 收藏

      摘要:高山森林凋落叶腐殖化过程中胡敏酸(Humic acid, HA)、富里酸(Fulvic acid, FA)等腐殖物质的累积是土壤形成和碳吸存的重要途径,并可能受到冬季不同厚度雪被斑块的影响,但一直缺乏必要关注。本文采用凋落物网袋法,于2012/2013年冬季研究了川西高山森林天然形成的不同厚度雪被斑块(厚雪被、中雪被、薄雪被和无雪被)下优势树种岷江冷杉( Abies faxoniana)、方枝柏(Sabina saltuaria)、四川红杉(Larix mastersiana)、红桦(Betula albo-sinensis)、康定柳( Salix paraplesia)和高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)凋落叶在不同雪被关键期(雪被形成期、雪被覆盖期和雪被融化期)腐殖化过程中胡敏酸和富里酸累积特征。结果表明:经过一个冬季,6种凋落叶胡敏酸碳和富里酸碳含量在各雪被关键期均表现出随雪被厚度减少而增加的趋势,而净累积量表现出在雪被形成期和融化期随雪被厚度减少而增加、在雪被覆盖期随雪被厚度减少而减少的趋势,且均受到凋落叶初始酸不溶性组分含量的影响。同时,不同雪被斑块下6种凋落叶胡敏酸碳均累积且净累积量为四川红杉>康定柳>岷江冷杉>高山杜鹃>红桦>方枝柏,而除红桦外的其他5种凋落叶富里酸碳均出现不同程度的降解且降解量为四川红杉>高山杜鹃>康定柳>方枝柏>岷江冷杉>红桦。这些结果清晰地表明,未来气候变暖情景下冬季雪被的减少可能促进高山森林凋落叶腐殖质累积,但在雪被覆盖不同时期受到雪被斑块特征和凋落叶基质质量的调控。

    • >研究简报
    • 皖北平原蒙城县农田土壤有机碳空间变异及影响因素

      2014, 51(5):1153-1159. DOI: 10.11766/trxb201303120111

      摘要 (3433) HTML (0) PDF 1.42 M (2697) 评论 (0) 收藏

      摘要:以皖北平原典型农业生产大县亳州市蒙城县为代表,运用统计学、地统计学方法和GIS技术研究了其农田耕作层(0~20cm)土壤有机碳(SOC)含量的空间分布及其影响因子。结果表明:研究区SOC含量为10.41±2.52 g kg-1,近30年来提高了55.61%,SOC变异系数为24%,属于中等变异程度。SOC含量在空间分布上表现为东北部、中部和西南部含量高,由西北向东南先逐渐增加后逐渐降低,变异程度较高。整个县域范围内SOC空间变异的主要影响因素为土壤机械组成(粉粒和砂粒含量),其次为秸秆还田。

    • 生物质灰渣与化肥混合对氨挥发的影响

      2014, 51(5):1160-1167. DOI: 10.11766/trxb201310150462

      摘要 (2555) HTML (0) PDF 2.49 M (2088) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用室内恒温培养,碱液吸收法测定灰渣-化肥中氮的挥发量,研究了锯木灰、谷壳灰、玉米灰、水稻灰分别与不同化肥配比下,在一定时间内的氨挥发规律。结果表明:四种灰渣在N1、N2、N3水平下,随着时间的增加氨的挥发量和挥发率呈先增大后减小的趋势,各处理的峰值多出现在10~15 d的培养阶段;谷壳灰、玉米灰、水稻灰添加磷酸二氢钾能明显抑制混合物中氨的挥发,而锯木灰添加氯化钾、磷酸二氢钾均能抑制氨的挥发;在四种灰渣中,锯木灰处理的氨挥发率明显高于其他三种灰渣,特别是在N3水平下比同期的其他灰渣处理高5倍。Elovich方程和抛物线扩散方程均能较好拟合氨的挥发量随时间的变化,其相关系数均达到极显著水平。

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