• 2015年第52卷第5期文章目次
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    • >综述与评论
    • 基于文献计量分析的近30年国内外土壤科学发展过程解析

      2015, 52(5):957-969. DOI: 10.11766/trxb201504100175

      摘要 (3579) HTML (0) PDF 8.06 M (3963) 评论 (0) 收藏

      摘要:借助Web of Science和CNKI数据库,利用文献计量学方法定量分析了近30年来国内外发表的土壤科学文献,研究了土壤科学不同时期(1986―1995、1996―2005、2006―2013年)的发展与演变过程,对比了国内外土壤科学发展的异同点。早期的国际土壤科学是以土壤肥力主导的农田土壤学研究,逐渐转向以生态环境为核心的问题导向研究,强调土壤生物驱动的土壤过程研究;而我国土壤科学研究更注重区域特色,以地力提升、土壤侵蚀与水土保持、土壤污染与修复等问题导向更加明确,发展过程中学科间的交叉与融合不断增强。本论文期望以文献计量学的分析方法客观评价土壤科学发展的脉络,把握学科发展前沿,提升土壤科学研究的创新能力,从而推动我国土壤科学的发展。

    • 土壤生态系统服务的概念、量化及其对城市化的响应

      2015, 52(5):970-978. DOI: 10.11766/trxb201409250488

      摘要 (2401) HTML (0) PDF 2.61 M (4247) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,是人类赖以生存的重要资源。全球的快速城市化进程使土壤生态系统服务发生了部分不可逆转的变化。本文归纳了土壤生态系统服务定义和分类的发展过程,介绍了土壤生态系统服务定量化表征方法以及GUMBO、InVEST等几种常用的评价模型,并从供给服务、调节服务、文化服务和支持服务几个方面阐述土壤生态系统服务对城市化的响应。针对土壤生态系统服务分类、建模、空间表达以及其对人为活动的响应等方面研究存在的不足,本文提出未来的研究重点方向:建立土壤生态系统服务分类体系与标准,构建基于生态过程的土壤生态系统服务量化模型,开展土壤生态系统服务制图与权衡研究,加强土壤生态系统服务对城市化的动态响应机制与过程研究。期望更多的人关注和参与土壤生态系统服务研究,并将其应用于土壤资源管理、生态文明建设等政府决策。

    • >研究论文
    • 基于土壤系统分类的河南省土壤有机质时空变异研究

      2015, 52(5):979-990. DOI: 10.11766/trxb201407170358

      摘要 (2953) HTML (0) PDF 4.30 M (2702) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用1982年河南省第二次土壤普查数据和2009年采样数据,采用传统统计学、地统计学和地理信息系统(GIS)的方法,在土壤系统分类的基础上,揭示河南省不同土类有机质含量时空变异规律,并讨论了影响其变异的主要原因。结果表明:从1982年到2009年,河南省土壤有机质(SOM)含量均值由12.21 g kg-1增加至16.02 g kg-1,增加了31.20%,河南省SOM自西向东逐渐增加,平原地区增加较多,而河南省南部、偏北部和西部山区地区有所减少;系统分类中的底锈干润雏形土、淡色潮湿雏形土、灌淤旱耕人为土、干润冲积新成土、干润砂质新成土、简育湿润变性土、简育湿润雏形土SOM平均含量从1982年到2009年有较大的提高,分别提高了5.7、5.6、5.6、5.5、5.4、5.0、3.1 g kg-1,而湿润正常新成土和干润正常新成土SOM含量有所降低,分别降低了2.5 g kg-1和1.9 g kg-1。因气候条件、成土母质、土壤质地、土地利用方式和人为活动的影响使得河南省不同土类的SOM出现时空差异。

    • 皖南第四纪红土伊利石结晶度值与风化强度的关系

      2015, 52(5):991-1001. DOI: 10.11766/trxb201501190040

      摘要 (2011) HTML (0) PDF 2.45 M (2917) 评论 (0) 收藏

      摘要:对安徽宣城市宣州和郎溪两地第四纪红土黏土矿物组合和伊利石结晶度进行研究,探讨其对第四纪红土形成环境的指示意义。结果表明,两地第四纪红土黏土矿物的组合基本相似:剖面上部末次冰期下蜀黄土层(黄棕色土层)黏土矿物主要为伊利石、高岭石和2:1型的蛭石;均质红土和网纹红土以伊利石和高岭石为主,无蛭石;网纹层下部出现伊利石-蒙脱石混层矿物。根据伊利石的X射线衍射(XRD)峰,获得伊利石结晶度(Illite crystallinity,IC)值,可以反映伊利石结晶程度。两地第四纪红土同类层次的IC值较接近。宣州和郎溪剖面黄棕色土的IC值平均为0.463,均质红土为0.599,网纹红土为0.726。全剖面样品IC值与风化强度指标呈显著负相关,充分说明红土IC值可有效地反映红土的风化强度。第四纪红土剖面从黄棕色土→均质红土→网纹红土,IC值升高,伊利石结晶变差,反映了红土风化强度增加,形成的气候环境更加湿热。

    • 青海民和官亭盆地喇家遗址古耕作土壤层微形态研究

      2015, 52(5):1002-1013. DOI: 10.11766/trxb201409110458

      摘要 (2682) HTML (0) PDF 8.55 M (2462) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Leica-DMRX偏光显微镜对喇家遗址剖面不同土壤发生层的薄片进行了观察和影像定量分析,旨在阐明青海民和官亭盆地喇家遗址古耕作土壤层和现代耕作土壤层的发育过程和微形态特征。齐家文化时期古耕作土壤层(Ah2/Ap4)的微形态特征主要表现为粗颗粒,呈现圆状-次圆状,C/F15µm值呈现低值,排列显示弱定向,常见亚胶膜状和团聚状淀积黏土,大量的针状方解石微晶分布在孔隙边沿,孔隙度较高,主要是以圆形孔洞、囊孔占优势,孔隙壁光滑。辛店文化时期古耕作土壤层(Ah1/Ap3)与Ah2/Ap4层的主要微形态特征相似,只是C/F15µm值呈现相对高值,亚胶膜状和团聚状淀积黏土比例减少。相比于古耕作土壤层(Ah1/Ap3,Ah2/Ap4),现代耕作土壤层(Ap1)主要表现为粗颗粒,呈现次棱角状-次圆状,含有大量浓聚物状残积黏土和极少量亚胶膜状淀积黏土,含有大量的针状方解石微晶,孔隙度较低,且C/F15µm值趋于升高。古耕作土壤层 Ah2/Ap4和 Ah1/Ap3皆为黑垆土,它们分别是在全新世中期大暖期的环境背景之下,齐家文化时期和辛店文化时期人类简单耕作和古生物气候条件下的产物。Ap1层为淡灰钙土,它是距今约1 500年以来人类施加土粪、农业耕作和沙尘暴堆积的综合产物,其特征主要受到人类活动强度和方式的控制。

    • 基于成像光谱技术预测氮素在土壤剖面中的垂直分布

      2015, 52(5):1014-1023. DOI: 10.11766/trxb201409030442

      摘要 (2398) HTML (0) PDF 4.57 M (2487) 评论 (0) 收藏

      摘要:可见—近红外(vis-NIR)高光谱成像技术应用于土壤科学是当前数字土壤研究的新方向。本研究考察了该技术预测土壤剖面氮素垂直分布的可行性。深达1 m的土壤整段剖面(1 000 mm × 170 mm × 65 mm)采自湖北崇阳县,成像光谱仪配备了25 μm狭缝,视场角13.1°的35 mm焦距镜头和1 004 × 1 002像素的面阵CCD,拍摄得到剖面vis-NIR高光谱影像(400 ~ 1 000 nm共753个波段)。对获取的影像先通过几何校正解决影像形变问题,再采用监督分类方法识别提取有效土壤像素,剔除阴影裂缝等无效像素。最后利用室内土样vis-NIR反射光谱建立的土壤全氮校正模型,对3个土壤整段剖面的高光谱影像数据进行全氮(TN)预测制图。结果表明,vis-NIR成像光谱技术对土壤整段剖面TN含量预测效果达到甚至优于经标准制样处理后所建模型精度。但存在纵向局限性,其良好地还原了浅层土壤氮素的分布规律,0 ~ 600 mm为较佳预测深度。

    • GEP算法结合探地雷达估测典型喀斯特坡地土层厚度

      2015, 52(5):1024-1030. DOI: 10.11766/trxb201410110514

      摘要 (2807) HTML (0) PDF 2.59 M (2600) 评论 (0) 收藏

      摘要:土层厚度是坡地水文过程的一个重要控制因素。使用瑞典MALA公司生产的ProEx系统探地雷达,分别采用100和500 MHZ频率的天线对土层厚度进行探测,然后通过开挖探槽实测土层厚度,同时调查了影响探地雷达结果的因素——土石交界面处的基岩风化度,并建立了不同自变量下的线性回归模型和GEP模型,对探地雷达在喀斯特坡地土层厚度估测中的适用性进行了探讨。结果表明,喀斯特坡面土层浅薄且含有较多碎石,使用频率较高的天线可以提高探测精度;以100、500 MHZ频率天线的探测结果和基岩风化度这3个自变量的组合作为输入变量,较仅使用一种频率天线的探测结果为输入变量的模拟精度高;相同输入变量条件下,受限于实际探测情况,基于GEP算法建立的土层厚度模型较经典统计的线性回归模型预测精度的提升空间有限,因此采用线性回归模型即可,以100、500 MHZ频率天线的探测值和基岩风化度为自变量的线性模型的决定系数和均方根差分别能达到0.660和15.0 cm。

    • 淮河流域地表干湿变化的时空分布特征

      2015, 52(5):1031-1043. DOI: 10.11766/trxb201410210531

      摘要 (2702) HTML (0) PDF 5.40 M (2497) 评论 (0) 收藏

      摘要:以淮河流域为研究对象,结合淮河流域35个气象站点1961—2013年的逐日降水量观测数据与流域地表气象数据,运用Penman-Monteith公式计算得到淮河流域的潜在蒸散量及相对湿度指数,并用Matlab软件的小波函数进行周期分析及Mann-Kendall趋势分析,研究近53年来淮河流域地表干湿变化的时间变化特征。同时借助ArcGIS平台,通过反距离权重法插值,研究淮河流域的降水量、潜在蒸散量和相对湿度指数的空间分布特征。结果表明,在时间分布上,近53年来淮河流域的降水量和相对湿度指数均呈现微弱上升趋势,而潜在蒸散量呈下降趋势;在空间分布上,潜在蒸散量表现为淮河地区北部高于南部,而相对湿度指数和降水量则均表现为淮河地区南部高于北部。

    • 神府矿区弃土弃渣体侵蚀特征及预测

      2015, 52(5):1044-1057. DOI: 10.11766/trxb201411070563

      摘要 (2158) HTML (0) PDF 2.78 M (2942) 评论 (0) 收藏

      摘要:神府矿区在煤炭开采过程中形成了弃渣体、弃土体及扰动土体等不同下垫面类型,其物质组成、结构性及产流产沙规律与撂荒地有极大差异,且已产生严重的水土流失。采用野外模拟降雨试验方法,对比研究了弃土弃渣体、扰动土体与撂荒地侵蚀特征的差异。结果表明,(1)撂荒地侵蚀速率随降雨历时先下降后逐渐稳定,扰动土体侵蚀速率呈增大后趋于稳定;35°弃土体侵蚀速率增至峰值后减小并逐渐稳定,40°时则一直处于波动状态;石多砂少和砂多石少弃渣体在产流初期侵蚀波动剧烈,并伴有泥石流现象,15 min后基本稳定。(2)同一下垫面侵蚀速率随雨强增大而增大,而各坡度间侵蚀速率差异不显著(p>0.05);雨强相同时各下垫面、坡度间侵蚀速率差异均显著(p<0.05),复杂疏松的物质组成是弃土弃渣体及扰动土体侵蚀特殊于撂荒地的根本原因,相同降雨条件下石多砂少弃渣体、砂多石少弃渣体、弃土体及扰动土体侵蚀速率分别是撂荒地的6.51倍~14.25倍、57.91倍~239.2倍、43.60倍~180.1倍和2.27倍~3.06倍。(3)弃土弃渣体及扰动土体侵蚀速率与中值粒径、分形维数、降雨强度、坡度及径流参数呈幂函数关系。研究结果对矿区弃土弃渣侵蚀模型建立与生态环境建设有重要的科学意义。

    • 砂石条形覆盖下土壤水分蒸发动态研究

      2015, 52(5):1058-1068. DOI: 10.11766/trxb201411190580

      摘要 (2341) HTML (0) PDF 2.52 M (2997) 评论 (0) 收藏

      摘要:砂石覆盖已被证实有提高农作物产量的作用,为了研究条形砂石覆盖对土壤水分蒸发的影响,采用精度较高的重力传感器称重测量系统测定水分蒸发动态,进行了5种砂石覆盖度(0%、25%、50%、75%、100%)、2个灌水量(25 mm和35 mm)和2种土壤(砂土和塿土)的土壤水分蒸发试验。结果表明:砂石覆盖能够有效地抑制土壤蒸发,且抑制作用与砂石覆盖度密切相关。蒸发初期砂石覆盖度越大,日蒸发量越低,但后期日蒸发量趋于稳定(0.6 mm)。相同覆盖度下,塿土累积蒸发量( Ec )低于砂土。砂石覆盖度增加后累积蒸发量 Ec 随时间变化过程曲线逐渐降低;同时总蒸发量 Et 相应减小,蒸灌比也依次减少,蒸发量差△E增大,表现为覆盖度为100%的 Et 仅为裸土的65%左右;裸土的 Et 占灌水量I的50%左右,而覆盖度为100%的 Et 占灌水量I的35%左右。 Ec 与时间的关系符合Gardner理论关系,从而得出 Ec 与时间和覆盖度的两参量函数关系。

    • pH和三种阴离子对紫色土亚硒酸盐吸附-解吸的影响

      2015, 52(5):1069-1077. DOI: 10.11766/trxb201409290496

      摘要 (2278) HTML (0) PDF 2.22 M (2582) 评论 (0) 收藏

      摘要:pH和三种竞争性阴离子对紫色土亚硒酸盐吸附-解吸的影响的研究结果表明,随着pH的增大,紫色土对亚硒酸盐的吸附量减少,酸性条件下紫色土对亚硒酸盐吸附量最大。平衡液中加入磷酸氢二钠显著降低了土壤对亚硒酸盐的吸附,硫酸盐对紫色土吸附亚硒酸盐的影响很小,低浓度碳酸氢根离子对紫色土吸附亚硒酸盐具有促进作用,但高浓度的碳酸氢根离子则降低了紫色土吸附亚硒酸盐。磷酸氢根离子和硫酸根离子对亚硒酸盐吸附的影响符合Langmuir和Freundlich拟合方程式,决定系数R2值均在0.90以上。三种阴离子对亚硒酸盐的解吸影响不同,当有磷酸氢根离子和碳酸氢根离子存在时,亚硒酸盐的解吸率增大,而硫酸根离子的存在却对紫色土亚硒酸盐的解吸影响不大。在紫色土地区农业生产中采用含磷酸盐肥料和碱性碳酸氢铵肥料,这些措施可能增加土壤硒的有效性,进而增加植物硒吸收和积累。认识紫色土固液界面硒的吸附-解吸规律,可为提高紫色土地区硒生物有效性,从而进一步提高农产品中硒含量提供科学依据。

    • 土壤非交换性钾释放动力学特征及其生物

      2015, 52(5):1078-1087. DOI: 10.11766/trxb201412140651

      摘要 (2100) HTML (0) PDF 2.34 M (2370) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用生物耗竭法和0.2mol L-1四苯硼钠化学浸提法,利用不同动力学模型对我国8种主要土壤非交换性钾的释钾特性及其生物有效性进行定量评估。结果表明,供试土壤非交换性钾释放分为快速释放和稳定释放两个阶段,一级动力学模型、Elovich模型、双常数模型和扩散模型均能描述土壤非交换性钾的释放过程。根据双常数模型中参数(a)所表征的土壤非交换性钾释放速率常数,供试8种土壤的释钾能力按取土地区存在着自西向东、自北向南渐减的趋势。盆栽耗钾试验中,在累积释钾量高且释放速率快的土壤上,不施钾处理黑麦草累积生物量、累积吸钾量和相对含钾量较高,表现出强的供钾能力;与此相反,累积释放量低且释放速率慢的土壤上,其各项指标偏低,供钾能力较弱。四种动力学模型所表征的土壤非交换性钾释放速率与不施钾处理黑麦草含钾量及吸钾量极显著相关。以黑麦草钾素丰缺临界值34.0g kg-1和土壤非交换性钾释放速率396 mg kg-1h-1作为评价指标,供试8种土壤中,仅取自新疆的干旱土、陕西和黑龙江的均腐土在短期不施用钾肥的情况下能保证黑麦草丰产且不出现缺钾症状。

    • 生物质灰对红壤酸度的改良效果

      2015, 52(5):1088-1095. DOI: 10.11766/trxb201412150652

      摘要 (2674) HTML (0) PDF 2.21 M (3217) 评论 (0) 收藏

      摘要:用采自安徽、浙江、湖南和广东的4种红壤和1种赤红壤,通过室内培养实验研究了添加生物质灰对酸性土壤的改良效果。结果表明,添加生物质灰提高了土壤pH,降低了土壤交换性铝含量,且阳离子交换量(CEC)越小改良效果越明显。改良后土壤交换性K+、Ca2+、Mg2+含量也显著增加,交换性Ca2+增幅最大,其次为交换性K+。有效磷含量也有增加,磷含量较高的土壤有效磷增幅更大。虽然生物质灰含有一定量的重金属,但由于用量较少,对土壤有效态重金属含量的影响小,施用生物质灰的环境风险较小。总之,添加生物质灰不仅可以有效改良红壤酸度,还可提高红壤肥力。

    • 小麦秸秆生物炭对高氯代苯的吸附过程与机制研究

      2015, 52(5):1096-1105. DOI: 10.11766/trxb201411050559

      摘要 (2377) HTML (0) PDF 2.71 M (3047) 评论 (0) 收藏

      摘要:以小麦秸秆为原料,分别在三种温度(400℃、500℃、600℃)下制备小麦秸秆生物炭,并标记为WSB400、WSB500、WSB600。分析了秸秆炭的元素组成,表征了其结构和表面特征,研究了秸秆炭对五氯苯和六氯苯的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,升温热解使得小麦秸秆有机组分炭化、极性官能团消除,炭化程度增强;三种秸秆炭均可快速高效地吸附高氯代苯,且对六氯苯的吸附要快于五氯苯,假二级动力学方程能更好地拟合秸秆炭对氯苯的吸附动力学过程;不同秸秆炭对氯苯的饱和吸附量大小顺序为WSB400>WSB500>WSB600;对吸附等温线进行分析可得,随着秸秆炭制备温度的升高,其对氯苯的吸附等温曲线由线性变为非线性,吸附机理则由以分配作用为主过渡到分配作用与表面吸附共同作用。

    • 不同温度玉米秸秆生物炭对萘的吸附动力学特征与机理

      2015, 52(5):1106-1115. DOI: 10.11766/trxb201412040623

      摘要 (2535) HTML (0) PDF 2.37 M (2797) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过批平衡实验,研究不同剂量热解温度(300、400、500、600℃,记作C300、C400 、C500、 C600)玉米秸秆生物炭对萘的吸附动力学特征与机理。同一热解温度下生物炭投加剂量为10 mg时对萘的平衡吸附量大于50 mg。热解温度对生物炭吸附萘的影响也不同,投加剂量为10 mg时,萘的平衡吸附量为C400>C300>C600>C500;剂量为50 mg时,C300、C400和C600的平衡吸附量相近,而C500的平衡吸附量最低。生物炭对萘的吸附动力学数据随时间的变化可以用假二级动力学方程很好地拟合,表明生物炭对萘的吸附是复杂的,并不是单一的单层吸附。用颗粒内扩散模型和Boyd模型分析,发现液膜扩散以及颗粒内扩散均影响吸附过程,且液膜扩散为限速因素。

    • 十溴联苯醚对秀丽隐杆线虫毒性研究

      2015, 52(5):1116-1123. DOI: 10.11766/trxb201501140030

      摘要 (2209) HTML (0) PDF 2.47 M (2802) 评论 (0) 收藏

      摘要:十溴联苯醚(BDE-209)是一类新型持久性有机污染物,可导致神经系统和生殖发育等多种生理毒性。本文以秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans )为模式生物,通过分析十溴联苯醚(BDE-209)对其繁殖、寿命、细胞凋亡以及体内超氧化物歧化酶基因sod-3、类p-53蛋白基因cep-1、细胞色素P450基因cyp35a2以及谷胱甘肽转移酶基因gst-1的影响,来评价BDE-209的生理、细胞及分子水平毒性。试验结果表明,与空白对照相比,BDE-209低剂量(5 mg kg-1)短时间暴露,对秀丽线虫细胞凋亡及产卵影响不显著;高浓度长时间暴露(30 mg kg-1)会导致秀丽隐杆线虫产卵数目下降,寿命缩短,细胞凋亡。Real-time PCR试验表明,低剂量(5 mg kg-1)暴露使得sod-3、cep-1、cyp35a2基因表达显著增加;高剂量暴露(30 mg kg-1),虽然sod-3表达显著增加,但增加幅度低于低浓度暴露组,cep-1、cyp35a2基因表达显著受到抑制。说明长期暴露在高浓度(30 mg kg-1)十溴联苯醚环境中,会促使秀丽隐杆线虫产生氧化应激反应,秀丽隐杆线虫通过调控相关抗氧化基因的表达来修复这种损伤,而高浓度的BDE-209会造成其机体氧化损伤、细胞凋亡及产卵量下降。

    • 稻草和三叶草分解对微型土壤动物群落的影响

      2015, 52(5):1124-1134. DOI: 10.11766/trxb201412040621

      摘要 (2184) HTML (0) PDF 2.34 M (2616) 评论 (0) 收藏

      摘要:有机物的施用能够促进土壤肥力和生物群落的发展,然而有机物组成或质量对土壤生物尤其是土壤动物的影响仍需要更多的研究。本研究将稻草和三叶草秸秆分别与土壤混合培养,在分解开始后的第14、35和70天分析土壤可溶性有机物、微生物生物量和微型动物群落的变化。结果表明,与稻草相比,三叶草秸秆提高了土壤活性有机碳和氮的含量。此外,三叶草对食细菌微型动物如原生动物和食细菌线虫有较强的促进作用,表明低碳氮比有机物促进了细菌主导的土壤食物网的发展。与三叶草相比,稻草提高了微生物生物量碳和微生物碳氮比,对土壤硝态氮的生物固持作用明显;稻草还刺激了线虫群落内的食真菌者、植食者和捕杂食者,提高了微型动物群落的多样性、成熟度和结构复杂性,说明高碳氮比的有机物更利于真菌主导食物网结构的形成。总之,通过秸秆种类的选择可调控土壤氮素的有效性及土壤生物食物网结构,有助于协调土壤氮素的生物转化过程和植物吸收之间的矛盾。

    • 沿海区土壤线虫对海水入侵土壤盐渍化的响应

      2015, 52(5):1135-1143. DOI: 10.11766/trxb201409050450

      摘要 (1822) HTML (0) PDF 2.16 M (2641) 评论 (0) 收藏

      摘要:在2013年对大连市大魏家镇海水入侵污染区域进行了土壤理化性质和线虫群落调查,在此基础上,应用线虫多样性指数和功能类群指数研究海水入侵土壤盐渍化以及不同土地利用方式对土壤线虫群落结构的影响。研究期间共鉴定出土壤线虫30科48个属。其中食细菌类群的比例最高,共17属,占总数42.81%;其次为杂食/捕食类群,共9个属,占总数25.26%。优势属为Plectus。结果显示:海水入侵已造成该地区土壤盐渍化;土壤盐分与线虫生态指数SR、f/b、NCR、PPI、MI、PPI/MI、PP%、FF%、BF%和OP%存在显著的相关关系;土地利用方式、土壤盐分对线虫群落的生态指数影响显著,是影响该地区土壤线虫群落结构的主要因素。通过开展土壤线虫对海水入侵土壤盐渍化响应的研究,为促进沿海受海水污染区土壤生态系统的健康发展提供科学依据。

    • 土壤团聚体N2O释放与反硝化微生物丰度和组成的关系

      2015, 52(5):1144-1152. DOI: 10.11766/trxb201410280545

      摘要 (2410) HTML (0) PDF 2.49 M (2576) 评论 (0) 收藏

      摘要:不同粒径团聚体的物理化学和生物学特性差异可能影响N2O的产生与释放,但目前有关团聚体N2O释放的微生物学机制少有研究。本研究从菜地土壤中分筛出粒径为<1 mm、2~4 mm和4~8 mm的团聚体并开展培养试验,通过实时荧光定量PCR(Quantitative Polymerase Chain Reaction, qPCR)与末端限制性片段长度多态性分析(Terminal-Restricted Fragment Length Polymorphism, T-RFLP)技术的结合,研究了不同粒径团聚体反硝化微生物群落数量与组成的变化规律及其与N2O释放的相互关系。结果表明,不同粒径团聚体N2O释放速率表现为:粒径小于1 mm团聚体> 2~4 mm团聚体> 4~8 mm团聚体;硝酸还原酶基因(narG)和氧化亚氮还原酶基因(nosZ)的丰度也表现为小粒径团聚体最高,随团聚体粒径增加而显著下降。然而,不同粒径团聚体间含narGnosZ基因的群落组成并没表现出显著差异。因此,不同粒径团聚体N2O释放速率差异与反硝化功能微生物丰度密切相关,而与它们的组成没有显著相关性。

    • 基于产量、氮效率和经济效益的春玉米控释氮肥掺混比例

      2015, 52(5):1153-1165. DOI: 10.11766/trxb201412010600

      摘要 (2323) HTML (0) PDF 2.39 M (2956) 评论 (0) 收藏

      摘要:设置多年多点大田试验,研究多环境条件下控释氮肥与普通尿素不同掺混比例对春玉米拔节期生长发育、成熟期产量及产量构成因素、氮素利用效率和经济效益的影响,并建立产量、氮肥偏生产力和施肥利润与控释氮肥掺混比例之间的关系以确定最佳掺混比例。结果表明,增加控释氮肥掺混比例可促进春玉米拔节期生长发育,其中显著增加叶片数并改善叶片氮营养状况。9个试验综合显示,春玉米产量和施肥利润随控释氮肥掺混比例的增加而显著提高并均在30%时达到最高,分别为10.12 t hm-2和5 071元 hm-2,较普通尿素全施处理分别增加了0.98 t hm-2(10.8%)和1 639元 hm-2(47.8%)。提高控释氮肥掺混比例获得增产的主要原因是显著增加了春玉米成熟期的穗粒数,同时对收获穗数也表现出积极影响。控释氮肥掺混比例增加显著提高春玉米的氮肥偏生产力,同时土壤氮素依存率则显著下降,两指标均在掺混比例超过30%后不再明显变化。各试验点春玉米的产量、氮肥偏生产力和施肥利润在整体上与控释氮肥掺混比例均存在极显著的一元二次关系,基于此三项指标推算得出适宜掺混比例平均分别为35.1%、35.2%和33.7%。可见,控释氮肥掺混施用有利于促进春玉米生长发育,获得增产增收并提高氮素效率,综合各方面表现确定控释氮肥的最佳掺混比例为30%~35%。

    • >问题讨论
    • 中国土壤系统分类基层单元土族建设现状与命名上存在的问题

      2015, 52(5):1166-1172. DOI: 10.11766/trxb201411050556

      摘要 (2474) HTML (0) PDF 2.00 M (3834) 评论 (0) 收藏

      摘要:土族与土系是土壤系统分类的基层单元,也是未来相当长时间内我国土壤系统分类工作的重点。依据国家科技基础性工作专项“我国土系调查与《中国土系志》编制(2008FY110600)”在2013年制订刊出的“中国土壤系统分类土族和土系划分标准”,重点分析了1998年以来我国土壤系统分类基层单元研究工作建立的土族在命名格式上所存在的问题,旨在为今后我国的土族建设工作提供参考。

    • >研究简报
    • 干旱与重吸水对人工藻结皮光合特性的影响

      2015, 52(5):1173-1179. DOI: 10.11766/trxb201408280431

      摘要 (2144) HTML (0) PDF 2.52 M (2810) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过接种蓝藻构建人工藻结皮促进荒漠地区生物结皮的生长发育以及整个荒漠生态系统的恢复,被认为是一种行之有效的荒漠化控制方法。在构建藻结皮过程中,接种的蓝藻以及形成的藻结皮,经常遭受干旱等环境条件的胁迫。本研究通过室内人工构建藻结皮,对形成的藻结皮进行干旱及重吸水处理,在此过程中监测结皮光合生物量、多糖含量以及结皮光合特性的变化规律。结果发现,干旱处理1 d后,结皮蓝藻胞外多糖的分泌明显增加(p<0.05);当结皮完全进入干燥状态后,结皮蓝藻停止所有代谢活动,结皮生物量及胞外多糖含量保持在一个相对稳定的水平。在结皮重吸水后,结皮初始荧光Fo能够迅速恢复,并在10 min内达到最大;之后Fo逐渐下降,同时结皮光合活性(Fv /Fm)按照函数y=ax/(b+x)逐渐上升并达到稳定。此外,在不同水分条件下,结皮光合活性随着水分的增加逐渐增加;然而结皮净光合速率(Pn)却随着水分的增加先增加后又下降,呈现单峰变化模式。该研究表明结皮蓝藻的代谢调节在人工藻结皮适应荒漠干旱环境中具有重要的作用,这对于进一步理解蓝藻乃至蓝藻结皮对干旱胁迫的适应,以及荒漠化防治中人工藻结皮的构建、维护、管理具有重要的理论与实践意义。

    • 咸水灌溉对沙漠防护林植物根系分布及风沙土演变的影响

      2015, 52(5):1180-1187. DOI: 10.11766/trxb201410300550

      摘要 (1983) HTML (0) PDF 2.59 M (2735) 评论 (0) 收藏

      摘要:以塔克拉玛干沙漠公路沿线防护林植物及土壤为研究对象,综合研究咸水灌溉对植物根系及风沙土演变的作用。结果表明,柽柳的根系较深,达到200 cm,而梭梭和沙拐枣根系为100〜150 cm。林地表层土壤出现显著的土壤盐分(8 mS cm-1)和养分聚集现象。但在植物根系分布最多的40〜60 cm的土壤层中并没有土壤盐渍化现象(<1.0 mS cm-1 )。防护林地土壤养分含量显著高于流沙地,且土壤的黏粒和粉粒以及土壤团聚体和团聚体稳定性均显著增加。综上所述,地下咸水灌溉并未对植物的正常生长产生盐害或毒害,同时有利于沙漠风沙土的演变。

    • 不同NaNO3浓度下可变电荷土壤铜离子解吸率的分配及影响因素

      2015, 52(5):1188-1195. DOI: 10.11766/trxb201409300498

      摘要 (1869) HTML (0) PDF 2.39 M (2624) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了江西红壤和昆明铁质砖红壤在去离子水中和在0.1 mol L NaNO3溶液中吸附铜离子后,依次在包括去离子水在内,浓度由低到高的NaNO3溶液中解吸时,铜离子解吸率在不同吸附pH段的分配规律。结果表明,随着吸附pH的升高,可在去离子水中解吸的铜离子解吸率变化规律与在NaNO3溶液中者完全不同。在所研究的吸附pH范围内,大致以吸附pH 3.7~4.0为界,低于此值时,吸附性铜离子基本以在去离子水中解吸为主,反之则基本为交换性解吸。土壤中氧化铁含量和吸附时溶液的NaNO3浓度越高,则能被交换解吸的铜离子所占总解吸率的比例越低。其原因与不同pH段各种铜离子吸附态在不同吸附条件下的比例分配以及解吸对体系pH的影响有关。

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