2016年第53卷第4期文章目次
> 综述与评论
2016, 53(4):821-831.
DOI: 10.11766/trxb201602170648
摘要:
腐殖物质（HS）是天然有机质的主体，其组成、结构十分复杂。之所以称其为一类物质，就是基于他们具有不同于其形成前体的化学组成与结构特征的共性，或称“特异性”，即在腐殖化过程中形成新的化学组合，甚至是“特异的”结合方式。但经历近200年的探索，人们对这种“特异性”的认识仍然不清楚，并缺少实验上的证据。加之近几年，一些研究结果被不适当的推演，HS的“特异性”更加受到质疑。HS到底有无“特异性”？“特异性”是什么？这涉及到HS生物化学的根基，必须进行深入研究和回答。本文对已有的一些研究报道，包括HS的特异性、生物分子单体与HS结构特征的比较、基于生物多样性（进化）的天然生物材料与HS形成、HS形成机理及胡敏酸（HA）、富里酸（FA）形成顺序、矿物黏粒催化与HS形成、异核单量子相干谱（HSQC）和总相关谱（TOCSY）、傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）和C1s软X射线近边吸收精细结构（NEXAFS）同步辐射技术应用等进行综合评述，并提出HS化学进一步研究的方向。
腐殖物质（HS）是天然有机质的主体，其组成、结构十分复杂。之所以称其为一类物质，就是基于他们具有不同于其形成前体的化学组成与结构特征的共性，或称“特异性”，即在腐殖化过程中形成新的化学组合，甚至是“特异的”结合方式。但经历近200年的探索，人们对这种“特异性”的认识仍然不清楚，并缺少实验上的证据。加之近几年，一些研究结果被不适当的推演，HS的“特异性”更加受到质疑。HS到底有无“特异性”？“特异性”是什么？这涉及到HS生物化学的根基，必须进行深入研究和回答。本文对已有的一些研究报道，包括HS的特异性、生物分子单体与HS结构特征的比较、基于生物多样性（进化）的天然生物材料与HS形成、HS形成机理及胡敏酸（HA）、富里酸（FA）形成顺序、矿物黏粒催化与HS形成、异核单量子相干谱（HSQC）和总相关谱（TOCSY）、傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）和C1s软X射线近边吸收精细结构（NEXAFS）同步辐射技术应用等进行综合评述，并提出HS化学进一步研究的方向。
2016, 53(4):832-844.
DOI: 10.11766/trxb201511230492
摘要:
细菌能自发产生、释放特定的信号分子，并感知其浓度变化，调节微生物的群体行为，这一调控系统称为群体感应。革兰氏阴性菌的群体感应一般由N-酰基高丝氨酸内酯（Acyl-homoserine lactones, AHLs）这类信号分子介导。在简要总结AHLs分子及其衍生物结构的基础上，结合近年来国内外研究进展，对AHLs的提取、鉴定和检测等分析测试方法进行了综述，旨在为建立土壤中AHLs的检测方法以及深入研究AHLs信号分子在土壤中的环境行为奠定基础。
细菌能自发产生、释放特定的信号分子，并感知其浓度变化，调节微生物的群体行为，这一调控系统称为群体感应。革兰氏阴性菌的群体感应一般由N-酰基高丝氨酸内酯（Acyl-homoserine lactones, AHLs）这类信号分子介导。在简要总结AHLs分子及其衍生物结构的基础上，结合近年来国内外研究进展，对AHLs的提取、鉴定和检测等分析测试方法进行了综述，旨在为建立土壤中AHLs的检测方法以及深入研究AHLs信号分子在土壤中的环境行为奠定基础。
> 新视角与前沿
2016, 53(4):845-849.
DOI: 10.11766/trxb201603080100
摘要:
荒漠区植被稀疏、土壤有机碳含量低，在全球碳循环研究中，一直被忽略。但2006年前后，若干研究显示干旱荒漠区具有潜在的碳汇功能，一直被认为是死碳的土壤无机碳开始受到关注，长期被忽视的干旱荒漠区无机碳碳循环重新进入人们的视野。后续的研究显示，土壤中的溶解性无机碳并非来自土壤本身的碳酸盐，而是来自土壤空气或大气，是现代碳循环的一个重要环节。土壤温度的变化改变了CO2在土壤溶液中的溶解度，催生出一个日出夜进的“无机呼吸”过程。这个“无机呼吸”过程在广义干旱、盐碱土区普遍存在；在土壤生物过程微弱的荒漠区，可以主导地-气界面的碳交换。盐碱土改良过程中溶解性无机碳的淋洗，更可以直接形成储存于地下咸水层的无机碳汇。总之，在生命过程微弱的干旱荒漠区，无机碳过程可以主导地-气界面碳交换与碳汇的形成：尽管这里起关键作用的不是土壤碳酸盐，而是土壤中的溶解性无机碳。
荒漠区植被稀疏、土壤有机碳含量低，在全球碳循环研究中，一直被忽略。但2006年前后，若干研究显示干旱荒漠区具有潜在的碳汇功能，一直被认为是死碳的土壤无机碳开始受到关注，长期被忽视的干旱荒漠区无机碳碳循环重新进入人们的视野。后续的研究显示，土壤中的溶解性无机碳并非来自土壤本身的碳酸盐，而是来自土壤空气或大气，是现代碳循环的一个重要环节。土壤温度的变化改变了CO2在土壤溶液中的溶解度，催生出一个日出夜进的“无机呼吸”过程。这个“无机呼吸”过程在广义干旱、盐碱土区普遍存在；在土壤生物过程微弱的荒漠区，可以主导地-气界面的碳交换。盐碱土改良过程中溶解性无机碳的淋洗，更可以直接形成储存于地下咸水层的无机碳汇。总之，在生命过程微弱的干旱荒漠区，无机碳过程可以主导地-气界面碳交换与碳汇的形成：尽管这里起关键作用的不是土壤碳酸盐，而是土壤中的溶解性无机碳。
> 研究论文
2016, 53(4):850-859.
DOI: 10.11766/trxb201510140438
摘要:
选择在河南仰韶村文化遗址内，分别选取一个受到古人类活动干扰的土壤剖面（简称文化剖面）和没有受到古人类活动干扰的土壤剖面（简称自然剖面），通过分析和比较两个剖面中炭屑、各种氧化物含量和土壤发育指标数值，研究古人类活动对土壤发育的影响。研究结果显示，在古人类用火形成的灰烬层中，炭屑含量达到最大值2.38×105粒 g-1，约为自然剖面最高值的12.35倍，这使得SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、MgO和Na2O含量相对减少，均达到最小值，而CaO、MnO含量达到最大值，表明古人类用火产生大量含Ca和Mn物质；而在古人类居住形成的文化层中，除SiO2几乎无变化外，其余物质均出现最大值或达到波峰，表明古人类居住活动有利于各种氧化物的富集。文化剖面发育指标数值总体高于自然剖面，在文化剖面内，文化层和灰烬层的上覆和下伏自然土层中各种元素物质含量基本相同，表明古人类活动阻碍了各种元素物质向下迁移和聚集，使下伏自然土层保持在一个相对封闭的环境中，由此推测古人类活动基本阻碍了土壤发育进程。
选择在河南仰韶村文化遗址内，分别选取一个受到古人类活动干扰的土壤剖面（简称文化剖面）和没有受到古人类活动干扰的土壤剖面（简称自然剖面），通过分析和比较两个剖面中炭屑、各种氧化物含量和土壤发育指标数值，研究古人类活动对土壤发育的影响。研究结果显示，在古人类用火形成的灰烬层中，炭屑含量达到最大值2.38×105粒 g-1，约为自然剖面最高值的12.35倍，这使得SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、MgO和Na2O含量相对减少，均达到最小值，而CaO、MnO含量达到最大值，表明古人类用火产生大量含Ca和Mn物质；而在古人类居住形成的文化层中，除SiO2几乎无变化外，其余物质均出现最大值或达到波峰，表明古人类居住活动有利于各种氧化物的富集。文化剖面发育指标数值总体高于自然剖面，在文化剖面内，文化层和灰烬层的上覆和下伏自然土层中各种元素物质含量基本相同，表明古人类活动阻碍了各种元素物质向下迁移和聚集，使下伏自然土层保持在一个相对封闭的环境中，由此推测古人类活动基本阻碍了土壤发育进程。
2016, 53(4):860-868.
DOI: 10.11766/trxb201601080381
摘要:
研究了5种模拟糙度和6种不同冲刷距离组合下3种粒径的红壤团聚体在集中水流内的剥蚀破坏规律，分析了糙度、运移距离以及相关水力学参数对团聚体剥蚀破坏的影响。结果表明，在相同运移距离条件下，随粒径和糙度的增加团聚体剥蚀破坏程度呈增加趋势，与粒径相比，糙度对剥蚀破坏程度的影响更大。相同模拟糙度下，随着运移距离的增加，剥蚀率均呈抛物线形先增大后减小的趋势；各运移距离下，7~5 mm粒径团聚体的剥蚀率随糙度的增加而增加；5~3 mm和3~1 mm粒径团聚体在各运移距离内随糙度的增加变化规律不一致。在不同糙度情况下，以运移距离等于36 m为例，团聚体与原始团聚体质量比（Wr/W i）随径流水深、阻力系数、水流剪切力的增加均呈幂函数减小之后趋于平缓的趋势。该结果为研究红壤团聚体破碎理论机制提供了参考，对于完善土壤侵蚀过程模型，具有重要的理论意义。
研究了5种模拟糙度和6种不同冲刷距离组合下3种粒径的红壤团聚体在集中水流内的剥蚀破坏规律，分析了糙度、运移距离以及相关水力学参数对团聚体剥蚀破坏的影响。结果表明，在相同运移距离条件下，随粒径和糙度的增加团聚体剥蚀破坏程度呈增加趋势，与粒径相比，糙度对剥蚀破坏程度的影响更大。相同模拟糙度下，随着运移距离的增加，剥蚀率均呈抛物线形先增大后减小的趋势；各运移距离下，7~5 mm粒径团聚体的剥蚀率随糙度的增加而增加；5~3 mm和3~1 mm粒径团聚体在各运移距离内随糙度的增加变化规律不一致。在不同糙度情况下，以运移距离等于36 m为例，团聚体与原始团聚体质量比（Wr/W i）随径流水深、阻力系数、水流剪切力的增加均呈幂函数减小之后趋于平缓的趋势。该结果为研究红壤团聚体破碎理论机制提供了参考，对于完善土壤侵蚀过程模型，具有重要的理论意义。
2016, 53(4):869-880.
DOI: 10.11766/trxb201508210276
摘要:
通过野外人工模拟降雨试验，开展玉米不同生长期紫色土坡耕地细沟侵蚀特征研究，并分析玉米叶面积、雨强对细沟侵蚀过程的影响。结果表明：随玉米生长期推进，坡面产流时间、跌坎及细沟出现时间总体呈先增加后减少的趋势。苗期、拔节期跌坎与细沟出现的平均间隔时间分别为10′59″和15′30″，抽雄期、成熟期跌坎与细沟出现的平均间隔时间分别为20′16″和18′58″，玉米苗期坡耕地更易产生细沟侵蚀。苗期细沟形态发育完整，2.0 mm min-1 雨强条件下，苗期最长细沟的长、宽、深分别为77.62、6.25和4.04 cm。随玉米生长期推进，细沟侵蚀阶段产流量表现为苗期＞拔节期＞成熟期＞抽雄期，苗期和抽雄期细沟侵蚀阶段产流量分别占玉米季径流总量的30.97%和19.01%，玉米各生长期细沟侵蚀阶段产流率均随降雨时间的推移呈波动上升。细沟侵蚀阶段产沙量表现为苗期＞拔节期＞成熟期＞抽雄期，苗期细沟侵蚀阶段产沙量显著高于其他生长期，玉米各生长期细沟侵蚀产沙率均随降雨时间呈波动变化。玉米季坡耕地细沟侵蚀产流量与雨强呈极显著正相关，产沙量与玉米叶面积指数呈显著负相关，产流率、产沙率与叶面积指数和雨强的回归方程均达极显著水平。
通过野外人工模拟降雨试验，开展玉米不同生长期紫色土坡耕地细沟侵蚀特征研究，并分析玉米叶面积、雨强对细沟侵蚀过程的影响。结果表明：随玉米生长期推进，坡面产流时间、跌坎及细沟出现时间总体呈先增加后减少的趋势。苗期、拔节期跌坎与细沟出现的平均间隔时间分别为10′59″和15′30″，抽雄期、成熟期跌坎与细沟出现的平均间隔时间分别为20′16″和18′58″，玉米苗期坡耕地更易产生细沟侵蚀。苗期细沟形态发育完整，2.0 mm min-1 雨强条件下，苗期最长细沟的长、宽、深分别为77.62、6.25和4.04 cm。随玉米生长期推进，细沟侵蚀阶段产流量表现为苗期＞拔节期＞成熟期＞抽雄期，苗期和抽雄期细沟侵蚀阶段产流量分别占玉米季径流总量的30.97%和19.01%，玉米各生长期细沟侵蚀阶段产流率均随降雨时间的推移呈波动上升。细沟侵蚀阶段产沙量表现为苗期＞拔节期＞成熟期＞抽雄期，苗期细沟侵蚀阶段产沙量显著高于其他生长期，玉米各生长期细沟侵蚀产沙率均随降雨时间呈波动变化。玉米季坡耕地细沟侵蚀产流量与雨强呈极显著正相关，产沙量与玉米叶面积指数呈显著负相关，产流率、产沙率与叶面积指数和雨强的回归方程均达极显著水平。
2016, 53(4):881-890.
DOI: 10.11766/trxb201510270450
摘要:
土壤酶与土壤矿质营养元素循环、能量转移等密切相关。明确土壤酶对土壤侵蚀—沉积作用的响应机制，有助于进一步把握土壤侵蚀在全球碳循环中的作用。通过分析湘中红壤丘陵区松林坡面侵蚀区及沉积区土壤酶活性的变化特征，揭示了酶活性与土壤主要养分因子之间的关系，并在此基础上深入探讨了土壤侵蚀—沉积作用对土壤酶活性的影响。结果表明：沉积区绝大多数土层土壤有机碳（Soil organic carbon, SOC）、全氮（Total nitrogen, TN）、可溶性有机碳（Dissolved organic carbon, DOC）、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性均要显著高于侵蚀区。土壤沉积作用明显提高了土壤养分含量及酶活性。其次，侵蚀区与沉积区土壤养分含量及酶活性差异在侵蚀干扰较为严重的表层（0 ~ 30 cm）土壤表现较为明显，随着土壤深度的增加差异逐渐减小。侵蚀区与沉积区SOC、TN、DOC及酶活性均随土壤深度的增加呈现总体下降的趋势。相关性分析表明，土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶之间及其与SOC、TN、DOC之间均存在极显著正相关关系（p＜0.01）。此外，偏冗余分析结果进一步表明SOC是解释土壤酶活性动态变化的主要因子，其解释量达7.5%，侵蚀诱导SOC在坡面的再分布是影响土壤酶活性的重要途径之一。
土壤酶与土壤矿质营养元素循环、能量转移等密切相关。明确土壤酶对土壤侵蚀—沉积作用的响应机制，有助于进一步把握土壤侵蚀在全球碳循环中的作用。通过分析湘中红壤丘陵区松林坡面侵蚀区及沉积区土壤酶活性的变化特征，揭示了酶活性与土壤主要养分因子之间的关系，并在此基础上深入探讨了土壤侵蚀—沉积作用对土壤酶活性的影响。结果表明：沉积区绝大多数土层土壤有机碳（Soil organic carbon, SOC）、全氮（Total nitrogen, TN）、可溶性有机碳（Dissolved organic carbon, DOC）、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性均要显著高于侵蚀区。土壤沉积作用明显提高了土壤养分含量及酶活性。其次，侵蚀区与沉积区土壤养分含量及酶活性差异在侵蚀干扰较为严重的表层（0 ~ 30 cm）土壤表现较为明显，随着土壤深度的增加差异逐渐减小。侵蚀区与沉积区SOC、TN、DOC及酶活性均随土壤深度的增加呈现总体下降的趋势。相关性分析表明，土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶之间及其与SOC、TN、DOC之间均存在极显著正相关关系（p＜0.01）。此外，偏冗余分析结果进一步表明SOC是解释土壤酶活性动态变化的主要因子，其解释量达7.5%，侵蚀诱导SOC在坡面的再分布是影响土壤酶活性的重要途径之一。
2016, 53(4):891-900.
DOI: 10.11766/trxb201510100478
摘要:
相对于土壤有机碳（Soil organic carbon，SOC）空间变异性及合理采样点数量的研究，其时间变异性及揭示特定时段SOC变化所需采样点数量的研究较少。选择红壤丘陵区的江西省余江县为研究区，分析了1982—2007年SOC含量的时间变异特征，并估算了揭示该时段SOC变化所需土壤采样点数量。结果表明，1982—2007年SOC含量均值由14.18增至16.27 g kg-1，增幅为14.74%，其变异系数则由0.22上升为0.44。各土地利用方式中，水田和林地SOC含量分别增加了2.93和3.12g kg-1，而旱地则降低了2.55 g kg-1；同时各利用方式的SOC含量变异系数均出现较大幅度的提高。基于两时段的全部样点，在95%和90%置信区间上，计算得到揭示该时段全县SOC时间变异所需的采样点数量分别为186和147。基于各土地利用方式的SOC变化，计算得到水田、旱地和林地所需采样点数量分别为68、44和144（95%置信区间）及54、34和112（90%置信区间）；揭示旱地SOC变化所需采样点数量应为水田的60%以上，而林地所需样点则为水田的2倍以上。该研究结果可为红壤区SOC时间变异性及其调查采样提供参考。
相对于土壤有机碳（Soil organic carbon，SOC）空间变异性及合理采样点数量的研究，其时间变异性及揭示特定时段SOC变化所需采样点数量的研究较少。选择红壤丘陵区的江西省余江县为研究区，分析了1982—2007年SOC含量的时间变异特征，并估算了揭示该时段SOC变化所需土壤采样点数量。结果表明，1982—2007年SOC含量均值由14.18增至16.27 g kg-1，增幅为14.74%，其变异系数则由0.22上升为0.44。各土地利用方式中，水田和林地SOC含量分别增加了2.93和3.12g kg-1，而旱地则降低了2.55 g kg-1；同时各利用方式的SOC含量变异系数均出现较大幅度的提高。基于两时段的全部样点，在95%和90%置信区间上，计算得到揭示该时段全县SOC时间变异所需的采样点数量分别为186和147。基于各土地利用方式的SOC变化，计算得到水田、旱地和林地所需采样点数量分别为68、44和144（95%置信区间）及54、34和112（90%置信区间）；揭示旱地SOC变化所需采样点数量应为水田的60%以上，而林地所需样点则为水田的2倍以上。该研究结果可为红壤区SOC时间变异性及其调查采样提供参考。
2016, 53(4):901-908.
DOI: 10.11766/trxb201511160406
摘要:
澧阳平原杉龙岗古水稻土遗址剖面中不同耕作年限、不同环境条件、不同深埋的有机质的积累与迁移变化明显。以澧阳平原杉龙岗古水稻土遗址为研究对象，采用溴化钾压片法对剖面中古水稻土和现代耕作水稻土进行红外光谱测定，分析土壤中有机质的官能基团以及各基团的结构特征。结果表明，古水稻土官能基团的振动主要集中在卤素化合物和无机化合物，有机质对古水稻土官能团影响很大，其中，古水稻土中波数1 882 cm-1（烯烃碳）在去有机质后吸收峰弱化；古水稻土中波数为1 631～470 cm-1段，逐渐形成苯环、烯烃化合物且芳构化程度增加，卤素和无机化合物的结合力增强。由一阶导数可知，古水稻土与现代耕作水稻土相差不大，在去有机质后，波峰均被弱化且FD值峰值均小于去有机质前FD值。
澧阳平原杉龙岗古水稻土遗址剖面中不同耕作年限、不同环境条件、不同深埋的有机质的积累与迁移变化明显。以澧阳平原杉龙岗古水稻土遗址为研究对象，采用溴化钾压片法对剖面中古水稻土和现代耕作水稻土进行红外光谱测定，分析土壤中有机质的官能基团以及各基团的结构特征。结果表明，古水稻土官能基团的振动主要集中在卤素化合物和无机化合物，有机质对古水稻土官能团影响很大，其中，古水稻土中波数1 882 cm-1（烯烃碳）在去有机质后吸收峰弱化；古水稻土中波数为1 631～470 cm-1段，逐渐形成苯环、烯烃化合物且芳构化程度增加，卤素和无机化合物的结合力增强。由一阶导数可知，古水稻土与现代耕作水稻土相差不大，在去有机质后，波峰均被弱化且FD值峰值均小于去有机质前FD值。
2016, 53(4):909-918.
DOI: 10.11766/trxb201511170452
摘要:
基于相似土壤组分和光谱特征，利用土壤光谱反射率数据和曲线特征来进行土壤光谱分类，同时充分挖掘有效信息是光谱分析的重要应用方向之一。借助模糊 K-均值聚类方法将土壤光谱数据分成四个类别（分类前先将原始光谱进行范围归一化处理），比较分析了不同类型土壤在光谱分类前后的高光谱特征，然后利用Kennard-Stone法将各类别样本划分为建模集和预测集，将预处理后的建模集光谱数据作为输入量，采用偏最小二乘回归法（PLSR）方法建立全局和各自类别的盐分预测模型。结果表明：光谱分类建模较按土壤系统分类建模和全局建模的精度有明显提高，其预测模型总体的预测决定系数Rp2、预测均方根误差RMSEp 、相对分析误差RPD和RPIQ（样本观测值三四分位数Q3与一四分位数Q1之差与RMSEp的比值）四个指标分别从0.664、1.219、1.733和1.461提高至0.818、1.132、2.356和2.422，其中RPD提高幅度达23.13%，四个类别所建模型RPD均大于2.0，可以对土壤含盐量进行较为精确的定量研究。研究结果为利用大样本光谱数据建立大尺度区域的盐分等土壤属性预测模型提供一种新的思路和方法。
基于相似土壤组分和光谱特征，利用土壤光谱反射率数据和曲线特征来进行土壤光谱分类，同时充分挖掘有效信息是光谱分析的重要应用方向之一。借助模糊 K-均值聚类方法将土壤光谱数据分成四个类别（分类前先将原始光谱进行范围归一化处理），比较分析了不同类型土壤在光谱分类前后的高光谱特征，然后利用Kennard-Stone法将各类别样本划分为建模集和预测集，将预处理后的建模集光谱数据作为输入量，采用偏最小二乘回归法（PLSR）方法建立全局和各自类别的盐分预测模型。结果表明：光谱分类建模较按土壤系统分类建模和全局建模的精度有明显提高，其预测模型总体的预测决定系数Rp2、预测均方根误差RMSEp 、相对分析误差RPD和RPIQ（样本观测值三四分位数Q3与一四分位数Q1之差与RMSEp的比值）四个指标分别从0.664、1.219、1.733和1.461提高至0.818、1.132、2.356和2.422，其中RPD提高幅度达23.13%，四个类别所建模型RPD均大于2.0，可以对土壤含盐量进行较为精确的定量研究。研究结果为利用大样本光谱数据建立大尺度区域的盐分等土壤属性预测模型提供一种新的思路和方法。
2016, 53(4):919-929.
DOI: 10.11766/trxb201511090480
摘要:
丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）和根围促生细菌（plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR）能降解有毒有机物，但分解土壤中残留甲胺磷农药尚未见报道。本试验旨在测定AMF和PGPR矿化甲胺磷的效应。试验设甲胺磷0、50、100和150 µg g-1下，对番茄（Lycospersicon esculentum，品种金冠）接种AMF Glomus mosseae（Gm）、Glomus etunicatum（Ge）、PGPR Bacillus subtilis（Bs）、Bacillus sp. B697（Bsp）、Pseudomonas fluorescens（Pf）、Gm + Bs、Gm + Bsp、Gm + Pf、Ge + Bs、Ge + Bsp、Ge + Pf和不接种对照，共48个处理。结果表明，接种Gm显著增加了根区土壤和根内PGPR定殖数量，而Pf处理显著提高了AMF侵染率，表明Gm与Pf能够相互促进。甲胺磷100 µg g-1水平下，Gm+Pf 处理的番茄株高显著高于其他处理，地上部干重显著高于其他处理（Ge+Pf除外），根系干重显著高于对照、PGPR各处理和Ge处理；而根内甲胺磷浓度则显著低于其他处理，茎叶中的则显著低于其他处理（Gm+Bs、Gm+Bsp和Ge+Pf除外）。AMF、PGPR或AMF+PGPR处理均显著降低番茄体内甲胺磷浓度。甲胺磷50~100 µg g-1水平下，Gm+Pf显著降低根区土壤中甲胺磷残留量，矿化率达52%~60.6%。AMF和PGPR显著提高了根区土壤中甲胺脱氢酶活性，其中以Gm+Pf组合处理的酶活性最高。表明AMF和PGPR均能促进土壤中残留甲胺磷的降解，Gm+Pf是本试验条件下的最佳组合。
丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）和根围促生细菌（plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR）能降解有毒有机物，但分解土壤中残留甲胺磷农药尚未见报道。本试验旨在测定AMF和PGPR矿化甲胺磷的效应。试验设甲胺磷0、50、100和150 µg g-1下，对番茄（Lycospersicon esculentum，品种金冠）接种AMF Glomus mosseae（Gm）、Glomus etunicatum（Ge）、PGPR Bacillus subtilis（Bs）、Bacillus sp. B697（Bsp）、Pseudomonas fluorescens（Pf）、Gm + Bs、Gm + Bsp、Gm + Pf、Ge + Bs、Ge + Bsp、Ge + Pf和不接种对照，共48个处理。结果表明，接种Gm显著增加了根区土壤和根内PGPR定殖数量，而Pf处理显著提高了AMF侵染率，表明Gm与Pf能够相互促进。甲胺磷100 µg g-1水平下，Gm+Pf 处理的番茄株高显著高于其他处理，地上部干重显著高于其他处理（Ge+Pf除外），根系干重显著高于对照、PGPR各处理和Ge处理；而根内甲胺磷浓度则显著低于其他处理，茎叶中的则显著低于其他处理（Gm+Bs、Gm+Bsp和Ge+Pf除外）。AMF、PGPR或AMF+PGPR处理均显著降低番茄体内甲胺磷浓度。甲胺磷50~100 µg g-1水平下，Gm+Pf显著降低根区土壤中甲胺磷残留量，矿化率达52%~60.6%。AMF和PGPR显著提高了根区土壤中甲胺脱氢酶活性，其中以Gm+Pf组合处理的酶活性最高。表明AMF和PGPR均能促进土壤中残留甲胺磷的降解，Gm+Pf是本试验条件下的最佳组合。
2016, 53(4):930-941.
DOI: 10.11766/trxb201502170376
摘要:
内蒙武川是我国典型的内蒙农牧交错带地区，土地利用方式转变和施肥是影响该地区农业生产和土壤碳储量的重要人类活动。选取内蒙武川地区，针对不同土地利用方式（耕地、退耕还林/还草）和施肥措施（化肥、有机肥）的长期定位试验土壤，分析土壤有机碳（SOC）、土壤无机碳（SIC）和全氮（TN）含量和储量，结合13C和15N稳定同位素方法，研究土地利用方式和施肥措施对于该地区土壤碳氮转化的影响规律。研究表明，退耕还灌/还草后，SOC储量较耕地均有显著提高（提高幅度0.60~0.98 Mg hm-2 a-1），SIC储量也增加或保持相同水平（柠条地除外）。相比不施肥处理，施用有机肥能显著增加SOC（1.08~1.19 Mg hm-2 a-1），施化肥处理则会降低SIC（0.06~0.16 Mg hm-2 a-1），且主要影响次生碳酸盐。施肥SIC中原生碳酸盐比例（0~23%）低于自然土壤（3%~29%）。施肥措施对于土壤碳氮的转化强度远大于土地利用方式的改变。对于内蒙等干旱半干旱地区土壤，土地利用和施肥措施对于土壤有机和无机碳的影响应该在区域固碳管理中给予全面考虑。
内蒙武川是我国典型的内蒙农牧交错带地区，土地利用方式转变和施肥是影响该地区农业生产和土壤碳储量的重要人类活动。选取内蒙武川地区，针对不同土地利用方式（耕地、退耕还林/还草）和施肥措施（化肥、有机肥）的长期定位试验土壤，分析土壤有机碳（SOC）、土壤无机碳（SIC）和全氮（TN）含量和储量，结合13C和15N稳定同位素方法，研究土地利用方式和施肥措施对于该地区土壤碳氮转化的影响规律。研究表明，退耕还灌/还草后，SOC储量较耕地均有显著提高（提高幅度0.60~0.98 Mg hm-2 a-1），SIC储量也增加或保持相同水平（柠条地除外）。相比不施肥处理，施用有机肥能显著增加SOC（1.08~1.19 Mg hm-2 a-1），施化肥处理则会降低SIC（0.06~0.16 Mg hm-2 a-1），且主要影响次生碳酸盐。施肥SIC中原生碳酸盐比例（0~23%）低于自然土壤（3%~29%）。施肥措施对于土壤碳氮的转化强度远大于土地利用方式的改变。对于内蒙等干旱半干旱地区土壤，土地利用和施肥措施对于土壤有机和无机碳的影响应该在区域固碳管理中给予全面考虑。
2016, 53(4):942-950.
DOI: 10.11766/trxb201512240476
摘要:
外源新碳加入土壤后，传统技术尚无法区分其与原土壤有机碳的不同。利用13C稳定同位素方法，通过室内培养实验，探讨玉米秸秆和根茬添加到不同肥力水平土壤后外源新碳在土壤中分配与固定的差异。结果表明：（1）低肥土壤添加叶28 d后土壤有机碳（SOC）含量高于添加根和茎的；高肥土壤添加叶在整个培养期间（1~180 d）SOC含量都高于添加根和茎；两种肥力水平土壤在添加玉米根、茎、叶180 d后SOC含量均接近相等。（2）玉米根、茎、叶的添加对SOC中外源新碳含量以及残体残留率的影响不同，28 d前低肥土壤外源新碳含量高于高肥土壤，28 d后结果与之相反；低肥土壤在培养28 d后添加根的残留率比添加茎和叶的低，高肥土壤在培养7 d后添加叶的残留率比添加根和茎的低。以上结果表明，外源新碳在土壤中的固定受其来源和土壤肥力水平的影响与制约。
外源新碳加入土壤后，传统技术尚无法区分其与原土壤有机碳的不同。利用13C稳定同位素方法，通过室内培养实验，探讨玉米秸秆和根茬添加到不同肥力水平土壤后外源新碳在土壤中分配与固定的差异。结果表明：（1）低肥土壤添加叶28 d后土壤有机碳（SOC）含量高于添加根和茎的；高肥土壤添加叶在整个培养期间（1~180 d）SOC含量都高于添加根和茎；两种肥力水平土壤在添加玉米根、茎、叶180 d后SOC含量均接近相等。（2）玉米根、茎、叶的添加对SOC中外源新碳含量以及残体残留率的影响不同，28 d前低肥土壤外源新碳含量高于高肥土壤，28 d后结果与之相反；低肥土壤在培养28 d后添加根的残留率比添加茎和叶的低，高肥土壤在培养7 d后添加叶的残留率比添加根和茎的低。以上结果表明，外源新碳在土壤中的固定受其来源和土壤肥力水平的影响与制约。
2016, 53(4):951-962.
DOI: 10.11766/trxb201511190451
摘要:
间套作是我国传统农业的精髓，是发展生态农业的重要措施之一，在我国乃至世界的现代农业中仍然占有一定的地位。然而，长期间套作条件下的土壤肥力变化研究较为缺乏。在甘肃武威连续6年（2009―2014年）进行定位试验，采用两因素试验设计，主因素为三个施磷水平（0、40和80 kg hm-2），副因素为9种种植模式（蚕豆/玉米、大豆/玉米、鹰嘴豆/玉米和油菜/玉米间作，蚕豆、大豆、鹰嘴豆、油菜和玉米单作），分别在第5年（2013年）和第6年（2014年）测定体系生产力和土壤肥力的主要化学指标，旨在明确连续间作条件下土壤肥力的变化。结果表明：1）三个施磷水平平均下，间作显著提高体系籽粒产量，鹰嘴豆、蚕豆、大豆和油菜与玉米间作体系平均产量比对应单作分别高出38.2%、32.6%、34.0%和38.4%；2）与单作相比，间作种植显著提高了土壤有机质含量；3）施磷及种植方式对土壤全氮含量均无显著影响； 4）间作种植与单作相比在2013年分别显著降低土壤Olsen P含量5.2%、6.9%、15.9%和11.3%，2014年间作相对于单作土壤Olsen P无显著变化；5）间作显著降低土壤速效钾含量，2年平均下降10.3%、14.1%、8.5%和13.2%；6）施磷和作物组合以及间作均未显著改变土壤pH。总之，连续种植5―6年，间作相对于单作仍能提高体系作物籽粒产量，施磷也能提高体系籽粒产量，80 kg hm-2施磷量时产量达到最高；间作有增加土壤有机质，降低土壤Olsen P和速效钾含量趋势，土壤全氮和pH未受到施磷和间作的影响。表明在合理的施肥条件下，间套作不仅相对于单作提高了作物产量，还能够增强农田生态系统的可持续性。
间套作是我国传统农业的精髓，是发展生态农业的重要措施之一，在我国乃至世界的现代农业中仍然占有一定的地位。然而，长期间套作条件下的土壤肥力变化研究较为缺乏。在甘肃武威连续6年（2009―2014年）进行定位试验，采用两因素试验设计，主因素为三个施磷水平（0、40和80 kg hm-2），副因素为9种种植模式（蚕豆/玉米、大豆/玉米、鹰嘴豆/玉米和油菜/玉米间作，蚕豆、大豆、鹰嘴豆、油菜和玉米单作），分别在第5年（2013年）和第6年（2014年）测定体系生产力和土壤肥力的主要化学指标，旨在明确连续间作条件下土壤肥力的变化。结果表明：1）三个施磷水平平均下，间作显著提高体系籽粒产量，鹰嘴豆、蚕豆、大豆和油菜与玉米间作体系平均产量比对应单作分别高出38.2%、32.6%、34.0%和38.4%；2）与单作相比，间作种植显著提高了土壤有机质含量；3）施磷及种植方式对土壤全氮含量均无显著影响； 4）间作种植与单作相比在2013年分别显著降低土壤Olsen P含量5.2%、6.9%、15.9%和11.3%，2014年间作相对于单作土壤Olsen P无显著变化；5）间作显著降低土壤速效钾含量，2年平均下降10.3%、14.1%、8.5%和13.2%；6）施磷和作物组合以及间作均未显著改变土壤pH。总之，连续种植5―6年，间作相对于单作仍能提高体系作物籽粒产量，施磷也能提高体系籽粒产量，80 kg hm-2施磷量时产量达到最高；间作有增加土壤有机质，降低土壤Olsen P和速效钾含量趋势，土壤全氮和pH未受到施磷和间作的影响。表明在合理的施肥条件下，间套作不仅相对于单作提高了作物产量，还能够增强农田生态系统的可持续性。
2016, 53(4):963-971.
DOI: 10.11766/trxb201512140539
摘要:
采用田间微区试验，以15N标记的玉米秸秆为研究对象，研究了免耕覆盖还田下玉米秸秆氮素经过4个生长季后的作物累积利用率、在土壤（0 ~ 60 cm）的残留率以及损失情况。试验共设2个处理：TS1为第1年15N标记秸秆覆盖还田，此后秸秆不还田；TS2为第1年15N标记秸秆覆盖还田，此后每年以非标记秸秆还田。结果表明：经过4个生长季后，两个处理间的玉米籽粒、秸秆的累积产量及总氮素吸收量的差异均不显著。在TS1处理中，秸秆氮素在籽粒和秸秆中的累积回收率分别为14.2%和6.7%，并分别高于TS2处理的12.4%和5.8%。与作物的累积回收率相比，更多的秸秆氮素被保持在土壤中。在TS1和TS2处理中，秸秆氮素在土壤中的残留率分别为40.9%和73.8%，而损失率分别为38.6%和8.1%。与TS1处理相比，TS2处理中较高的土壤微生物生物量碳和氮以及较低的矿质态秸秆氮的含量，说明连续秸秆还田在一定程度上提高了最初还田秸秆氮素在土壤中的微生物固持并降低了秸秆氮素的淋失风险，从而显著提高秸秆氮素在土壤-植物系统中的总回收率。因此，在温带农田生态系统中，长期的免耕结合秸秆覆盖还田可促进秸秆氮素的积累，这对提高和保持土壤氮素含量和稳定性具有重要的意义。
采用田间微区试验，以15N标记的玉米秸秆为研究对象，研究了免耕覆盖还田下玉米秸秆氮素经过4个生长季后的作物累积利用率、在土壤（0 ~ 60 cm）的残留率以及损失情况。试验共设2个处理：TS1为第1年15N标记秸秆覆盖还田，此后秸秆不还田；TS2为第1年15N标记秸秆覆盖还田，此后每年以非标记秸秆还田。结果表明：经过4个生长季后，两个处理间的玉米籽粒、秸秆的累积产量及总氮素吸收量的差异均不显著。在TS1处理中，秸秆氮素在籽粒和秸秆中的累积回收率分别为14.2%和6.7%，并分别高于TS2处理的12.4%和5.8%。与作物的累积回收率相比，更多的秸秆氮素被保持在土壤中。在TS1和TS2处理中，秸秆氮素在土壤中的残留率分别为40.9%和73.8%，而损失率分别为38.6%和8.1%。与TS1处理相比，TS2处理中较高的土壤微生物生物量碳和氮以及较低的矿质态秸秆氮的含量，说明连续秸秆还田在一定程度上提高了最初还田秸秆氮素在土壤中的微生物固持并降低了秸秆氮素的淋失风险，从而显著提高秸秆氮素在土壤-植物系统中的总回收率。因此，在温带农田生态系统中，长期的免耕结合秸秆覆盖还田可促进秸秆氮素的积累，这对提高和保持土壤氮素含量和稳定性具有重要的意义。
2016, 53(4):972-984.
DOI: 10.11766/trxb201512080510
摘要:
对宁镇地区下蜀黄土和北方黄土高原黄土进行系统的分粒级稀土元素（REE）地球化学特征对比研究，结果表明：（1）无论是北方黄土还是下蜀黄土，REE分布均存在明显的粒级效应：北方黄土的REE主要在细粒端（<4 μm）富集，粗粒端（>64 μm）富集不明显；下蜀黄土在细粒端（<4 μm）和粗粒端（>64 μm）均呈明显的REE富集特征，且粗粒端的富集更加显著；（2）北方黄土和下蜀黄土在细粒端（<4 μm）的REE富集主要由风化成壤作用所控制，细粒组分中富集重稀土（HREE）的特征可能与Fe-Mn氧化物对HREE的专性吸附作用有关；（3）下蜀黄土在粗粒端（>64 μm）则主要以富集轻稀土（LREE）为主，这可能与下蜀黄土母质来源中多近源的区域性特征矿物（榍石等副矿物）有关，揭示下蜀黄土中的粗颗粒物质可能主要来源于近距离搬运。>64 μm可能是凸显下蜀黄土和北方黄土REE差异的敏感粒级，该粒级中LREE富集与否是区别两者的有效标志，这为REE应用于黄土的物源示踪研究提供了新途径。
对宁镇地区下蜀黄土和北方黄土高原黄土进行系统的分粒级稀土元素（REE）地球化学特征对比研究，结果表明：（1）无论是北方黄土还是下蜀黄土，REE分布均存在明显的粒级效应：北方黄土的REE主要在细粒端（<4 μm）富集，粗粒端（>64 μm）富集不明显；下蜀黄土在细粒端（<4 μm）和粗粒端（>64 μm）均呈明显的REE富集特征，且粗粒端的富集更加显著；（2）北方黄土和下蜀黄土在细粒端（<4 μm）的REE富集主要由风化成壤作用所控制，细粒组分中富集重稀土（HREE）的特征可能与Fe-Mn氧化物对HREE的专性吸附作用有关；（3）下蜀黄土在粗粒端（>64 μm）则主要以富集轻稀土（LREE）为主，这可能与下蜀黄土母质来源中多近源的区域性特征矿物（榍石等副矿物）有关，揭示下蜀黄土中的粗颗粒物质可能主要来源于近距离搬运。>64 μm可能是凸显下蜀黄土和北方黄土REE差异的敏感粒级，该粒级中LREE富集与否是区别两者的有效标志，这为REE应用于黄土的物源示踪研究提供了新途径。
2016, 53(4):985-994.
DOI: 10.11766/trxb201512150268
摘要:
锌是动植物必需微量元素同时亦是污染土壤的重金属元素，研究黑土中锌形态及其有效度对保护黑土农业生态环境具有重要意义。以黑土13年长期定位试验为研究对象，采用物理化学研究法，分析评价黑土Zn形态转化及锌有效度。结果表明，长期不施肥黑土有效锌（DTPA-Zn）含量可达1.96 mg kg-1，长期施肥可显著增加黑土交换态Zn和无定型氧化铁结合态Zn含量，从而显著提高黑土有效Zn含量，可增至3.3 mg kg-1，对土壤全Zn未有明显增加；配施有机肥可显著增加矿物态Zn以外其他各形态Zn含量，土壤有效锌含量随有机肥施用量增加而逐渐增加，最高可达14.5 mg kg-1。长期施肥使土壤酸化从而降低了黑土对Zn2+的吸附强度和容量，且其吸附的Zn2+更易解吸出来，配施一定量有机肥处理虽未能减缓土壤酸化，可在一定程度上增加土壤对Zn2+的吸附强度与容量，但其吸附的Zn2+更难以解吸。总体黑土有效锌含量相对较高，对Zn2+吸附强度和容量均较高，但随着施肥引起土壤酸化而降低其对Zn2+吸附强度和容量。
锌是动植物必需微量元素同时亦是污染土壤的重金属元素，研究黑土中锌形态及其有效度对保护黑土农业生态环境具有重要意义。以黑土13年长期定位试验为研究对象，采用物理化学研究法，分析评价黑土Zn形态转化及锌有效度。结果表明，长期不施肥黑土有效锌（DTPA-Zn）含量可达1.96 mg kg-1，长期施肥可显著增加黑土交换态Zn和无定型氧化铁结合态Zn含量，从而显著提高黑土有效Zn含量，可增至3.3 mg kg-1，对土壤全Zn未有明显增加；配施有机肥可显著增加矿物态Zn以外其他各形态Zn含量，土壤有效锌含量随有机肥施用量增加而逐渐增加，最高可达14.5 mg kg-1。长期施肥使土壤酸化从而降低了黑土对Zn2+的吸附强度和容量，且其吸附的Zn2+更易解吸出来，配施一定量有机肥处理虽未能减缓土壤酸化，可在一定程度上增加土壤对Zn2+的吸附强度与容量，但其吸附的Zn2+更难以解吸。总体黑土有效锌含量相对较高，对Zn2+吸附强度和容量均较高，但随着施肥引起土壤酸化而降低其对Zn2+吸附强度和容量。
2016, 53(4):995-1002.
DOI: 10.11766/trxb201511060459
摘要:
系统分析了黑麦草幼苗在0.2、0.4、0.6和0.8 mmol L-1水杨酸分别与150 mmol L-1 NaCl盐胁迫复合作用下的生长指标与生理生化指标特征，探究了外源水杨酸对黑麦草幼苗盐胁迫的缓解效应。结果表明：施加不同浓度的外源水杨酸均能够显著缓解盐分对黑麦草幼苗的胁迫效应，盐胁迫下施加外源水杨酸，可使得黑麦草幼苗株高，地上、地下部分鲜重和干重均相对增加；加强了植物体内抗氧化酶系统，表现为超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性显著提高；减弱了细胞膜脂过氧化作用并降低了质膜破坏程度，表现为细胞质膜透性和丙二醛含量均显著降低。0.6 mmol L-1是所设置的浓度梯度中最佳的水杨酸施用浓度；与单独150 mmol L-1 NaCl盐胁迫相比，黑麦草幼苗株高增加43.38%，地上部分鲜、干重分别增加37.92%和31.36%，地下部分鲜、干重分别增加25.46%和15.32%；胁迫处理第3天，SOD活性增加17.20%，第9天，丙二醛（MDA）含量降低27.60%。
系统分析了黑麦草幼苗在0.2、0.4、0.6和0.8 mmol L-1水杨酸分别与150 mmol L-1 NaCl盐胁迫复合作用下的生长指标与生理生化指标特征，探究了外源水杨酸对黑麦草幼苗盐胁迫的缓解效应。结果表明：施加不同浓度的外源水杨酸均能够显著缓解盐分对黑麦草幼苗的胁迫效应，盐胁迫下施加外源水杨酸，可使得黑麦草幼苗株高，地上、地下部分鲜重和干重均相对增加；加强了植物体内抗氧化酶系统，表现为超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性显著提高；减弱了细胞膜脂过氧化作用并降低了质膜破坏程度，表现为细胞质膜透性和丙二醛含量均显著降低。0.6 mmol L-1是所设置的浓度梯度中最佳的水杨酸施用浓度；与单独150 mmol L-1 NaCl盐胁迫相比，黑麦草幼苗株高增加43.38%，地上部分鲜、干重分别增加37.92%和31.36%，地下部分鲜、干重分别增加25.46%和15.32%；胁迫处理第3天，SOD活性增加17.20%，第9天，丙二醛（MDA）含量降低27.60%。
2016, 53(4):1003-1014.
DOI: 10.11766/trxb201512200490
摘要:
以准格尔黑岱沟露天煤矿复垦区8种优势种植物的叶片及对应叶片枯落物为研究对象，通过对其碳、氮、磷、钾含量及生态化学计量学特征的研究，探讨退化生态系统植物内稳性、不同植被类型与NP限制率的关系，以期为黄土高原植被恢复与重建以及不同物种的合理配置提供合理建议，为完善生态化学计量学理论提供支撑。结果表明，不同植物叶片C、N、P、K的变化范围分别为418.2 ~ 564.1、7.19 ~ 33.21、0.82 ~ 2.37、4.98 ~ 32.77 g kg-1。不同植物叶片的生态化学计量学特征N:P、P:K、N:K、C:N、C:P、C:K比变化范围分别为7.16 ~ 22.45、0.036 ~ 0.23、0.70 ~ 4.55、14.92 ~ 64.44、218.54 ~ 557.36、12.78 ~ 121.14。该地区3种植被类型钾含量差异显著，草本植物叶片钾含量显著高于乔木林和灌木林。不同植被类型植物叶片N:P比表现为灌木（18.86）＞草本（15.44）＞乔木（14.68），说明该区灌木林主要受P含量的限制，草本和乔木植物主要受N、P含量共同限制，该地区植被恢复应该以灌木为主。
以准格尔黑岱沟露天煤矿复垦区8种优势种植物的叶片及对应叶片枯落物为研究对象，通过对其碳、氮、磷、钾含量及生态化学计量学特征的研究，探讨退化生态系统植物内稳性、不同植被类型与NP限制率的关系，以期为黄土高原植被恢复与重建以及不同物种的合理配置提供合理建议，为完善生态化学计量学理论提供支撑。结果表明，不同植物叶片C、N、P、K的变化范围分别为418.2 ~ 564.1、7.19 ~ 33.21、0.82 ~ 2.37、4.98 ~ 32.77 g kg-1。不同植物叶片的生态化学计量学特征N:P、P:K、N:K、C:N、C:P、C:K比变化范围分别为7.16 ~ 22.45、0.036 ~ 0.23、0.70 ~ 4.55、14.92 ~ 64.44、218.54 ~ 557.36、12.78 ~ 121.14。该地区3种植被类型钾含量差异显著，草本植物叶片钾含量显著高于乔木林和灌木林。不同植被类型植物叶片N:P比表现为灌木（18.86）＞草本（15.44）＞乔木（14.68），说明该区灌木林主要受P含量的限制，草本和乔木植物主要受N、P含量共同限制，该地区植被恢复应该以灌木为主。
2016, 53(4):1015-1026.
DOI: 10.11766/trxb20151027445
摘要:
为探究蚓粪和益生菌互作对大棚番茄地土壤线虫数量和群落结构的影响，设置CF（单施化肥）、CF+BM（化肥配施巨大芽孢杆菌）、CF+BA（化肥配施解淀粉芽孢杆菌）、VC（单施蚓粪）、VC+BM （蚓粪配施巨大芽孢杆菌）和VC+BA（蚓粪配施解淀粉芽孢杆菌）6个处理。结果表明：与单施化肥相比，单施蚓粪有助于土壤线虫数量的提高，而蚓粪配施益生菌相比单施蚓粪对线虫数量的提高更加显著；化肥配施益生菌在盛花期时对土壤线虫数量提高不显著，收获期时有显著提高但效果不及蚓粪配施益生菌。单施化肥或蚓粪提高了植食性线虫短体属（ Pratylenchus）的相对丰度，且单施蚓粪提高幅度显著高于单施化肥。与单施化肥相比，单施蚓粪显著降低了食细菌线虫比例，而化肥配施益生菌显著降低了食细菌线虫和植食性线虫比例，增加了食真菌线虫比例。蚓粪配施益生菌相比单施蚓粪显著增加了食细菌和食真菌线虫比例，降低了植食性和捕杂食性线虫比例。与单施化肥或蚓粪相比，蚓粪配施益生菌对瓦斯乐斯卡指数（WI）、食真菌线虫与食细菌线虫比率（F/B）和植食性线虫成熟指数（PPI）均能够产生积极影响，且效果优于化肥配施益生菌。综合比较可以发现，与单施化肥或蚓粪相比，蚓粪配施益生菌能够减缓植食性线虫增长，土壤环境和线虫群落趋于健康和稳定，是值得推荐的施肥方式。
为探究蚓粪和益生菌互作对大棚番茄地土壤线虫数量和群落结构的影响，设置CF（单施化肥）、CF+BM（化肥配施巨大芽孢杆菌）、CF+BA（化肥配施解淀粉芽孢杆菌）、VC（单施蚓粪）、VC+BM （蚓粪配施巨大芽孢杆菌）和VC+BA（蚓粪配施解淀粉芽孢杆菌）6个处理。结果表明：与单施化肥相比，单施蚓粪有助于土壤线虫数量的提高，而蚓粪配施益生菌相比单施蚓粪对线虫数量的提高更加显著；化肥配施益生菌在盛花期时对土壤线虫数量提高不显著，收获期时有显著提高但效果不及蚓粪配施益生菌。单施化肥或蚓粪提高了植食性线虫短体属（ Pratylenchus）的相对丰度，且单施蚓粪提高幅度显著高于单施化肥。与单施化肥相比，单施蚓粪显著降低了食细菌线虫比例，而化肥配施益生菌显著降低了食细菌线虫和植食性线虫比例，增加了食真菌线虫比例。蚓粪配施益生菌相比单施蚓粪显著增加了食细菌和食真菌线虫比例，降低了植食性和捕杂食性线虫比例。与单施化肥或蚓粪相比，蚓粪配施益生菌对瓦斯乐斯卡指数（WI）、食真菌线虫与食细菌线虫比率（F/B）和植食性线虫成熟指数（PPI）均能够产生积极影响，且效果优于化肥配施益生菌。综合比较可以发现，与单施化肥或蚓粪相比，蚓粪配施益生菌能够减缓植食性线虫增长，土壤环境和线虫群落趋于健康和稳定，是值得推荐的施肥方式。
2016, 53(4):1027-1036.
DOI: 10.11766/trxb201601150505
摘要:
免耕和秸秆还田是培肥地力的重要措施，明确其对土壤纤维素降解细菌群落的影响对于土壤质量提升具有重要意义。选择中国科学院封丘农业生态国家试验站耕作秸秆还田（WtS）、免耕秸秆还田（WntS）、耕作秸秆不还田（Wt）和免耕秸秆不还田（Wnt）4种处理小区并采集土壤样品，用CMC-Na刚果红培养基对纤维素降解细菌计数，采用PCR-RFLP技术研究保护性耕作和秸秆还田对纤维素降解细菌群落的影响。结果表明，秸秆还田与免耕处理均不同程度提高了纤维素降解细菌数量。WtS、WntS、Wt和Wnt4个纤维素降解细菌基因文库中，OTUs数量分别为23、26、20和19个，秸秆还田加免耕处理多样性指数最高。本文获得的纤维素降解细菌共属于11个属，秸秆还田土壤中Stretomycetaceae、Flavobacterium、Sphingobium相对丰度明显多于秸秆不还田处理土壤；免耕处理土壤中，Pseudomonas、Phyllobacterium、Paenibacillus、Promicromonosporaceae、Sphingobacterium相对丰度明显高于耕作处理土壤。典范对应分析显示四种处理纤维素降解细菌群落结构发生了较大变化，pH、全磷、有机碳和全钾与免耕处理呈显著正相关性，全氮、碱解氮、速效钾、速效磷和有机碳与秸秆还田处理呈显著正相关性。免耕和秸秆还田能提高土壤中纤维素降解细菌数量及多样性，改变纤维素降解细菌群落结构。
免耕和秸秆还田是培肥地力的重要措施，明确其对土壤纤维素降解细菌群落的影响对于土壤质量提升具有重要意义。选择中国科学院封丘农业生态国家试验站耕作秸秆还田（WtS）、免耕秸秆还田（WntS）、耕作秸秆不还田（Wt）和免耕秸秆不还田（Wnt）4种处理小区并采集土壤样品，用CMC-Na刚果红培养基对纤维素降解细菌计数，采用PCR-RFLP技术研究保护性耕作和秸秆还田对纤维素降解细菌群落的影响。结果表明，秸秆还田与免耕处理均不同程度提高了纤维素降解细菌数量。WtS、WntS、Wt和Wnt4个纤维素降解细菌基因文库中，OTUs数量分别为23、26、20和19个，秸秆还田加免耕处理多样性指数最高。本文获得的纤维素降解细菌共属于11个属，秸秆还田土壤中Stretomycetaceae、Flavobacterium、Sphingobium相对丰度明显多于秸秆不还田处理土壤；免耕处理土壤中，Pseudomonas、Phyllobacterium、Paenibacillus、Promicromonosporaceae、Sphingobacterium相对丰度明显高于耕作处理土壤。典范对应分析显示四种处理纤维素降解细菌群落结构发生了较大变化，pH、全磷、有机碳和全钾与免耕处理呈显著正相关性，全氮、碱解氮、速效钾、速效磷和有机碳与秸秆还田处理呈显著正相关性。免耕和秸秆还田能提高土壤中纤维素降解细菌数量及多样性，改变纤维素降解细菌群落结构。
2016, 53(4):1037-1046.
DOI: 10.11766/trxb201510280436
摘要:
秦岭作为我国南北方气候的分界线，其上生长着许多独特林分，加之未受到人为活动扰动，故对其包括土壤酶及养分等在内的土壤效应研究具有重要参比性，且可为揭示不同林分的土壤效应及筛选最优林分奠定基础。选取秦岭不同海拔生长的五种典型林分（锐齿栎、油松、华山松、云杉及松栎混交）土壤，分析了7种土壤酶活性和养分变化特征，并探讨了二者间关系及林分的影响。结果表明：不同林分下土壤养分及酶活性变化差异较大，土壤性质强烈受到林分种类及海拔等生态环境条件的影响，其中云杉土壤的有机质、全氮、碱解氮、速效钾、缓效钾含量均较高，是秦岭山脉生长较好的树种之一；且土壤有机质、全氮、碱解氮等养分变化规律较一致；土壤碱性磷酸酶、荧光素二乙酸酯（FDA）水解酶及总体酶活性（TEI）与土壤养分呈显著或极显著正相关，表明林分和海拔对这三种酶的影响与养分是一致的；采用单独土壤酶活性与土壤酶和化学性质复合开展的主成分分析结果一致，获得的综合得分与上述三种酶类达显著或极显著正相关，揭示出它们在一定程度上可表征森林土壤的质量水平，且单一酶类中土壤碱性磷酸酶活性可更容易、简便地反映土壤肥力状况的变化。
秦岭作为我国南北方气候的分界线，其上生长着许多独特林分，加之未受到人为活动扰动，故对其包括土壤酶及养分等在内的土壤效应研究具有重要参比性，且可为揭示不同林分的土壤效应及筛选最优林分奠定基础。选取秦岭不同海拔生长的五种典型林分（锐齿栎、油松、华山松、云杉及松栎混交）土壤，分析了7种土壤酶活性和养分变化特征，并探讨了二者间关系及林分的影响。结果表明：不同林分下土壤养分及酶活性变化差异较大，土壤性质强烈受到林分种类及海拔等生态环境条件的影响，其中云杉土壤的有机质、全氮、碱解氮、速效钾、缓效钾含量均较高，是秦岭山脉生长较好的树种之一；且土壤有机质、全氮、碱解氮等养分变化规律较一致；土壤碱性磷酸酶、荧光素二乙酸酯（FDA）水解酶及总体酶活性（TEI）与土壤养分呈显著或极显著正相关，表明林分和海拔对这三种酶的影响与养分是一致的；采用单独土壤酶活性与土壤酶和化学性质复合开展的主成分分析结果一致，获得的综合得分与上述三种酶类达显著或极显著正相关，揭示出它们在一定程度上可表征森林土壤的质量水平，且单一酶类中土壤碱性磷酸酶活性可更容易、简便地反映土壤肥力状况的变化。
2016, 53(4):1047-1055.
DOI: 10.11766/trxb201512100609
摘要:
采用变坡试验水槽的方法，研究了黄土高原丘陵区退耕3年草地(赖草)和退耕17年草地（紫花苜蓿）在生长季土壤分离过程的季节变化及其影响因素。结果表明: 赖草和紫花苜蓿地的土壤分离能力在整个生长季均呈现显著下降的季节变化趋势（p＜0.05）。赖草地的平均土壤分离能力最大（0.076±0.036 kg m-2 s-1），其次是紫花苜蓿地（0.057±0.055 kg m-2 s-1）；两种草地土壤分离能力的季节变化主要受到土壤硬化、水稳性团聚体和草地根系生长的影响，随土壤粘结力、容重、水稳性团聚体和草地根系密度的增加，两种退耕草地的土壤分离能力均呈指数形式下降；两种草地土壤分离能力的季节变化可以用水流剪切力、土壤容重和草地根系密度很好的模拟。为黄土高原地区退耕还林（草）水土保持措施提供科学依据。
采用变坡试验水槽的方法，研究了黄土高原丘陵区退耕3年草地(赖草)和退耕17年草地（紫花苜蓿）在生长季土壤分离过程的季节变化及其影响因素。结果表明: 赖草和紫花苜蓿地的土壤分离能力在整个生长季均呈现显著下降的季节变化趋势（p＜0.05）。赖草地的平均土壤分离能力最大（0.076±0.036 kg m-2 s-1），其次是紫花苜蓿地（0.057±0.055 kg m-2 s-1）；两种草地土壤分离能力的季节变化主要受到土壤硬化、水稳性团聚体和草地根系生长的影响，随土壤粘结力、容重、水稳性团聚体和草地根系密度的增加，两种退耕草地的土壤分离能力均呈指数形式下降；两种草地土壤分离能力的季节变化可以用水流剪切力、土壤容重和草地根系密度很好的模拟。为黄土高原地区退耕还林（草）水土保持措施提供科学依据。
> 研究简报
2016, 53(4):1056-1064.
DOI: 10.11766/trxb201512300537
摘要:
土壤改良剂与微咸水灌溉相结合，对于合理开发利用微咸水、改善盐碱土结构及促进作物生长有着重要意义。基于一维垂直土柱积水入渗和水平土柱吸渗试验,研究了微咸水入渗条件下，不同聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，简称PAM）施量（0、0.02%、0.04%和0.06%）对盐碱土水盐运移特性的影响。结果表明：（1）微咸水入渗条件下，施加PAM能够降低土壤入渗速率，增加土壤保水性能。（2）施加PAM对Philip及Kostiakov入渗模型参数有显著影响，在PAM施量0.04%时，吸渗率S和经验系数 K最小，而经验指数β最大。（3）在PAM施量为0.04%时，土壤饱和体积含水量最大，Brooks-Corey模型进气吸力hd增加了15.30%，土壤持水性能显著提高；土壤水分扩散率最小，水分分布最均匀。（4）施加PAM能够显著提高土层的持水效率和微咸水的淋洗效果，在PAM施量为0.04%时，土层持水效率最高，盐分淋洗量最大。
土壤改良剂与微咸水灌溉相结合，对于合理开发利用微咸水、改善盐碱土结构及促进作物生长有着重要意义。基于一维垂直土柱积水入渗和水平土柱吸渗试验,研究了微咸水入渗条件下，不同聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，简称PAM）施量（0、0.02%、0.04%和0.06%）对盐碱土水盐运移特性的影响。结果表明：（1）微咸水入渗条件下，施加PAM能够降低土壤入渗速率，增加土壤保水性能。（2）施加PAM对Philip及Kostiakov入渗模型参数有显著影响，在PAM施量0.04%时，吸渗率S和经验系数 K最小，而经验指数β最大。（3）在PAM施量为0.04%时，土壤饱和体积含水量最大，Brooks-Corey模型进气吸力hd增加了15.30%，土壤持水性能显著提高；土壤水分扩散率最小，水分分布最均匀。（4）施加PAM能够显著提高土层的持水效率和微咸水的淋洗效果，在PAM施量为0.04%时，土层持水效率最高，盐分淋洗量最大。
2016, 53(4):1065-1073.
DOI: 10.11766/trxb201509280397
摘要:
以野生番茄-醋栗番茄D4-101（ Solanum pimpinellifolium）（WT）、自交系番茄栽培种7818D（S. esculentum）（CT）及二者杂交产生的F1代品系为材料，探讨50、100及200 mmol L-1 NaCl胁迫处理对番茄生物量和离子吸收分配的影响。结果表明：盐胁迫下，植株干重的降幅由大到小依次是：CT>WT>F1。随着盐胁迫程度加大，三个品种（系）Na+含量均增高，而K+含量显著降低。盐胁迫处理下三个品种（系）的K+ /Na+比均显著降低，而品种间降幅差异不大。盐胁迫强度的增加显著提高三个品种（系）根的K+、Na+的选择性比率（SK,Na），其增幅由大到小依次是：WT> F1>CT。在茎部，盐胁迫则显著降低了三个品种（系）的SK,Na，但是盐处理之间WT茎的变化甚小，而随着盐分强度的上升，CT茎SK,Na的降幅显著高于F1的。盐胁迫下三个品种（系）叶片的SK,Na均增加，但是随着盐度的增加，WT叶的SK,Na逐渐下降，而CT和F1的SK,Na逐渐上升，且F1的SK,Na上升显著高于CT的。综上所述，F1植株在维持离子稳态方面接近于野生亲本，尤其是叶片，导致F1不仅长势好，而且还具有较亲本更好的耐盐性。
以野生番茄-醋栗番茄D4-101（ Solanum pimpinellifolium）（WT）、自交系番茄栽培种7818D（S. esculentum）（CT）及二者杂交产生的F1代品系为材料，探讨50、100及200 mmol L-1 NaCl胁迫处理对番茄生物量和离子吸收分配的影响。结果表明：盐胁迫下，植株干重的降幅由大到小依次是：CT>WT>F1。随着盐胁迫程度加大，三个品种（系）Na+含量均增高，而K+含量显著降低。盐胁迫处理下三个品种（系）的K+ /Na+比均显著降低，而品种间降幅差异不大。盐胁迫强度的增加显著提高三个品种（系）根的K+、Na+的选择性比率（SK,Na），其增幅由大到小依次是：WT> F1>CT。在茎部，盐胁迫则显著降低了三个品种（系）的SK,Na，但是盐处理之间WT茎的变化甚小，而随着盐分强度的上升，CT茎SK,Na的降幅显著高于F1的。盐胁迫下三个品种（系）叶片的SK,Na均增加，但是随着盐度的增加，WT叶的SK,Na逐渐下降，而CT和F1的SK,Na逐渐上升，且F1的SK,Na上升显著高于CT的。综上所述，F1植株在维持离子稳态方面接近于野生亲本，尤其是叶片，导致F1不仅长势好，而且还具有较亲本更好的耐盐性。
2016, 53(4):1074-1083.
DOI: 10.11766/trxb201601050005
摘要:
采用CP-8ms毛细管色谱柱、直接加热—静态顶空—气相色谱/质谱联用法测定土壤中苯系物，并对顶空条件进行了优化。结果表明，装有10 g土壤样品的20 ml顶空瓶在95℃加热阱中以500 r min-1振摇20 s，停90 s，并平衡15 min，即可达到最佳脱附效果；并以不含待测苯系物的新鲜土壤制作校准样，外标法定量。该方法的精密度为2.35％～7.27％，检出限为0.23～1.35 μg kg-1，各目标物的标准曲线线性相关系数r为0.993 3~0.998 0，加标样品回收率为74.2%～123%，可满足有机分析的要求。
采用CP-8ms毛细管色谱柱、直接加热—静态顶空—气相色谱/质谱联用法测定土壤中苯系物，并对顶空条件进行了优化。结果表明，装有10 g土壤样品的20 ml顶空瓶在95℃加热阱中以500 r min-1振摇20 s，停90 s，并平衡15 min，即可达到最佳脱附效果；并以不含待测苯系物的新鲜土壤制作校准样，外标法定量。该方法的精密度为2.35％～7.27％，检出限为0.23～1.35 μg kg-1，各目标物的标准曲线线性相关系数r为0.993 3~0.998 0，加标样品回收率为74.2%～123%，可满足有机分析的要求。
> 书评
27 力荐《中国土壤地理》
2016, 53(4):1084-1084.
摘要:
《中国土壤地理》是龚子同、黄荣金、张甘霖等知名学者领衔主编，包含中青年学者的参与编著，由北京科学出版社于2014年3月出版的一部专业巨著，是中国科学院主持出版的《中国自然地理系列专著》之一。 该专著是对近几十年来，国内外土壤地理及相关学科最新进展和研究成果，进行了总结和高度概括的基础上编写的。它充分反映了土壤地理学发展的方向和时代特征。这是我国土壤科学发展史上一部具有重要的里程碑意义的专著。 其主要特色如下： （一）、从理论上对土壤地理学的研究对象、内容、任务和发展方向，作了全面而精辟的论述。提出“土壤地理学是研究土壤时空变化的科学”。把“土壤整体”作为研究对象，不但需要进行土壤与环境之间的相关性研究，而且需要将其提升到“土壤圈”之层面，研究其和地球表层系统中其他圈层（大气圈、水圈、岩石圈和生物圈）之间的相关性。 土壤圈是地球表层系统中最后形成的，并最终使地表系统成为一个完整而运转的自然系统的圈层。其在地表系统中的地位及重要性不言而喻，它与当代诸多重大危机都息息相关，如全球气候变化，生态环境危机，环境污染，土地退化，粮食安全生产，食品健康。土壤圈的研究是解决这些世界难题的关键之一。美国土壤学界于21世纪初提出了有关地球地表系统“关键带”的概念，并指出土壤圈是这一关键带的核心。上述两者是遥相呼应，不谋而合。这必将大步提升土壤科学的地位，成为推动土壤科学向前沿性学科发展的动力。同时也标志着我国土壤地理学理论研究的水平，已跨入了国际土壤科学研究领域的先进行列。并凸显了土壤地理分支学科在土壤科学领域内的研究导向和基础支撑作用，其它分支学科任何研究都需要或不能离开土壤整体基础研究的支撑。 （二）、为我国土壤地理研究的实质内容，土壤时空变化规律搭建崭新的平台，即以中国土壤系统分类作为它的研究和表述单元。中国土壤分类已历经数十年的研究和应用的考验。它既汲取了国际土壤分类发展主流体系的经验，与国际接轨；又根据我国土壤分类发展的历史传统和我国土壤的具体实际情况，创新发展了具有中国特色的土壤系统分类。例如，我国独立原创研究拟订了人为土纲系列，提出干旱土纲内涵不同的新定义、盐成土纲和潜育土纲的单独划分、以及铁铝土与富铁土的命名和内涵也有所发展。它已得到国际土壤学界的充分肯定，并已产生重要的国际影响。 （三）、开拓了土壤资源开发和可持续利用研究的新视野。这是由土壤资源的多功能性所决定的，因而也突出展现了许多新亮点。例如，（1）中国土壤分区的依据、原则和划分，不再是依据单一的土壤资源的生产功能，而是着眼于土壤资源的生产、生态和环境的多功能进行划分；（2）重视土壤信息系统的建立，以及在采集、集成和融合土壤信息数据库的过程中“3S”等新技术和方法的应用；（3）对土壤资源的可持续利用，提出不少建设性对策和建议，其中特别值得提出的对土壤有机碳储量研究的重视。土壤有机碳储量是土壤生命、能源、功能和资源可持续利用之本，其重要性如何说都不为过。 此外，本著采集和引用的参考文献资源之丰富，图文并茂和精美，亦是一大特色。 土壤科学将随着时代的发展而发展，无论是理论和实践都还存在着很大的发展空间。《中国土壤地理》专著为我国土壤科学的继承和创新发展提供了一个范例，并赋予我们以民族自信心和激励，推动我国土壤学界为发展其有中国特色的土壤科学，为世界土壤科学的发展而不懈地努力向前，做出我们应有的贡献。
《中国土壤地理》是龚子同、黄荣金、张甘霖等知名学者领衔主编，包含中青年学者的参与编著，由北京科学出版社于2014年3月出版的一部专业巨著，是中国科学院主持出版的《中国自然地理系列专著》之一。 该专著是对近几十年来，国内外土壤地理及相关学科最新进展和研究成果，进行了总结和高度概括的基础上编写的。它充分反映了土壤地理学发展的方向和时代特征。这是我国土壤科学发展史上一部具有重要的里程碑意义的专著。 其主要特色如下： （一）、从理论上对土壤地理学的研究对象、内容、任务和发展方向，作了全面而精辟的论述。提出“土壤地理学是研究土壤时空变化的科学”。把“土壤整体”作为研究对象，不但需要进行土壤与环境之间的相关性研究，而且需要将其提升到“土壤圈”之层面，研究其和地球表层系统中其他圈层（大气圈、水圈、岩石圈和生物圈）之间的相关性。 土壤圈是地球表层系统中最后形成的，并最终使地表系统成为一个完整而运转的自然系统的圈层。其在地表系统中的地位及重要性不言而喻，它与当代诸多重大危机都息息相关，如全球气候变化，生态环境危机，环境污染，土地退化，粮食安全生产，食品健康。土壤圈的研究是解决这些世界难题的关键之一。美国土壤学界于21世纪初提出了有关地球地表系统“关键带”的概念，并指出土壤圈是这一关键带的核心。上述两者是遥相呼应，不谋而合。这必将大步提升土壤科学的地位，成为推动土壤科学向前沿性学科发展的动力。同时也标志着我国土壤地理学理论研究的水平，已跨入了国际土壤科学研究领域的先进行列。并凸显了土壤地理分支学科在土壤科学领域内的研究导向和基础支撑作用，其它分支学科任何研究都需要或不能离开土壤整体基础研究的支撑。 （二）、为我国土壤地理研究的实质内容，土壤时空变化规律搭建崭新的平台，即以中国土壤系统分类作为它的研究和表述单元。中国土壤分类已历经数十年的研究和应用的考验。它既汲取了国际土壤分类发展主流体系的经验，与国际接轨；又根据我国土壤分类发展的历史传统和我国土壤的具体实际情况，创新发展了具有中国特色的土壤系统分类。例如，我国独立原创研究拟订了人为土纲系列，提出干旱土纲内涵不同的新定义、盐成土纲和潜育土纲的单独划分、以及铁铝土与富铁土的命名和内涵也有所发展。它已得到国际土壤学界的充分肯定，并已产生重要的国际影响。 （三）、开拓了土壤资源开发和可持续利用研究的新视野。这是由土壤资源的多功能性所决定的，因而也突出展现了许多新亮点。例如，（1）中国土壤分区的依据、原则和划分，不再是依据单一的土壤资源的生产功能，而是着眼于土壤资源的生产、生态和环境的多功能进行划分；（2）重视土壤信息系统的建立，以及在采集、集成和融合土壤信息数据库的过程中“3S”等新技术和方法的应用；（3）对土壤资源的可持续利用，提出不少建设性对策和建议，其中特别值得提出的对土壤有机碳储量研究的重视。土壤有机碳储量是土壤生命、能源、功能和资源可持续利用之本，其重要性如何说都不为过。 此外，本著采集和引用的参考文献资源之丰富，图文并茂和精美，亦是一大特色。 土壤科学将随着时代的发展而发展，无论是理论和实践都还存在着很大的发展空间。《中国土壤地理》专著为我国土壤科学的继承和创新发展提供了一个范例，并赋予我们以民族自信心和激励，推动我国土壤学界为发展其有中国特色的土壤科学，为世界土壤科学的发展而不懈地努力向前，做出我们应有的贡献。
