2016年第53卷第6期文章目次
> 综述与评论
2016, 53(6):1343-1356.
DOI: 10.11766/trxb201605170103
摘要:
在过去四十年里，肥料效应函数模型研究和应用取得重要进展，业已成为我国测土配方施肥的主要技术依据和一个分支体系，其中二次多项式是研究和应用最多的肥效模型。本文对经验肥效模型的类型及其适用性、试验设计、参数估计、类特征肥效模型、非典型式推荐施肥优化方法以及函数法与土测值的结合等方面的研究进展进行了简要综述。在此基础上，分析了问题产生原因和主要诊断方法。为此，建议：未来要深入探讨消除或缓解多元肥效模型多重共线性和异方差危害的补救措施及其有效应用条件；研发非结构肥效模型，克服经验肥效模型专业假设的不合理性；在大量“3414”试验资料基础上开展作物肥效参数识别技术研究，为肥效模型实现微观指导和推荐施肥软件系统研发提供理论模型依据。
在过去四十年里，肥料效应函数模型研究和应用取得重要进展，业已成为我国测土配方施肥的主要技术依据和一个分支体系，其中二次多项式是研究和应用最多的肥效模型。本文对经验肥效模型的类型及其适用性、试验设计、参数估计、类特征肥效模型、非典型式推荐施肥优化方法以及函数法与土测值的结合等方面的研究进展进行了简要综述。在此基础上，分析了问题产生原因和主要诊断方法。为此，建议：未来要深入探讨消除或缓解多元肥效模型多重共线性和异方差危害的补救措施及其有效应用条件；研发非结构肥效模型，克服经验肥效模型专业假设的不合理性；在大量“3414”试验资料基础上开展作物肥效参数识别技术研究，为肥效模型实现微观指导和推荐施肥软件系统研发提供理论模型依据。
2016, 53(6):1357-1370.
DOI: 10.11766/trxb201606150183
摘要:
作为土壤改良剂和环境污染修复材料，生物质炭在近年来得以广泛应用。生物质炭制备过程中会产生一定量的多环芳烃（PAHs），对其潜在环境负面效应和风险尚缺乏应有的认识。本文总结了生物质炭中PAHs的形成机理、影响因素（包括原材料、裂解温度、裂解升温速率和保留时间等）、总量和生物有效含量及其分析方法，旨在为生物质炭在环境中的安全应用提供理论依据和技术参考。
作为土壤改良剂和环境污染修复材料，生物质炭在近年来得以广泛应用。生物质炭制备过程中会产生一定量的多环芳烃（PAHs），对其潜在环境负面效应和风险尚缺乏应有的认识。本文总结了生物质炭中PAHs的形成机理、影响因素（包括原材料、裂解温度、裂解升温速率和保留时间等）、总量和生物有效含量及其分析方法，旨在为生物质炭在环境中的安全应用提供理论依据和技术参考。
> 研究论文
2016, 53(6):1371-1379.
DOI: 10.11766/trxb201602220557
摘要:
崩积体坡面侵蚀泥沙颗粒的变化特征及过程研究是揭示崩岗崩积体侵蚀机理的关键。基于崩岗崩积体土质疏松、粗颗粒含量高、极易被侵蚀的特性，通过室内人工模拟降雨试验，研究30°坡度条件下，不同覆盖度（0，25%，50%，75%，100%）和雨强（60，90，120 mmh-1）组合坡面侵蚀泥沙颗粒特征。结果表明：降雨过程中，坡面径流优先搬运的是粒径较小的泥沙颗粒；侵蚀泥沙中粗颗粒（砾石和粗砂）泥沙含量随着覆盖度的增加呈先减小后增大趋势；侵蚀泥沙颗粒的平均重量直径（MWD）与覆盖度之间呈极显著相关；当覆盖度达到50%时，坡面粗颗粒泥沙的减少效果最明显，75%覆盖度坡面较容易发生崩塌。以上结果表明，侵蚀泥沙颗粒的大小与坡面秸秆覆盖度的高低密切相关，50%左右的秸秆覆盖度可以达到较好的减沙效果。
崩积体坡面侵蚀泥沙颗粒的变化特征及过程研究是揭示崩岗崩积体侵蚀机理的关键。基于崩岗崩积体土质疏松、粗颗粒含量高、极易被侵蚀的特性，通过室内人工模拟降雨试验，研究30°坡度条件下，不同覆盖度（0，25%，50%，75%，100%）和雨强（60，90，120 mmh-1）组合坡面侵蚀泥沙颗粒特征。结果表明：降雨过程中，坡面径流优先搬运的是粒径较小的泥沙颗粒；侵蚀泥沙中粗颗粒（砾石和粗砂）泥沙含量随着覆盖度的增加呈先减小后增大趋势；侵蚀泥沙颗粒的平均重量直径（MWD）与覆盖度之间呈极显著相关；当覆盖度达到50%时，坡面粗颗粒泥沙的减少效果最明显，75%覆盖度坡面较容易发生崩塌。以上结果表明，侵蚀泥沙颗粒的大小与坡面秸秆覆盖度的高低密切相关，50%左右的秸秆覆盖度可以达到较好的减沙效果。
2016, 53(6):1380-1388.
DOI: 10.11766/trxb201603240644
摘要:
为揭示发育于侵蚀性风化花岗岩坡地上不同地貌部位土壤剖面的风化发育特征，在浙江省选择了典型的风化花岗岩坡地：浙江省嵊州市水土保持监测站为研究区，在监测站同一坡面不同侵蚀强度的坡顶、坡中、坡底选取3个典型的土壤剖面（140 cm），从下至上等距离（20 cm）采集土壤样品，共采集21个土样。进行了各层土壤基本理化特性和化学全量的分析，并分别计算了3个剖面不同层次的主要化学风化系数及总的风化强度，结果表明：（1）在强烈侵蚀的花岗岩风化残积坡地发育的土壤，总体发育成熟过程较弱，其进一步的发育与典型的地带性土壤的发育有很大的差异，侵蚀过程严重地影响了土壤的进一步成熟，侵蚀强度越大，则土壤发育越差。（2）土壤剖面总的风化强度不大，上下层的递变差异很小，脱硅富铝化过程随着剖面深度的增加风化程度越来越弱。（3）土壤剖面的化学分层不明显，各种风化指标均在60 cm左右形成了一个分界层，其上受水力侵蚀影响明显，其下呈现出的特性以继承残积母质为主。（4）不同地貌部位的风化发育程度排序为：坡底<坡中<坡顶，其与采样坡面的侵蚀强度排序正好相反。（5）风化程度与有机质和黏粒含量具有较为明显的正比关系，在侵蚀环境下，土壤的物理特性对风化的影响明显，在沉积环境下土壤有机质的影响大于黏粒含量的影响。总之，由于受侵蚀的影响，坡地土壤剖面的淀积层不发育，剖面呈现出的假淀积层不是由淋溶作用形成的，而是具有一定风化程度的风化残积层，结果导致发育于山地丘陵侵蚀性坡地的土壤层次划分不同于常规的土壤层次划分。
为揭示发育于侵蚀性风化花岗岩坡地上不同地貌部位土壤剖面的风化发育特征，在浙江省选择了典型的风化花岗岩坡地：浙江省嵊州市水土保持监测站为研究区，在监测站同一坡面不同侵蚀强度的坡顶、坡中、坡底选取3个典型的土壤剖面（140 cm），从下至上等距离（20 cm）采集土壤样品，共采集21个土样。进行了各层土壤基本理化特性和化学全量的分析，并分别计算了3个剖面不同层次的主要化学风化系数及总的风化强度，结果表明：（1）在强烈侵蚀的花岗岩风化残积坡地发育的土壤，总体发育成熟过程较弱，其进一步的发育与典型的地带性土壤的发育有很大的差异，侵蚀过程严重地影响了土壤的进一步成熟，侵蚀强度越大，则土壤发育越差。（2）土壤剖面总的风化强度不大，上下层的递变差异很小，脱硅富铝化过程随着剖面深度的增加风化程度越来越弱。（3）土壤剖面的化学分层不明显，各种风化指标均在60 cm左右形成了一个分界层，其上受水力侵蚀影响明显，其下呈现出的特性以继承残积母质为主。（4）不同地貌部位的风化发育程度排序为：坡底<坡中<坡顶，其与采样坡面的侵蚀强度排序正好相反。（5）风化程度与有机质和黏粒含量具有较为明显的正比关系，在侵蚀环境下，土壤的物理特性对风化的影响明显，在沉积环境下土壤有机质的影响大于黏粒含量的影响。总之，由于受侵蚀的影响，坡地土壤剖面的淀积层不发育，剖面呈现出的假淀积层不是由淋溶作用形成的，而是具有一定风化程度的风化残积层，结果导致发育于山地丘陵侵蚀性坡地的土壤层次划分不同于常规的土壤层次划分。
2016, 53(6):1389-1398.
DOI: 10.11766/trxb201603220030
摘要:
土壤抗侵蚀能力特征是土壤侵蚀预测预报的重要依据之一，为了分析黄土区不同生长期大豆坡耕地土壤抗侵蚀能力特征，采用原状土冲刷槽和静水崩解法，分别在大豆不同生长期测定坡耕地不同土层土壤抗冲性和抗蚀性，并对大豆根系特征与土壤抗侵蚀能力的关系进行分析。结果表明：随着大豆生育期的推进呈现出先增强后减弱的趋势，始粒期土壤抗侵蚀能力最强，苗期最弱；在大豆苗期与分枝期，土壤抗侵蚀能力随土层深度的增加而减弱；大豆开花期以后10~20 cm土层土壤抗侵蚀能力最强，其次为0~5 cm土层；土壤根重密度、根系表面积、根系体积及根系长度对土壤抗侵蚀能力影响均达到极显著水平（p<0.01），且根径在0~0.5 mm之间根系的增多会更加有效地提高土壤的抗侵蚀能力。这表明在大豆生长初期加强对坡面的有效防护，避免地表长期裸露，培育根系发达的大豆品种将有助于对坡耕地土壤侵蚀的防控。
土壤抗侵蚀能力特征是土壤侵蚀预测预报的重要依据之一，为了分析黄土区不同生长期大豆坡耕地土壤抗侵蚀能力特征，采用原状土冲刷槽和静水崩解法，分别在大豆不同生长期测定坡耕地不同土层土壤抗冲性和抗蚀性，并对大豆根系特征与土壤抗侵蚀能力的关系进行分析。结果表明：随着大豆生育期的推进呈现出先增强后减弱的趋势，始粒期土壤抗侵蚀能力最强，苗期最弱；在大豆苗期与分枝期，土壤抗侵蚀能力随土层深度的增加而减弱；大豆开花期以后10~20 cm土层土壤抗侵蚀能力最强，其次为0~5 cm土层；土壤根重密度、根系表面积、根系体积及根系长度对土壤抗侵蚀能力影响均达到极显著水平（p<0.01），且根径在0~0.5 mm之间根系的增多会更加有效地提高土壤的抗侵蚀能力。这表明在大豆生长初期加强对坡面的有效防护，避免地表长期裸露，培育根系发达的大豆品种将有助于对坡耕地土壤侵蚀的防控。
2016, 53(6):1399-1409.
DOI: 10.11766/trxb201601270650
摘要:
土壤盐渍化是干旱半旱地区土地退化的主要原因之一，给当地生态系统和社会经济的可持续发展带来了严重的威胁，而对盐渍化空间分布信息的提取是治理盐渍化的基础。因此，选取生态脆弱区渭—库绿洲为研究区，利用2014年7月19日GF-1 多光谱影像数据，提取光谱指数及波段信息，结合实际采样点的土壤表层电导率数据（0～10 cm），采用偏最小二乘回归模型（Partial least squares regression，PLSR）对土壤盐渍化进行模拟，并对研究区盐渍化分布进行模拟和评估。结果表明：实测土壤表层电导率与光谱指数相关性较好；利用PLSR对渭—库绿洲土壤表层盐渍信息建模，对土壤盐渍化信息提取效果较好，精度较高；充分利用了GF-1影像包含的信息，提高了高分辨率遥感影像盐渍化信息提取的精度；非盐渍化和轻度盐渍化面积分别占总面积的42.88%和17.16%，绿洲中部偏东及东南区域，盐渍化现象稍弱，可成为今后绿洲扩张的重点方向；而中度盐渍化、重度盐渍化和盐土面积分别占总面积的29.51%、8.57%和1.88%，绿洲北部/西部及西南方向的重度盐渍化区域紧挨绿洲区域，已严重威胁了绿洲经济的健康发展，亟待治理。
土壤盐渍化是干旱半旱地区土地退化的主要原因之一，给当地生态系统和社会经济的可持续发展带来了严重的威胁，而对盐渍化空间分布信息的提取是治理盐渍化的基础。因此，选取生态脆弱区渭—库绿洲为研究区，利用2014年7月19日GF-1 多光谱影像数据，提取光谱指数及波段信息，结合实际采样点的土壤表层电导率数据（0～10 cm），采用偏最小二乘回归模型（Partial least squares regression，PLSR）对土壤盐渍化进行模拟，并对研究区盐渍化分布进行模拟和评估。结果表明：实测土壤表层电导率与光谱指数相关性较好；利用PLSR对渭—库绿洲土壤表层盐渍信息建模，对土壤盐渍化信息提取效果较好，精度较高；充分利用了GF-1影像包含的信息，提高了高分辨率遥感影像盐渍化信息提取的精度；非盐渍化和轻度盐渍化面积分别占总面积的42.88%和17.16%，绿洲中部偏东及东南区域，盐渍化现象稍弱，可成为今后绿洲扩张的重点方向；而中度盐渍化、重度盐渍化和盐土面积分别占总面积的29.51%、8.57%和1.88%，绿洲北部/西部及西南方向的重度盐渍化区域紧挨绿洲区域，已严重威胁了绿洲经济的健康发展，亟待治理。
2016, 53(6):1410-1420.
DOI: 10.11766/trxb201512100605
摘要:
运用经典统计和主成分分析方法，对河套平原弃耕地盐渍化土壤全盐量、pH、阴阳离子组成、碱化度(ESP)的分布特征进行了分析。结果表明：研究区土壤为中度至重度盐渍化，土壤全盐、pH、碱化度(ESP)在剖面中的变化趋势一致，呈表聚和底聚两个过程。全盐量介于2.80～6.69 g kg-1之间，pH介于9.20～9.69之间，碱化度介于10.97%～33.33%之间。0～60 cm土层全盐量随土层深度增加而降低，60～120 cm 土层全盐量随土层深度增加而增加。剖面中阳离子以Na++K+为主；阴离子以SO42−为主。除pH外，土壤各盐碱指标呈强烈空间变异特征；不同土层SO42−与Ca2+、Mg2+、全盐量差异达极显著水平，Cl-与K++Na+相关性随土层深度增加而减弱，pH、碱化度与CO32−达极显著水平。土壤全盐量、SO42−可作为研究区土壤盐化状况特征因子；CO32−、HCO3−、pH可作为研究区土壤碱化状况特征因子。由此可见，在改良利用过程中要以降低土壤盐度和碱度来调控离子组成，进而改善土壤结构。
运用经典统计和主成分分析方法，对河套平原弃耕地盐渍化土壤全盐量、pH、阴阳离子组成、碱化度(ESP)的分布特征进行了分析。结果表明：研究区土壤为中度至重度盐渍化，土壤全盐、pH、碱化度(ESP)在剖面中的变化趋势一致，呈表聚和底聚两个过程。全盐量介于2.80～6.69 g kg-1之间，pH介于9.20～9.69之间，碱化度介于10.97%～33.33%之间。0～60 cm土层全盐量随土层深度增加而降低，60～120 cm 土层全盐量随土层深度增加而增加。剖面中阳离子以Na++K+为主；阴离子以SO42−为主。除pH外，土壤各盐碱指标呈强烈空间变异特征；不同土层SO42−与Ca2+、Mg2+、全盐量差异达极显著水平，Cl-与K++Na+相关性随土层深度增加而减弱，pH、碱化度与CO32−达极显著水平。土壤全盐量、SO42−可作为研究区土壤盐化状况特征因子；CO32−、HCO3−、pH可作为研究区土壤碱化状况特征因子。由此可见，在改良利用过程中要以降低土壤盐度和碱度来调控离子组成，进而改善土壤结构。
2016, 53(6):1421-1432.
DOI: 10.11766/trxb201603140625
摘要:
蒸散是水量平衡和能量平衡的重要组成部分，也是农田生态系统水分消耗的主要途径。为探究黄土塬区农田蒸散的日动态变化规律，运用涡度相关法、土壤水分及常规微气象观测系统等，于2013年作物生长季（4—10月）对试验区农田作物（冬小麦、春玉米）蒸散特征及影响因素进行分析。结果表明，降水对蒸散的影响较为显著，降水过后的日蒸散量较降水前会有所增加；农田0~100 cm土壤含水量变异系数较大，土壤水分变化剧烈，作物根系的集中分布范围在0~80 cm之间，因此0~100 cm土壤水分主要参与蒸散过程；晴天蒸散的累积量大于阴天，晴天和阴天的日均蒸散量分别为4.5、3.8 mm d-1，相差0.7 mm d-1。阴天蒸散开始的时间较晴天晚，阴天条件下的蒸散更易受到气象因子的扰动；不同天气条件下净辐射均为蒸散的主要影响因子，蒸散速率与净辐射变化趋势一致，但在时间上滞后于净辐射；在不同的土壤水分环境条件下，蒸散的过程和强度差异较大，水分胁迫条件下，全天蒸散量水平较低，“蒸散高地”的持续时间较长；而水分相对充足时，全天蒸散水平较高，“蒸散高地”持续时间较短，维持较高的蒸散速率的时间较长。
蒸散是水量平衡和能量平衡的重要组成部分，也是农田生态系统水分消耗的主要途径。为探究黄土塬区农田蒸散的日动态变化规律，运用涡度相关法、土壤水分及常规微气象观测系统等，于2013年作物生长季（4—10月）对试验区农田作物（冬小麦、春玉米）蒸散特征及影响因素进行分析。结果表明，降水对蒸散的影响较为显著，降水过后的日蒸散量较降水前会有所增加；农田0~100 cm土壤含水量变异系数较大，土壤水分变化剧烈，作物根系的集中分布范围在0~80 cm之间，因此0~100 cm土壤水分主要参与蒸散过程；晴天蒸散的累积量大于阴天，晴天和阴天的日均蒸散量分别为4.5、3.8 mm d-1，相差0.7 mm d-1。阴天蒸散开始的时间较晴天晚，阴天条件下的蒸散更易受到气象因子的扰动；不同天气条件下净辐射均为蒸散的主要影响因子，蒸散速率与净辐射变化趋势一致，但在时间上滞后于净辐射；在不同的土壤水分环境条件下，蒸散的过程和强度差异较大，水分胁迫条件下，全天蒸散量水平较低，“蒸散高地”的持续时间较长；而水分相对充足时，全天蒸散水平较高，“蒸散高地”持续时间较短，维持较高的蒸散速率的时间较长。
2016, 53(6):1433-1443.
DOI: 10.11766/trxb201603140654
摘要:
以中国干旱半干旱区农田土壤为研究对象，通过收集自然农田和长期定位站点（178个剖面，0~100 cm土层）农田土壤碳的数据并对其进行整合，分析了农田土壤有机碳和无机碳含量的垂直剖面分布特征及其影响因素。结果表明，随土层深度增加，农田土壤有机碳呈下降趋势，表层含量高于底层；不同地区农田土壤无机碳含量变化趋势不一，随土壤深度增加整体呈现升高的趋势，但是也有一些地区呈现下降趋势。土壤剖面深度为100 cm的农田土壤有机碳和无机碳密度平均值分别为8.33和15.83kg m-2，农田土壤无机碳储量大约是土壤有机碳的2倍。土壤深度为0~30 cm的有机碳占100 cm总有机碳含量的45%，无机碳仅占100 cm总无机碳含量的29%；土壤无机碳主要集中在30~100 cm土层，占100 cm总无机碳含量的71%，远高于有机碳在此土层占100 cm总有机碳含量的百分比（55%）。综合自然农田和长期定位站点农田土壤碳的数据，土壤容重与土壤pH是影响农田土壤有机碳和无机碳分布特征的重要因素：自然农田土壤有机碳与土壤pH（R2 = 0.61，p < 0.01）和土壤容重（R2 = 0.64，p< 0.01）呈显著负相关；长期定位站点土壤无机碳与土壤pH（R2 = 0.56，p< 0.01）和土壤容重（R2 = 0.63，p< 0.01）呈显著正相关。中国干旱半干旱区农田土壤有机碳和无机碳的分布特征与影响因素，将为陆地生态系统碳储量估算提供数据基础与理论支撑。
以中国干旱半干旱区农田土壤为研究对象，通过收集自然农田和长期定位站点（178个剖面，0~100 cm土层）农田土壤碳的数据并对其进行整合，分析了农田土壤有机碳和无机碳含量的垂直剖面分布特征及其影响因素。结果表明，随土层深度增加，农田土壤有机碳呈下降趋势，表层含量高于底层；不同地区农田土壤无机碳含量变化趋势不一，随土壤深度增加整体呈现升高的趋势，但是也有一些地区呈现下降趋势。土壤剖面深度为100 cm的农田土壤有机碳和无机碳密度平均值分别为8.33和15.83kg m-2，农田土壤无机碳储量大约是土壤有机碳的2倍。土壤深度为0~30 cm的有机碳占100 cm总有机碳含量的45%，无机碳仅占100 cm总无机碳含量的29%；土壤无机碳主要集中在30~100 cm土层，占100 cm总无机碳含量的71%，远高于有机碳在此土层占100 cm总有机碳含量的百分比（55%）。综合自然农田和长期定位站点农田土壤碳的数据，土壤容重与土壤pH是影响农田土壤有机碳和无机碳分布特征的重要因素：自然农田土壤有机碳与土壤pH（R2 = 0.61，p < 0.01）和土壤容重（R2 = 0.64，p< 0.01）呈显著负相关；长期定位站点土壤无机碳与土壤pH（R2 = 0.56，p< 0.01）和土壤容重（R2 = 0.63，p< 0.01）呈显著正相关。中国干旱半干旱区农田土壤有机碳和无机碳的分布特征与影响因素，将为陆地生态系统碳储量估算提供数据基础与理论支撑。
2016, 53(6):1444-1451.
DOI: 10.11766/trxb201605190254
摘要:
采用原位原子力显微镜智能模式初步观察了弱酸性土壤腐殖酸分子在层状硅酸盐含钾矿物黑云母表面的吸附动态和形貌变化。采用纯化、干燥后的腐殖酸固体样品配制pH 6.0，浓度分别为0 mg L-1、100 mg L-1和1000 mg L-1的腐殖酸溶液。原位观察所用的矿物薄片为土壤中常见的2:1型含钾矿物—黑云母，其化学结构式为K(Mg2.46Fe0.45Ti0.09)[AlSi3O10](OH) 2。结果表明，时间尺度是影响界面上腐殖酸形貌结构的一个重要因素。在通入pH 6.0的腐殖酸溶液作用下，原位反应0～180 min内，腐殖酸分子与黑云母（001）面的相互作用以吸附为主并伴随脱附现象，吸附的腐殖酸呈球状，为单个或多个腐殖酸分子的聚集体，高度介于1～5 nm之间；原位反应180～300 min内，黑云母（001）面上吸附的腐殖酸仍以颗粒态为主，高度介于3～5 nm之间，平均为4 nm；而黑云母（001）面上的台阶和边缘位置则分布有较多的片状结构以及黑云母线型边缘诱导产生的链状结构腐殖酸聚集体，其高度介于6～8 nm，较颗粒态腐殖酸的聚集体平均高出约2.5 nm。此外，腐殖酸分子不仅能够在黑云母表面进行吸附和脱附作用，还能够溶解黑云母的表面结构，促进层间K及结构单元内Al和Si的释放。因此，腐殖酸与云母类矿物的界面反应是一个溶解—吸附—聚集并伴随着脱附和离子释放的过程。
采用原位原子力显微镜智能模式初步观察了弱酸性土壤腐殖酸分子在层状硅酸盐含钾矿物黑云母表面的吸附动态和形貌变化。采用纯化、干燥后的腐殖酸固体样品配制pH 6.0，浓度分别为0 mg L-1、100 mg L-1和1000 mg L-1的腐殖酸溶液。原位观察所用的矿物薄片为土壤中常见的2:1型含钾矿物—黑云母，其化学结构式为K(Mg2.46Fe0.45Ti0.09)[AlSi3O10](OH) 2。结果表明，时间尺度是影响界面上腐殖酸形貌结构的一个重要因素。在通入pH 6.0的腐殖酸溶液作用下，原位反应0～180 min内，腐殖酸分子与黑云母（001）面的相互作用以吸附为主并伴随脱附现象，吸附的腐殖酸呈球状，为单个或多个腐殖酸分子的聚集体，高度介于1～5 nm之间；原位反应180～300 min内，黑云母（001）面上吸附的腐殖酸仍以颗粒态为主，高度介于3～5 nm之间，平均为4 nm；而黑云母（001）面上的台阶和边缘位置则分布有较多的片状结构以及黑云母线型边缘诱导产生的链状结构腐殖酸聚集体，其高度介于6～8 nm，较颗粒态腐殖酸的聚集体平均高出约2.5 nm。此外，腐殖酸分子不仅能够在黑云母表面进行吸附和脱附作用，还能够溶解黑云母的表面结构，促进层间K及结构单元内Al和Si的释放。因此，腐殖酸与云母类矿物的界面反应是一个溶解—吸附—聚集并伴随着脱附和离子释放的过程。
2016, 53(6):1452-1463.
DOI: 10.11766/trxb201605080084
摘要:
采用红外光谱和元素分析，初步研究了纯培养条件下水华鱼腥藻（一种常见蓝细菌）不同生长期的菌体和胞外代谢物以及作为唯一基质形成的菌体混合物的结构特征。结果表明：蓝细菌样品的红外光谱图中均没有1 720 cm-1峰。2 926/1 650比值显示，水华鱼腥藻对数生长期与衰亡后期的菌体芳香物质含量高，复杂度与土壤富里酸接近，但低于土壤胡敏酸；微生物处理能使菌体混合物具有更多芳香族物质，但1 530 cm-1峰消失，表明部分C=C及氨基酸类物质被分解。相对于土壤腐殖物质，水华鱼腥藻菌体的H/C比值及(O+S)/C比值均较大，即缩合度较低而氧化度较高；经微生物处理后，其缩合度进一步降低，氧化度升高。总之，本实验条件下蓝细菌自发形成腐殖物质的可能性较低，且其作为唯一基质在其他微生物作用下形成的菌体混合物与土壤腐殖物质在结构上存在差距，但从蓝细菌的组成与结构上看，其可为腐殖物质的形成提供物质条件。该结果为土壤腐殖物质的形成研究与起源探索提供了一定的科学依据。
采用红外光谱和元素分析，初步研究了纯培养条件下水华鱼腥藻（一种常见蓝细菌）不同生长期的菌体和胞外代谢物以及作为唯一基质形成的菌体混合物的结构特征。结果表明：蓝细菌样品的红外光谱图中均没有1 720 cm-1峰。2 926/1 650比值显示，水华鱼腥藻对数生长期与衰亡后期的菌体芳香物质含量高，复杂度与土壤富里酸接近，但低于土壤胡敏酸；微生物处理能使菌体混合物具有更多芳香族物质，但1 530 cm-1峰消失，表明部分C=C及氨基酸类物质被分解。相对于土壤腐殖物质，水华鱼腥藻菌体的H/C比值及(O+S)/C比值均较大，即缩合度较低而氧化度较高；经微生物处理后，其缩合度进一步降低，氧化度升高。总之，本实验条件下蓝细菌自发形成腐殖物质的可能性较低，且其作为唯一基质在其他微生物作用下形成的菌体混合物与土壤腐殖物质在结构上存在差距，但从蓝细菌的组成与结构上看，其可为腐殖物质的形成提供物质条件。该结果为土壤腐殖物质的形成研究与起源探索提供了一定的科学依据。
2016, 53(6):1464-1475.
DOI: 10.11766/trxb201603230019
摘要:
整理2005—2013年吉林省“3414”田间试验，选取不施氮和推荐施氮处理数据，研究不同生态区玉米的氮肥施用效果和肥料利用效率现状，探讨区域差异及其影响因素。结果显示，吉林省不同生态区的玉米产量水平差异显著，总体上以中部半湿润平原区最高，其次是东部湿润山区，西部半干旱平原区相对较低。不同生态区玉米施氮效果也存在差异，其中东部最高，施氮的平均增产量与增产率分别为2.44 t hm-2和38.4%，其次为中部（2.40 t hm-2，34.3%），西部则显著偏低（2.21 t hm-2，33.4%）。相比中、西部地区，东部地区玉米的氮肥利用效率显著较高，其平均氮肥农学利用率、偏生产力和肥料贡献率分别为16.6 kg kg-1、65.9 kg kg-1和25.0%。随不施氮处理产量的提高，各生态区施氮处理产量均呈上升趋势而氮肥贡献率呈下降趋势，其中，西部地区的相对变幅较中、东部地区更为明显。可见，应根据区域气候环境条件和施氮响应特征对氮肥进行合理的配置与施用，建议吉林中部地区以维持作物需求为标准适当减少施氮量，东部地区可适度增加施氮量并配合栽培措施以消减光温资源不足对产量的限制，而西部地区应在培肥地力基础上推广高效节水用水技术，发挥水氮耦合效应以促进高产高效。
整理2005—2013年吉林省“3414”田间试验，选取不施氮和推荐施氮处理数据，研究不同生态区玉米的氮肥施用效果和肥料利用效率现状，探讨区域差异及其影响因素。结果显示，吉林省不同生态区的玉米产量水平差异显著，总体上以中部半湿润平原区最高，其次是东部湿润山区，西部半干旱平原区相对较低。不同生态区玉米施氮效果也存在差异，其中东部最高，施氮的平均增产量与增产率分别为2.44 t hm-2和38.4%，其次为中部（2.40 t hm-2，34.3%），西部则显著偏低（2.21 t hm-2，33.4%）。相比中、西部地区，东部地区玉米的氮肥利用效率显著较高，其平均氮肥农学利用率、偏生产力和肥料贡献率分别为16.6 kg kg-1、65.9 kg kg-1和25.0%。随不施氮处理产量的提高，各生态区施氮处理产量均呈上升趋势而氮肥贡献率呈下降趋势，其中，西部地区的相对变幅较中、东部地区更为明显。可见，应根据区域气候环境条件和施氮响应特征对氮肥进行合理的配置与施用，建议吉林中部地区以维持作物需求为标准适当减少施氮量，东部地区可适度增加施氮量并配合栽培措施以消减光温资源不足对产量的限制，而西部地区应在培肥地力基础上推广高效节水用水技术，发挥水氮耦合效应以促进高产高效。
2016, 53(6):1476-1488.
DOI: 10.11766/trxb201602220031
摘要:
试验采用裂裂区设计，小麦品种（烟农19和汶农6号）为主区，施氮（N）量为裂区，设0 (N0)、120 (N120)、240 (N240) kg hm-2三个施N水平，施硫（S）量为裂裂区，设0 (S0)、20 (S20)、40 (S40)、60 (S60) kg hm-2四个施S水平。结果表明，汶农6号开花后旗叶超氧化物歧化酶（SOD）活性、旗叶净光合速率、产量和氮素利用效率均高于烟农19。在一定施氮水平下适量施硫显著提高烟农19和汶农6号小麦开花后旗叶SOD活性和可溶性蛋白质含量，提高旗叶净光合速率和开花后干物质积累量，增加植株地上部氮素积累量和籽粒产量；当施氮水平为120 kg hm-2施硫量超过40 kg hm-2和施氮240 kg hm-2施硫量超过20 kg hm-2时，汶农6号植株地上部氮素积累量仍继续增加，但旗叶抗氧化能力和光合同化能力均无明显提高，籽粒产量不再增加，烟农19号旗叶SOD活性、可溶性蛋白质含量和光合速率均降低，植株地上部氮素积累量和籽粒产量均减少。在同一施氮水平下，两小麦品种氮素利用效率总体表现为随施硫量增加而降低的趋势。在土壤有效硫为38.9~42.1 mg kg-1的条件下，适量施用氮肥和硫肥有利于延缓小麦花后旗叶衰老，提高光合同化能力，增加籽粒产量，但不同小麦品种对氮肥和硫肥施用量的响应不同，氮素利用效率较高的品种在较高的氮硫供给水平下仍有较好的光合同化和产量表现，而氮素利用效率相对低的品种对高氮高硫的适应性较差，后期易早衰，影响产量和氮素利用效率。
试验采用裂裂区设计，小麦品种（烟农19和汶农6号）为主区，施氮（N）量为裂区，设0 (N0)、120 (N120)、240 (N240) kg hm-2三个施N水平，施硫（S）量为裂裂区，设0 (S0)、20 (S20)、40 (S40)、60 (S60) kg hm-2四个施S水平。结果表明，汶农6号开花后旗叶超氧化物歧化酶（SOD）活性、旗叶净光合速率、产量和氮素利用效率均高于烟农19。在一定施氮水平下适量施硫显著提高烟农19和汶农6号小麦开花后旗叶SOD活性和可溶性蛋白质含量，提高旗叶净光合速率和开花后干物质积累量，增加植株地上部氮素积累量和籽粒产量；当施氮水平为120 kg hm-2施硫量超过40 kg hm-2和施氮240 kg hm-2施硫量超过20 kg hm-2时，汶农6号植株地上部氮素积累量仍继续增加，但旗叶抗氧化能力和光合同化能力均无明显提高，籽粒产量不再增加，烟农19号旗叶SOD活性、可溶性蛋白质含量和光合速率均降低，植株地上部氮素积累量和籽粒产量均减少。在同一施氮水平下，两小麦品种氮素利用效率总体表现为随施硫量增加而降低的趋势。在土壤有效硫为38.9~42.1 mg kg-1的条件下，适量施用氮肥和硫肥有利于延缓小麦花后旗叶衰老，提高光合同化能力，增加籽粒产量，但不同小麦品种对氮肥和硫肥施用量的响应不同，氮素利用效率较高的品种在较高的氮硫供给水平下仍有较好的光合同化和产量表现，而氮素利用效率相对低的品种对高氮高硫的适应性较差，后期易早衰，影响产量和氮素利用效率。
2016, 53(6):1489-1496.
DOI: 10.11766/trxb201604090017
摘要:
为了更好地掌握长江中游土壤肥力状况，运用地统计学和ArcGIS技术相结合的方法，对湖北、湖南、江西三省41 943个土壤样品的微量养分（铁Fe、锰Mn、铜Cu、锌Zn、硼B）含量的分布特征和空间变异进行研究。结果表明，长江中游土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn、B的平均含量分别为88.0、27.2、3.05、1.71、0.41 mg kg-1。空间分布特征表现为Fe、Mn均以江汉平原区较低，Zn以湖南省较低，Cu、B空间分布较为不均；与第二次土壤普查结果相比，土壤微量养分含量均有所提高，其中Fe、Mn、Cu含量为缺乏或严重缺乏的面积比例分别降至0.1%、2.2%和0.1%，而Zn和B分别为30.8%和17.7%。不同的土地利用类型、土壤类型和成土母质对土壤微量养分均有不同程度的影响。随着微量养分在农业生产中的贡献越来越突出，亟须根据土壤微量养分的分布特征进行分区管理。
为了更好地掌握长江中游土壤肥力状况，运用地统计学和ArcGIS技术相结合的方法，对湖北、湖南、江西三省41 943个土壤样品的微量养分（铁Fe、锰Mn、铜Cu、锌Zn、硼B）含量的分布特征和空间变异进行研究。结果表明，长江中游土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn、B的平均含量分别为88.0、27.2、3.05、1.71、0.41 mg kg-1。空间分布特征表现为Fe、Mn均以江汉平原区较低，Zn以湖南省较低，Cu、B空间分布较为不均；与第二次土壤普查结果相比，土壤微量养分含量均有所提高，其中Fe、Mn、Cu含量为缺乏或严重缺乏的面积比例分别降至0.1%、2.2%和0.1%，而Zn和B分别为30.8%和17.7%。不同的土地利用类型、土壤类型和成土母质对土壤微量养分均有不同程度的影响。随着微量养分在农业生产中的贡献越来越突出，亟须根据土壤微量养分的分布特征进行分区管理。
2016, 53(6):1497-1505.
DOI: 10.11766/trxb201603020025
摘要:
以连作10年花生的红壤为基质，分别设置花生单作和花生/茅苍术间作处理，于花生成熟期采集单作花生根际土壤、间作处理花生和茅苍术根际土壤，分析土壤线虫的数量、多样性和群落结构，以揭示间作茅苍术对土壤线虫群落的影响及对花生连作障碍的缓解机制。研究结果表明，与花生单作相比，间作处理花生的株高、主根长、秸秆干重和荚果干重显著增加（p<0.05）。茅苍术间作减少了连作花生土壤线虫的总数，显著提高了花生根际土壤食细菌线虫、食真菌线虫和捕食/杂食线虫的相对丰度，降低了植物寄生线虫的相对丰度（p<0.05）。与花生单作相比，间作提高了花生根际土壤线虫的Shannon-Wiener多样性指数（H'）和均匀度指数（J），而土壤线虫群落的优势度指数（λ）显著降低。间作处理花生根际土壤线虫的瓦斯乐斯卡指数（WI）和自由生活线虫成熟度指数（MI）显著升高，植物寄生线虫成熟度指数（PPI）显著降低，而线虫通道比（NCR）无显著变化。综合分析得出，茅苍术间作可以提高花生连作土壤线虫多样性、优化土壤线虫群落结构，进而增强有益线虫的生态功能、改善花生连作障碍。
以连作10年花生的红壤为基质，分别设置花生单作和花生/茅苍术间作处理，于花生成熟期采集单作花生根际土壤、间作处理花生和茅苍术根际土壤，分析土壤线虫的数量、多样性和群落结构，以揭示间作茅苍术对土壤线虫群落的影响及对花生连作障碍的缓解机制。研究结果表明，与花生单作相比，间作处理花生的株高、主根长、秸秆干重和荚果干重显著增加（p<0.05）。茅苍术间作减少了连作花生土壤线虫的总数，显著提高了花生根际土壤食细菌线虫、食真菌线虫和捕食/杂食线虫的相对丰度，降低了植物寄生线虫的相对丰度（p<0.05）。与花生单作相比，间作提高了花生根际土壤线虫的Shannon-Wiener多样性指数（H'）和均匀度指数（J），而土壤线虫群落的优势度指数（λ）显著降低。间作处理花生根际土壤线虫的瓦斯乐斯卡指数（WI）和自由生活线虫成熟度指数（MI）显著升高，植物寄生线虫成熟度指数（PPI）显著降低，而线虫通道比（NCR）无显著变化。综合分析得出，茅苍术间作可以提高花生连作土壤线虫多样性、优化土壤线虫群落结构，进而增强有益线虫的生态功能、改善花生连作障碍。
2016, 53(6):1506-1516.
DOI: 10.11766/trxb201512190508
摘要:
不同强度、季节的放牧是草地生态系统中主要的放牧管理措施，在生物多样性维持以及生态过程发挥中起着重要的作用，然而，关于青藏高原东缘高寒草甸地区放牧对土壤线虫群落的研究甚少。本文调查了放牧（轻度、中度和重度）对植物群落、土壤理化性质和线虫群落的影响。结果表明：植物群落、土壤理化性质和线虫群落受到放牧、时间以及放牧和时间共同作用的影响；食细菌线虫、植物凋落物生物量、根生物量、土壤含水量、土壤有机碳含量在轻度放牧草地内最高（p＜0.05）；杂类草生物量在中度放牧草地内最高；杂食线虫数量在重度放牧地内最低（p＜0.05）。植物群落和土壤特性与土壤线虫群落有明显的相关关系（p＜0.05）。结构方程模型显示食草动物主要通过植物群落影响植食和食细菌线虫，进一步的研究应针对植物群落多样性以及个体特征对线虫群落的影响。
不同强度、季节的放牧是草地生态系统中主要的放牧管理措施，在生物多样性维持以及生态过程发挥中起着重要的作用，然而，关于青藏高原东缘高寒草甸地区放牧对土壤线虫群落的研究甚少。本文调查了放牧（轻度、中度和重度）对植物群落、土壤理化性质和线虫群落的影响。结果表明：植物群落、土壤理化性质和线虫群落受到放牧、时间以及放牧和时间共同作用的影响；食细菌线虫、植物凋落物生物量、根生物量、土壤含水量、土壤有机碳含量在轻度放牧草地内最高（p＜0.05）；杂类草生物量在中度放牧草地内最高；杂食线虫数量在重度放牧地内最低（p＜0.05）。植物群落和土壤特性与土壤线虫群落有明显的相关关系（p＜0.05）。结构方程模型显示食草动物主要通过植物群落影响植食和食细菌线虫，进一步的研究应针对植物群落多样性以及个体特征对线虫群落的影响。
2016, 53(6):1517-1527.
DOI: 10.11766/trxb201604210087
摘要:
基于稻田中氮肥配施生物炭的田间定位试验，研究了施用生物炭与氮肥对旱季稻田土壤理化性质、甲烷氧化与产生潜势及甲烷氧化菌和产甲烷菌丰度的影响。田间试验共设置5个处理：单施生物炭、单施氮肥、氮肥配施生物炭（生物炭设置两个水平）以及对照。结果表明：施用生物炭三年后显著提高了有机碳和微生物生物量碳含量（p ﹤ 0.05），与单施氮肥处理相比，氮肥配施生物炭后可显著提高土壤pH。与对照相比，单施生物炭显著提高土壤甲烷氧化潜势。在施氮条件下，甲烷氧化潜势与生物炭施用量之间存在正相关关系，与氮肥配施20 t hm-2处理相比，40 t hm-2生物炭处理甲烷氧化潜势增长53.8%。氮肥配施高倍生物炭与配施低倍生物炭处理相比产甲烷潜势由0.001提高至0.002 mg kg-1 h-1；氮肥施用一定程度上抑制了甲烷氧化菌数量的增长，单施氮肥处理中产甲烷菌数量较对照处理显著增加了3.0%；单施或配施低水平生物炭显著增加土壤甲烷氧化菌数量。氮肥显著降低了甲烷氧化菌与产甲烷菌基因丰度比（pmoA/mcrA）。而在同氮肥水平下施加生物炭显著增加了土壤pmoA/mcrA比值，即生物炭对甲烷氧化菌的促进作用显著高于产甲烷菌，提高了旱季稻田土壤的甲烷氧化能力，因此有助于减少稻田土壤甲烷的排放。
基于稻田中氮肥配施生物炭的田间定位试验，研究了施用生物炭与氮肥对旱季稻田土壤理化性质、甲烷氧化与产生潜势及甲烷氧化菌和产甲烷菌丰度的影响。田间试验共设置5个处理：单施生物炭、单施氮肥、氮肥配施生物炭（生物炭设置两个水平）以及对照。结果表明：施用生物炭三年后显著提高了有机碳和微生物生物量碳含量（p ﹤ 0.05），与单施氮肥处理相比，氮肥配施生物炭后可显著提高土壤pH。与对照相比，单施生物炭显著提高土壤甲烷氧化潜势。在施氮条件下，甲烷氧化潜势与生物炭施用量之间存在正相关关系，与氮肥配施20 t hm-2处理相比，40 t hm-2生物炭处理甲烷氧化潜势增长53.8%。氮肥配施高倍生物炭与配施低倍生物炭处理相比产甲烷潜势由0.001提高至0.002 mg kg-1 h-1；氮肥施用一定程度上抑制了甲烷氧化菌数量的增长，单施氮肥处理中产甲烷菌数量较对照处理显著增加了3.0%；单施或配施低水平生物炭显著增加土壤甲烷氧化菌数量。氮肥显著降低了甲烷氧化菌与产甲烷菌基因丰度比（pmoA/mcrA）。而在同氮肥水平下施加生物炭显著增加了土壤pmoA/mcrA比值，即生物炭对甲烷氧化菌的促进作用显著高于产甲烷菌，提高了旱季稻田土壤的甲烷氧化能力，因此有助于减少稻田土壤甲烷的排放。
2016, 53(6):1528-1540.
DOI: 10.11766/trxb201603120052
摘要:
为了探索硝化抑制剂在毛竹生产中的施用技术，通过培养试验研究3,4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）和双氰胺（DCD）两种硝化抑制剂对毛竹林施用尿素后土壤N2O排放、氮素转化和相关氨氧化细菌（AOB）、氨氧化古菌（AOA）群落结构和丰度的影响。试验设（1）对照（CK）、（2）单施尿素（Urea）、（3）尿素+ 1%DMPP（DMPP占总N的1%，下同）、（4）尿素+ 1.5%DMPP、（5）尿素+ 10%DCD、（6）尿素+ 15%DCD等6个处理，测定N2O的排放动态以及气体排放转折点时的土壤特征指标。结果表明：与单施尿素相比，160 d的时间内两种DMPP用量处理的土壤N2O累积排放减排幅度均为54%，而10%DCD和15%DCD处理的土壤分别减少28%和41%。DMPP和DCD处理50 d和90 d时土壤的NH4+-N含量均显著高于（p<0.05）单施尿素处理，而 NO3?-N含量和表观硝化率则恰好相反，但两种抑制剂间无差异。DMPP处理的AOB群落结构的变化从10 d 开始显现，至50 d和90 d 时仍保持明显的抑制状态，而DCD处理则至90 d时抑制作用基本消失。单施尿素AOB功能基因（amoA）的丰度均显著高于硝化抑制剂处理（90 d时尿素+ 10%DCD处理除外）；在整个培养期内，尿素和对照土壤的AOA群落结构相似，硝化抑制剂反而增加了AOA功能基因的丰度，表明硝化抑制剂对AOA丰度无明显抑制作用。即两种硝化抑制剂主要通过抑制AOB起作用；调节土壤pH至中性范围，并在1%DMPP施用条件下，硝化抑制剂的抑制效果最显著。
为了探索硝化抑制剂在毛竹生产中的施用技术，通过培养试验研究3,4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）和双氰胺（DCD）两种硝化抑制剂对毛竹林施用尿素后土壤N2O排放、氮素转化和相关氨氧化细菌（AOB）、氨氧化古菌（AOA）群落结构和丰度的影响。试验设（1）对照（CK）、（2）单施尿素（Urea）、（3）尿素+ 1%DMPP（DMPP占总N的1%，下同）、（4）尿素+ 1.5%DMPP、（5）尿素+ 10%DCD、（6）尿素+ 15%DCD等6个处理，测定N2O的排放动态以及气体排放转折点时的土壤特征指标。结果表明：与单施尿素相比，160 d的时间内两种DMPP用量处理的土壤N2O累积排放减排幅度均为54%，而10%DCD和15%DCD处理的土壤分别减少28%和41%。DMPP和DCD处理50 d和90 d时土壤的NH4+-N含量均显著高于（p<0.05）单施尿素处理，而 NO3?-N含量和表观硝化率则恰好相反，但两种抑制剂间无差异。DMPP处理的AOB群落结构的变化从10 d 开始显现，至50 d和90 d 时仍保持明显的抑制状态，而DCD处理则至90 d时抑制作用基本消失。单施尿素AOB功能基因（amoA）的丰度均显著高于硝化抑制剂处理（90 d时尿素+ 10%DCD处理除外）；在整个培养期内，尿素和对照土壤的AOA群落结构相似，硝化抑制剂反而增加了AOA功能基因的丰度，表明硝化抑制剂对AOA丰度无明显抑制作用。即两种硝化抑制剂主要通过抑制AOB起作用；调节土壤pH至中性范围，并在1%DMPP施用条件下，硝化抑制剂的抑制效果最显著。
2016, 53(6):1541-1551.
DOI: 10.11766/trxb201603140545
摘要:
黄土高原特别是干草原地区植被演替的研究比较薄弱。当前植物生态化学计量学的研究主要集中在植物叶片方面，对根系的研究较少。选取宁夏云雾山草原植被不同封育年限的土壤和植物样品，以生态化学计量学原理为基础，测定并分析了土壤与根系的碳（C）、氮（N）、磷（P）及其生态化学计量比与相互关系。结果表明：（1）随着封育年限的增加，土壤容重逐渐减小，土壤有机碳和全氮变异性较大，全磷变异性较小，且封育初期土壤有机碳和全氮含量先降后升，至封育20、30年，保持相对平稳。0～20 cm土层土壤的碳氮比（C∶N）、碳磷比（C∶P）、氮磷比（N∶P）分别为9.04～9.63、19.62～32.27、2.14～3.37，20～40 cm土层土壤的分别为8.68～9.22、15.74～26.32、1.80～3.03。土壤有机碳与全氮、全磷之间存在极显著的正相关。（2）植物根系C、N、P含量变化范围分别为357.6～381.4 g kg-1、7.35～8.18 g kg-1、0.54～0.70 g kg-1；根系中的C元素含量随封育年限的增加逐渐升高，N、P元素含量均小于全球平均值。根系C∶N随着封育年限的增加变异性较大，C∶P、N∶P随着封育年限的增加变异性较小。（3）植物根系的C∶N∶P化学计量特征受土壤的影响调控大于其自身，且土壤磷含量对植物根系C∶N∶P生态化学计量特征影响的显著性（p<0.01）大于土壤氮含量（p<0.05）。此外，该地区封禁后，草地生产力易受到土壤N含量的限制。
黄土高原特别是干草原地区植被演替的研究比较薄弱。当前植物生态化学计量学的研究主要集中在植物叶片方面，对根系的研究较少。选取宁夏云雾山草原植被不同封育年限的土壤和植物样品，以生态化学计量学原理为基础，测定并分析了土壤与根系的碳（C）、氮（N）、磷（P）及其生态化学计量比与相互关系。结果表明：（1）随着封育年限的增加，土壤容重逐渐减小，土壤有机碳和全氮变异性较大，全磷变异性较小，且封育初期土壤有机碳和全氮含量先降后升，至封育20、30年，保持相对平稳。0～20 cm土层土壤的碳氮比（C∶N）、碳磷比（C∶P）、氮磷比（N∶P）分别为9.04～9.63、19.62～32.27、2.14～3.37，20～40 cm土层土壤的分别为8.68～9.22、15.74～26.32、1.80～3.03。土壤有机碳与全氮、全磷之间存在极显著的正相关。（2）植物根系C、N、P含量变化范围分别为357.6～381.4 g kg-1、7.35～8.18 g kg-1、0.54～0.70 g kg-1；根系中的C元素含量随封育年限的增加逐渐升高，N、P元素含量均小于全球平均值。根系C∶N随着封育年限的增加变异性较大，C∶P、N∶P随着封育年限的增加变异性较小。（3）植物根系的C∶N∶P化学计量特征受土壤的影响调控大于其自身，且土壤磷含量对植物根系C∶N∶P生态化学计量特征影响的显著性（p<0.01）大于土壤氮含量（p<0.05）。此外，该地区封禁后，草地生产力易受到土壤N含量的限制。
2016, 53(6):1552-1562.
DOI: 10.11766/trxb201604180064
摘要:
氮氧化物（NOx=NO+NO2）因其对环境和人类健康的威胁，成为大气中需要严格控制的一种痕量组分。首次运用化学转化法，通过将主要人为排放源废气中的氮氧化物（NOx）转化为氧化亚氮（N2O），测定气体中NOx的15N自然丰度，即氮稳定同位素比值（δ15N-NOx）。利用酸性氧化剂将NOx氧化为硝酸（NO3-），并通过三氯化钒（VCl3）和叠氮钠（NaN3）的共同作用将其转化为N2O，利用带有自动预浓缩装置的稳定同位素比值质谱计（PT-IRMS）测定δ15N-NOx。该方法的测量精度可达0.09‰，所需样品量仅为7 μg（以氮计），对火力发电站、机动交通工具等人为排放源均适用，测量精度和准确度可满足NOx相关研究的需求。
氮氧化物（NOx=NO+NO2）因其对环境和人类健康的威胁，成为大气中需要严格控制的一种痕量组分。首次运用化学转化法，通过将主要人为排放源废气中的氮氧化物（NOx）转化为氧化亚氮（N2O），测定气体中NOx的15N自然丰度，即氮稳定同位素比值（δ15N-NOx）。利用酸性氧化剂将NOx氧化为硝酸（NO3-），并通过三氯化钒（VCl3）和叠氮钠（NaN3）的共同作用将其转化为N2O，利用带有自动预浓缩装置的稳定同位素比值质谱计（PT-IRMS）测定δ15N-NOx。该方法的测量精度可达0.09‰，所需样品量仅为7 μg（以氮计），对火力发电站、机动交通工具等人为排放源均适用，测量精度和准确度可满足NOx相关研究的需求。
> 问题讨论
2016, 53(6):1563-1567.
DOI: 10.11766/trxb201605240261
摘要:
土系是土壤系统分类的最基层单元，我国现有土系约3 000个，距约3万个的估计总量还有巨大差距，因此土系建设在未来相当长时间内仍将是我国土壤系统分类研究和土系建设的一个重点。土系描述是土系建设最为重要的一环，是土系所有信息的直观具体展现，为确保土系描述的质量，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）”初步制订了土系描述标准，但其在描述规范上还存在一些问题有待明确和解决。为此，本文基于土系描述标准的介绍，剖析我国土系描述中存在的主要问题和产生原因，并提出相应对策，旨在进一步完善土系描述标准的科学性、规范性、全面性和系统性，提高我国土系描述的质量。
土系是土壤系统分类的最基层单元，我国现有土系约3 000个，距约3万个的估计总量还有巨大差距，因此土系建设在未来相当长时间内仍将是我国土壤系统分类研究和土系建设的一个重点。土系描述是土系建设最为重要的一环，是土系所有信息的直观具体展现，为确保土系描述的质量，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）”初步制订了土系描述标准，但其在描述规范上还存在一些问题有待明确和解决。为此，本文基于土系描述标准的介绍，剖析我国土系描述中存在的主要问题和产生原因，并提出相应对策，旨在进一步完善土系描述标准的科学性、规范性、全面性和系统性，提高我国土系描述的质量。
> 研究简报
2016, 53(6):1568-1575.
DOI: 10.11766/trxb201602190434
摘要:
土壤水分对土壤光谱反射率有显著影响，而以往有机质遥感反演制图中却很少将水分作为预测建模的变量。为了使遥感制图更加符合野外实际环境，提高有机质预测制图精度，在充分考虑土壤样点空间自相关、异相关与野外复杂环境特点的基础上，通过地统计获得研究区水分的空间分布数据，结合遥感反射率，建立多因子预测模型，得到了吉林省黑土区土壤有机质空间分布图。结果表明，有机质遥感制图中，水分因素的加入，使模型的建立更加符合野外实际情况，显著提高了有机质预测制图的精度。
土壤水分对土壤光谱反射率有显著影响，而以往有机质遥感反演制图中却很少将水分作为预测建模的变量。为了使遥感制图更加符合野外实际环境，提高有机质预测制图精度，在充分考虑土壤样点空间自相关、异相关与野外复杂环境特点的基础上，通过地统计获得研究区水分的空间分布数据，结合遥感反射率，建立多因子预测模型，得到了吉林省黑土区土壤有机质空间分布图。结果表明，有机质遥感制图中，水分因素的加入，使模型的建立更加符合野外实际情况，显著提高了有机质预测制图的精度。
2016, 53(6):1576-1585.
DOI: 10.11766/trxb201601260044
摘要:
为治理镉砷污染农田土壤，选取湘南某矿区镉砷复合污染稻田土壤，以水稻盆栽实验研究了复合改良剂HZB（羟基磷灰石+沸石+改性秸秆炭）对土壤中镉（Cd）、砷（As）赋存形态以及水稻累积转运Cd和As的影响。结果表明，施用HZB能提高土壤pH 0.19~0.79个单位，阳离子交换量增加22.1%~60.4%；施用HZB使活性较大的酸提取态Cd含量降低了 6.5%~22.9%，促进了Cd向难溶态的转变，可使有机结合态Cd增加2.5%~56.5%；施用HZB促进活性As向难溶型的钙型As转化，钙型As 含量增加2.8%~53.3%，也可使交换态As含量降低7.0%~39.5%，但当施用量超过4.0 g kg-1时则会增加交换态As含量。水稻根系对Cd的富集系数在0.65~1.21之间，对As的富集系数在0.033~0.049之间，富集Cd的能力大于As；谷壳对Cd的转运能力最大，而根系对As的转运能力最大；施用HZB有降低水稻根系富集Cd和As的能力。施用0.5~2.0 g kg-1的HZB 能降低水稻地上各部位中Cd和As含量；在2 g kg-1施用水平，水稻糙米中Cd和As含量均低于0.2 mg kg-1，达到国家食品污染物限量标准。
为治理镉砷污染农田土壤，选取湘南某矿区镉砷复合污染稻田土壤，以水稻盆栽实验研究了复合改良剂HZB（羟基磷灰石+沸石+改性秸秆炭）对土壤中镉（Cd）、砷（As）赋存形态以及水稻累积转运Cd和As的影响。结果表明，施用HZB能提高土壤pH 0.19~0.79个单位，阳离子交换量增加22.1%~60.4%；施用HZB使活性较大的酸提取态Cd含量降低了 6.5%~22.9%，促进了Cd向难溶态的转变，可使有机结合态Cd增加2.5%~56.5%；施用HZB促进活性As向难溶型的钙型As转化，钙型As 含量增加2.8%~53.3%，也可使交换态As含量降低7.0%~39.5%，但当施用量超过4.0 g kg-1时则会增加交换态As含量。水稻根系对Cd的富集系数在0.65~1.21之间，对As的富集系数在0.033~0.049之间，富集Cd的能力大于As；谷壳对Cd的转运能力最大，而根系对As的转运能力最大；施用HZB有降低水稻根系富集Cd和As的能力。施用0.5~2.0 g kg-1的HZB 能降低水稻地上各部位中Cd和As含量；在2 g kg-1施用水平，水稻糙米中Cd和As含量均低于0.2 mg kg-1，达到国家食品污染物限量标准。
