• 2017年第54卷第3期文章目次
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    • 喀斯特坡地裸露心土层产流产沙模拟研究

      2017, 54(3):545-557. DOI: 10.11766/trxb201609050206

      摘要 (2531) HTML (0) PDF 1.20 M (2208) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过人工降雨探索表土剥离后喀斯特坡地侵蚀产沙特征及机制,为该地区开展地下水土流失研究及指导水土流失防治工作具有重要的理论和现实意义。试验采用钢槽装填土石模拟喀斯特地区表土剥离后坡地的“二元结构”,通过人工模拟降雨揭示了雨强(30、50、80 mm h-1)、坡度(10°、15°、20°、25°)和地下孔(裂)隙度(1%、2%、3%、4%、5%)对坡地土壤侵蚀的影响,并在此基础上进一步讨论了各因子对剥离表土后的坡地造成的影响。结果表明:(1) 表土剥离后地下漏失的隐蔽性增强,小雨强的坡地土壤侵蚀容易被忽视,30、50 mm h-1雨强条件下,仅当坡地坡度≥15°时地表出现径流,坡地侵蚀产沙以地下流失为主,地下产流量、产沙量随雨强先增大后减小。(2)喀斯特地区坡地土壤侵蚀治理不应只重视地表水土流失,更应关注垂直方向上的土壤侵蚀——地下漏失,低坡度(坡度≤15°)条件下,地表近乎无产流产沙,坡地侵蚀产沙集中在地下孔(裂)隙,而坡度为20°、25°的坡地,其地下产沙比重仍分别高达0.85~0.97、0.59~0.84。剥离表土后的坡地水土保持应从地表、地下两个方向进行,避免由地下漏失引起的岩溶塌陷。增大地下孔(裂)隙度能显著提高地下产流量和产流系数,并促进地下孔裂隙产沙量和产沙比重的增加。

    • 两种工程堆积体边坡模拟径流侵蚀对比研究

      2017, 54(3):558-569. DOI: 10.11766/trxb201609050271

      摘要 (1811) HTML (0) PDF 1.59 M (1839) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于对重庆市城镇建设中工程堆积体野外调查结果,选择广泛存在的紫色土和黄沙壤工程堆积体为研究对象,采用野外实地放水冲刷试验,对比分析了不同土石比及坡度的工程堆积体边坡径流侵蚀过程。结果表明:(1)工程堆积体土壤入渗率随冲刷过程呈先快速减小、后逐渐稳定的变化趋势,且波动幅度大小随冲刷流量的不同出现差异,下垫面稳定入渗率均在0.4~1.7 mm min-1之间。(2)不同下垫面堆积体产流率随冲刷时间均呈先增加后稳定的谷峰交织变化趋势且随放水流量增大而显著增强;在相同放水流量时,黄沙壤堆积体平均产流率最大可为紫色土堆积体的1.89倍。(3)不同下垫面堆积体径流含沙量随冲刷时间呈先增加后稳定的波动趋势;径流含沙量在不同流量条件下介于0.21~1 278.49 g L-1;冲刷过程中坡面面蚀向沟蚀的转化对径流含沙量有显著影响,最大可增加13.73倍;堆积体坡面侵蚀过程存在突变期、活跃期和稳定期3个阶段,细沟发生的偶然性和随机性对产沙量波动贡献率最大。(4)工程堆积体在不同放水流量条件下侵蚀泥沙颗粒粒径分布差异性明显,紫色土堆积体最大侵蚀泥沙颗粒均大于黄沙壤堆积体。研究结果可为重庆市城镇建设工程堆积体新增水土流失量预测和植被生态恢复提供重要科学依据。

    • 花岗岩崩岗区不同土层的侵蚀水动力学特征

      2017, 54(3):570-580. DOI: 10.11766/trxb201607140306

      摘要 (2400) HTML (0) PDF 1.47 M (2502) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤剥蚀率是单位时间单位面积水流剥蚀土壤的质量,定量研究崩岗不同土层土壤剥蚀率对预测土壤剥蚀过程及建立崩岗侵蚀物理模型具有重要的理论和实践意义。针对湖北通城花岗岩崩岗区发育的表土层、红土层、砂土层、碎屑层,采用不同坡度(8.8%、17.6%、26.8%、36.4%、46.6%)和不同流量(0.2 L s-1、0.4 L s-1、0.6 L s-1、0.8 L s-1、1.0 L s-1)相结合的室内放水冲刷试验,分析表土层、红土层、砂土层、碎屑层土体土壤剥蚀率与水动力学参数之间的关系,初步探讨花岗岩崩岗侵蚀的水动力学机制。结果表明:在一定坡度条件下,土壤剥蚀率随径流流量的增大而增大,且各土层土壤剥蚀率存在很大差异,碎屑层土壤剥蚀率最大,砂土层次之,表土层最小;在相同流量条件下,各土层土壤剥蚀率均随冲刷时间的延长逐渐降低并趋于稳定;径流剪切力、水流功率对崩岗各土层土壤剥蚀率的影响均可采用线性方程很好地描述(R2>0.926),相比用单位水流功率拟合的多项式方程的相关性(R2<0.830)要高,径流剪切力和水流功率均可作为描述崩岗各土层土壤侵蚀的水动力学参数。表土层、红土层、砂土层、碎屑层的临界径流剪切力依次减小,分别为0.28Pa、0.13Pa、0.10Pa、0.07Pa,各土层土壤细沟可蚀性参数差异明显,碎屑层的最大,砂土层次之,表土层最小。因此,在崩岗垂直结构上,随着土层深度的增加,土体抵抗径流剥蚀的能力逐渐减弱。

    • 花岗岩风化土物理特征曲线间的相关性研究

      2017, 54(3):581-589. DOI: 10.11766/trxb201606110214

      摘要 (2087) HTML (0) PDF 1.13 M (2536) 评论 (0) 收藏

      摘要:花岗岩风化壳水分及收缩特性的研究是花岗岩土体稳定性评价及侵蚀机理研究的基础。通过van Genuchten(VG)模型对不同风化程度的花岗岩土壤的颗粒累积分布、土水特征曲线和收缩特征曲线进行拟合,分析曲线拟合参数间以及这些参数与基本物理性质间的线性及非线性相关关系。结果表明:VG模型可以很好地用于不同风化程度花岗岩风化土的颗粒组成、土水特征与收缩特征的拟合与预测;曲线拟合参数间具有一定的线性相关关系;曲线拟合参数与基本物理性质间具有一定的线性相关关系,其中土水特征曲线参数与土壤质地以及容重线性相关性较高,收缩特征曲线物理参数与基本物理性质间的线性相关性较收缩特征曲线其他参数高。此外,曲线拟合参数间以及这些参数与基本物理性质间具有一定的非线性相关关系,而关系多为二次、三次非线性相关。根据花岗岩风化土颗粒组成状况及其基本物理性质对其水分特征曲线及收缩特征曲线进行预测具有一定的可行性。

    • 河南省地形、土壤和地表水体多样性格局特征

      2017, 54(3):590-600. DOI: 10.11766/trxb201606210300

      摘要 (2167) HTML (0) PDF 1.75 M (2557) 评论 (0) 收藏

      摘要:在水土资源多样性的研究中,地形要素对其空间分布形式和内在联系有重要影响。选取河南省作为研究区,在1 km×1 km网格尺度下以变形仙农熵公式计算河南省的地形空间分布多样性和土壤空间分布多样性(土类级别)及关联性,并将河南省划分为6个面积相近的次级区域,用空间分布面积指数(Yh)计算地形、土壤的构成组分多样性,用空间分布长度指数(MSHDLI)计算地表水体多样性,对以上特征及关联性进行研究。结果表明:平原和潮土是河南省面积最大且空间分布离散性最高的地形类型和土类。地形与土壤之间关系密切,有76%以上的相关系数r值大于0.50,相关性高;6个分区中,东部分区为单一的平原地形但MSHDLI值次高,平原地形水系发育好,西部分区地形复杂且以山地为主但地表水体多样性指数MSHDLI值最小,山地条件下水系发育较简单;研究区面积相近的情况下,土类构成组分多样性值主要取决于土类间面积大小的均衡程度,与土类面积比例平均变化量之间呈负相关,R2值为0.94;面状的地形和土壤构成组分多样性指数与线状的地表水体多样性指数间无明显相关性。综上,地形、土壤和地表水体三要素间关系密切,共同影响地多样性的空间格局。

    • 基于组合模型的庐山森林土壤有效铁光谱间接反演研究

      2017, 54(3):601-612. DOI: 10.11766/trxb201606210174

      摘要 (2367) HTML (0) PDF 1.39 M (2966) 评论 (0) 收藏

      摘要:铁是植物生长的重要微量营养元素之一,土壤有效铁含量对林地环境起着重要的影响,利用土壤光谱预测技术获取土壤有效铁含量信息具有重要意义。而要通过土壤光谱直接预测土壤有效铁含量是难以实现的,因此提出利用土壤有机质含量与有效铁含量之间的相关性,探讨间接估算土壤有效铁含量的可行性。以庐山森林土壤样本为研究对象,研究基于偏最小二乘回归(PLSR)和径向基函数(RBF)神经网络的组合模型预测土壤有机质含量的适用性,并且通过构建有机质含量与有效铁含量的二项式线性模型,对土壤有效铁含量进行间接反演,探讨不同权重下的最优组合模型。结果表明,组合模型的预测效果优于偏最小二乘回归和RBF神经网络单个模型,并且熵值组合为最优组合模型,其中,土壤有机质的反演模型验证的决定系数(R2)为0.81,均方根误差(RMSEp)为11.54 g kg-1,测定值标准差与标准预测误差的比值(RPD)为2.18;有效铁的间接反演模型R2为0.70,RMSEp为21.60 mg kg-1,RPD为1.77。通过土壤有机质构建土壤有效铁含量的光谱反演间接模型,在光谱反演模型中,组合模型能较大限度地利用各种预测样本信息,能有效减少单个预测模型中随机因素的影响,增强预测稳定性,提高模型的预测能力。因此,组合模型可对土壤有机质含量的光谱预测及土壤有效铁的间接预测发挥更好的作用。

    • 引黄灌淤耕作对剖面土壤有机质组分构成的影响

      2017, 54(3):613-623. DOI: 10.11766/trxb201607010301

      摘要 (2599) HTML (0) PDF 1.60 M (2986) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤有机质组分构成是影响土壤有机碳库稳定性最直接的原因。为研究灌溉耕作对不同组分土壤有机质含量变化产生的影响,以宁夏引黄灌区为研究对象,通过密度分组方法,测定并分析土壤轻组和重组有机碳含量的变化。结果表明,经过不同时间的引黄灌溉耕作后,土壤轻组和重组有机质含量增加,但是不同组分,其变化量之间存在差异。在剖面深度上,土壤轻组和重组有机质含量及其增加量均随土层深度的增加而降低,表层土壤轻组和重组有机质增加最显著,土壤有机质组分含量的变化受土壤类型的影响明显。与未受灌溉耕作影响的自然土壤相比,灌溉土壤0~60 cm深度内轻组有机质与总有机质间的相关性增强,而且这种相关性随土层深度增加而减弱;自然土壤和灌溉土壤剖面各层次重组有机质与总有机质间均有极强的相关性,说明重组有机质是土壤有机质最为重要的组分,但轻组有机质对灌溉耕作的响应更加敏感,重组有机质较轻组有机质具有更好的固碳效果。

    • 制图尺度对CO2浓度升高情景下旱地土壤有机碳模拟的影响

      2017, 54(3):624-636. DOI: 10.11766/trxb201607270373

      摘要 (2776) HTML (0) PDF 1.75 M (2072) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于土壤数据库的动态模型预测未来二氧化碳(CO2)浓度升高下农田有机碳变化是实施农业固碳的基础,但目前基于不同制图尺度土壤数据库对旱地有机碳模拟结果的影响尚不清清晰,一定程度上增加了农业管理措施制定的风险性。基于此,选择江苏北部(简称“苏北地区”)3.90×106hm2旱地为例,运用生物地球化学过程模型(Denitrification and Decomposition, DNDC)模拟未来CO2浓度升高下该地区1:5万、1:25万、1:50万、1:100万、1:400万、和1:1 000万制图尺度的土壤有机碳变化。结果表明:2010—2039年间CO2浓度在目前正常增加速率(1.9 ppm a-1)的基础上提高0.5倍、1倍和2倍,苏北旱地数据最详细的1:5万尺度年均固碳速率分别为357 kg hm-2、360 kg hm-2和365 kg hm-2。但进一步从其他制图尺度来看,由于使用的土壤数据库不同导致有机碳模拟结果差异很大。以1:5万尺度年均固碳速率为基准,3种CO2浓度情景处理下1:25万~1:1 000万尺度的模拟误差分别在0.89%~60.55%、0.81%~60.71%和0.15%~61.02%之间,这说明未来CO2浓度升高的大背景下我国旱地土壤有机碳模拟中选择适宜的制图尺度非常重要。

    • 区域土壤CEC与相关控制因子的空间非平稳关系评估

      2017, 54(3):637-645. DOI: 10.11766/trxb201606300245

      摘要 (1923) HTML (0) PDF 1.48 M (2263) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤阳离子交换量(CEC)对土壤的保肥能力具有重要影响。了解土壤CEC的空间分布及相关控制因子的影响有助于区域土壤肥力的精准调控。以往多采用传统的最小二乘(OLS)回归模型探索相关因子对土壤CEC的影响。然而,该类模型是一种总体回归方法,不能反映局部空间区域内相关因子对土壤CEC的影响。采用一种局部空间回归技术——地理加权回归(GWR)探索表层和亚表层土壤中CEC与相关控制因子(土壤黏粒、土壤有机质和土壤pH)之间的空间非平稳关系。结果表明,各控制因子在不同的子区域和深度对土壤CEC的影响均有明显差异;同时,GWR模型有效地揭示了土壤CEC与相关土壤控制因子的空间非平稳关系。所得的空间非平稳关系图可以为更精确地调控区域土壤肥力提供依据。

    • 长期施有机肥和化肥对潮土胡敏酸结构特征的影响

      2017, 54(3):646-655. DOI: 10.11766/trxb201611230392

      摘要 (2873) HTML (0) PDF 1.22 M (2914) 评论 (0) 收藏

      摘要:以河南封丘长期肥料试验为平台,选择有机肥(OM)、化肥NPK(NPK)和不施肥(CK)3种处理,研究了不同施肥措施对潮土胡敏酸(HA)结构特征的影响。HA样品经提取纯化后,采用一系列固态13C核磁共振(NMR)技术并结合元素分析和稳定碳同位素(δ13C)技术对其结构进行定量表征。其中NMR技术包括高速多重倾斜幅度交叉极化/魔角自旋(multiCP/MAS)、偶极相移、化学位移各向异性过滤和质子碳编辑技术。结果表明:长期施有机肥和NPK肥增加了HA的饱和程度、氧化程度和极性,但缩合程度降低;HA的δ13C值降低,表明有新的有机碳进入HA中。潮土HA以脂肪族化合物为主,烷基比例最高,占全碳的24.1% ~ 26.3%;δ64 ~ 44处同时存在含氮烷基和甲氧基,且含氮烷基比例更高;另外异头碳和烷氧基中的非质子碳比例均很低。HA的芳香族成分中,δ142 ~ 113芳香碳以质子碳为主,且有少量质子芳香碳存在于δ113 ~ 93。结果还表明施肥均降低了HA的羧基和δ142 ~ 113芳香碳比例,增加了烷氧基和甲氧基比例;施有机肥还增加了酚碳和含氮烷基比例,降低了烷基比例。本研究表明长期施用有机肥和NPK肥使潮土HA结构向着疏水性程度和分解程度降低的方向发展;OM和NPK处理均使糖类物质增加,OM处理还使木质素和多肽增加,脂类物质降低。不同施肥模式下HA的形成机制不同。

    • 种植翻压紫云英配施化肥对稻田土壤活性有机碳氮的影响

      2017, 54(3):656-668. DOI: 10.11766/trxb201607050273

      摘要 (2299) HTML (0) PDF 1.20 M (1763) 评论 (0) 收藏

      摘要:依托长期种植紫云英定位试验,以不施肥(CK)为对照,研究化肥(100%F)、紫云英配施100%、80%、60%和40%化肥(G+100% F、G+80% F、G+60% F、G+40% F)以及紫云英(G)对土壤活性有机碳氮、水稻产量、氮肥利用率及其他土壤养分的影响。结果表明,与对照不施肥相比,单施化肥对土壤水溶性有机碳(WSOC)的影响很小,土壤水溶性有机氮(WSON)和微生物生物量碳氮(SMBC、SMBN)含量分别增加了20.61%、10.49%和2.20%;单施紫云英处理土壤WSOC、WSON、SMBC和SMBN含量分别增加了25.52%、36.30%、19.16%和10.37%;紫云英配施化肥增加了土壤WSOC、WSON、SMBC和SMBN的含量,增幅分别为12.99%~22.80%、26.66%~56.61%、19.01%~29.56%和16.08%~32.90%。施肥提高了土壤活性有机碳氮占土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)的比例,紫云英配施化肥和单施紫云英效果优于单施化肥。土壤活性有机碳氮与水稻产量、SOC、TN和铵态氮(NH4+-N)呈显著或极显著正相关。施肥增加水稻产量,G+80% F最高(10 026 kg hm-2)。与100%F相比,化肥减施20%~40%水稻不减产,同时氮肥农学效率和氮肥偏生产力提高,增幅分别为11.64%~149.65%和2.66%~149.92%,土壤SOC、TN和NH4+-N含量增加,土壤有效磷和速效钾降低。综合考虑水稻产量、氮肥利用率和土壤肥力,紫云英翻压22 500 kg hm-2、磷钾肥常规用量、氮肥减施20%时最优。

    • 陇中黄土高原不同耕作措施下土壤磷动态研究

      2017, 54(3):669-680. DOI: 10.11766/trxb201607220250

      摘要 (2212) HTML (0) PDF 1.63 M (2205) 评论 (0) 收藏

      摘要:依托陇中黄土高原旱作农田已实施13 a的保护性耕作试验,研究传统耕作、免耕、传统耕作秸秆还田、免耕秸秆覆盖、传统耕作地膜覆盖和免耕地膜覆盖6种耕作措施下土壤全磷及磷组分动态变化特征。结果表明:试验期各处理土壤全磷和总无机磷均逐年增长;两个秸秆还田处理总有机磷逐年增长,免耕地膜覆盖和免耕处理总体增长,传统耕作和传统耕作地膜覆盖处理相对稳定;各无机磷组分均总体增长,其中氢氧化钠提取态无机磷、水溶态无机磷和碳酸氢钠提取态无机磷涨幅较大,平均涨幅分别为253.6%、128.6%和66.9%;保护性耕作可不同程度地提高水溶态无机磷、碳酸氢钠提取态无机磷和氢氧化钠提取态无机磷含量,相同覆盖条件下免耕较传统耕作效果明显,尤其免耕秸秆覆盖处理最明显;耕作方式对浓盐酸提取态无机磷和残留磷的影响不明显;保护性耕作可提高碳酸氢钠提取态有机磷和氢氧化钠提取态有机磷含量,两个秸秆还田处理最明显,两处理也可提高浓盐酸提取态有机磷含量,但免耕、传统耕作地膜覆盖和免耕地膜覆盖处理下该组分含量降低。综上,采取保护性耕作可适当减少磷肥用量,保护性耕作尤其是免耕秸秆覆盖方式值得在该区推广。

    • 典型自然带土壤氮磷化学计量空间分异特征及其驱动因素研究

      2017, 54(3):681-691. DOI: 10.11766/trxb201608170269

      摘要 (2612) HTML (0) PDF 972.56 K (2683) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物生活型、地形及区域气候特征等对土壤养分的空间分布有着重要的影响。通过对我国典型自然带土壤氮磷化学计量与植物生活型、地形及气候因素间相互关系的研究,探讨了我国土壤氮磷的空间变异与分布特征及其主要控制因素。结果发现,5个自然带的土壤全氮(TN)和氮磷比(N/P)存在显著差异(p < 0.01);除温带荒漠带较低(0.47 mg g-1)外,土壤全磷(TP)均值总体变化不明显(p> 0.05)。在不同自然带区域内,TN、TP及N/P变化与海拔、温度及降水呈现出显著的线性和非线性二次相关,即表现出线性与单峰模式。暖温带落叶阔叶林带、温带草原带、温带荒漠带森林土壤中TN,以及青藏高原高寒植被带草本土壤中TP、温带荒漠带森林土壤的N/P主要受海拔因素的影响,而温带草原带草本植物的土壤TP则主要受降水的影响。同时,研究还发现,在多要素共同作用时,其影响程度也略有差异,温度和海拔作为控制因素影响亚热带常绿阔叶林带森林和温带草原带草本土壤TN变化,但前者受温度控制更为明显,后者则以海拔为主要驱动因素,而温带荒漠带草本土壤和森林土壤的TN主要受海拔和降水作用的影响,但以降水影响为主;亚热带常绿阔叶林带森林土壤TP,温带草原带、温带荒漠带和青藏高原高寒植被带草本土壤的N/P受植物生活型、地形及气候的共同影响,但程度略有不同,其中TP表现为降水>温度>海拔,而N/P为温度>海拔>降水。因此,在自然带和植物生活型的主控背景下,海拔、温度和降水的主控或交互作用直接驱动土壤氮磷及其化学计量特征的空间分异。

    • 水稻不同生育期对硒吸收累积及铁膜的吸附特性

      2017, 54(3):692-701. DOI: 10.11766/trxb201609090340

      摘要 (2212) HTML (0) PDF 1.15 M (2997) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用盆栽试验方法,研究不同生育期水稻各部位对硒的吸收累积及根表铁膜对水稻吸收积累硒的影响机制。结果表明:水稻营养器官生物量在拔节期积累最快,不同时期营养器官中硒含量不同,根中的硒在拔节期达到最大,根和茎中的硒在灌浆期和成熟期被转运至其他部位。水稻各组织中约50%的硒在拔节期和孕穗期被吸收,小穗吸收总硒的47.22%且是在孕穗期完成的,说明这两个时期对于水稻硒吸收累积非常关键。铁膜中硒占总硒的比例在幼苗期高达73.63%,是同时期茎中硒所占比例的4.87倍。随着生育期的推进,铁膜中硒所占比例显著递减,在成熟期降低至20.02%,同时期茎中硒占总硒的比例为65.42%。这表明,根表铁膜在水稻整个生长周期内通过吸附作用使其表面能够富集一定量的硒,在水稻生育后期,当土壤溶液中硒含量较少时,根表铁膜可能会作为一个硒源,吸附在根表铁膜中的硒重新被水稻所利用,铁膜在水稻硒吸收转运的过程中扮演了“缓冲器”的角色。明确不同生育期根表铁膜对水稻硒累积特性,在生产管理中可在不同生育期采取措施提高稻田硒生物有效性,从而为进一步提高农产品中硒含量提供科学依据。

    • 西瓜根际促生菌筛选及生物育苗基质研制

      2017, 54(3):702-712. DOI: 10.11766/trxb201608300287

      摘要 (2819) HTML (0) PDF 1.55 M (2022) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过从西瓜根际分离筛选具根际定殖能力的植物根际促生菌,将其保活添加至普通育苗基质研制生物育苗基质,以确保功能菌株能够在苗期定殖根际,进而在移栽后发挥促生功能。结果表明,分离获得一株同时具有产吲哚乙酸(IAA)和NH3,且对尖孢镰刀菌和茄科劳尔氏菌均有拮抗作用的植物根际促生菌(PGPR)菌株N23;在三季育苗试验中,与普通基质处理(CK)相比,添加菌株N23的生物育苗基质所育种苗,在多项苗期生长指标上均表现出稳定的促生作用;盆栽试验表明,除叶绿素相对含量测量值(SPAD)外,生物基质所育西瓜种苗的其他检测指标均显著高于对照(普通育苗基质所育种苗,下同);田间试验表明,生物基质所育种苗西瓜、黄瓜、辣椒和番茄种苗移苗后,在苗期植株株高和茎粗均显著优于对照,在产量上均增产10% 以上。结合形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列分析,初步鉴定菌株N23为芽孢杆菌属细菌(Bacillus sp.)。综上,利用芽孢杆菌N23研制的生物育苗基质能够有效促进所育不同作物种苗质量,增强移栽后作物的生长和田间产量。因此,本研究能够为根际有益微生物的应用提供新的思路,为生物育苗基质的研制提供理论支撑。

    • 不同有机物料对微域内土壤原生动物和线虫的影响

      2017, 54(3):713-721. DOI: 10.11766/trxb201610170411

      摘要 (2647) HTML (0) PDF 1.20 M (3027) 评论 (0) 收藏

      摘要:施用有机物料能够显著影响土壤肥力和生物群落结构,然而有机物料在土壤中分布不均会加剧土壤空间异质性,进而对土壤生物群落的结构和功能产生进一步的影响。选用水稻秸秆和白三叶草两类有机物料,按比例混合后装于网袋,置于预先装好土的培养容器中恒温培养,在培养的第14、35和70天分别对其中的不同微域(0~1 cm和1~5 cm)土样进行采集,分析其中的土壤原生动物和线虫群落结构的变化。结果表明,有机物料种类及培养时间对原生动物和线虫数量的影响更大,采样微域对二者的影响相对较小。水稻秸秆添加下的土壤植食性线虫、食真菌线虫和捕杂食线虫数量显著高于白三叶草添加;而白三叶草添加下的土壤变形虫、鞭毛虫和线虫总数、食细菌线虫数量显著高于水稻秸秆添加。从整个培养周期来看,鞭毛虫数量随培养时间的延长逐渐减少,而变形虫和线虫总数则随培养时间的延长逐渐增多。在同一有机物料下不同微域间土壤原生动物和线虫在培养初期会出现一定的数量差异,但这种差异随培养时间的延长逐渐消失。

    • 长期种植毛竹林土壤丛枝菌根真菌群落演变趋势

      2017, 54(3):722-734. DOI: 10.11766/trxb201611110479

      摘要 (2260) HTML (0) PDF 1.33 M (2989) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示长期种植毛竹林土壤丛枝菌根(Arbuscularmycorrhizae, AM)真菌群落演变特征,通过磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid, PLFA)和IlluminaMiseq测序平台研究了AM真菌生物量及群落结构的演变趋势。结果表明,长期种植毛竹林土壤养分含量总体呈下降趋势,球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-related soil protein, GRSP)含量及AM真菌生物量也显著降低(p<0.05),其中易提取态球囊霉素相关土壤蛋白(Easily extractable glomalin-related soil protein, EE-GRSP)含量与有机质、碱解氮、速效钾显著正相关(p<0.05),而AM真菌菌丝生物量(16:1ω5 PLFA)与碱解氮极显著正相关(p<0.01)。长期种植毛竹林显著降低了土壤2~0.25 mm大团聚体比例(p<0.05),且与AM真菌菌丝生物量极显著正相关(p<0.01)。测序结果表明,毛竹林土壤AM真菌以球囊霉属(Glomus)为优势种群,其次为无梗囊霉属(Acaulospora),长期种植毛竹后土壤球囊霉属相对丰度显著增加而无梗囊霉属显著降低(p<0.05)。非度量多维尺度转换排序(Non-metric multidimensional scaling, NMDS)分析显示,对照马尾松林与不同种植年限毛竹林土壤AM真菌群落显著区分(p=0.001),土壤含水量(p=0.005)、碱解氮(p=0.001)、有效磷(p=0.014)对AM真菌群落结构变异具有重要贡献。长期种植毛竹显著降低了AM真菌生物量、球囊霉素相关土壤蛋白含量以及2~0.25 mm大团聚体比例,并改变了AM真菌群落结构,不利于土壤碳固存和维持生态系统稳定。

    • 基于高通量测序的两种植被恢复类型 根际土壤细菌多样性研究

      2017, 54(3):735-748. DOI: 10.11766/trxb201603150062

      摘要 (2719) HTML (0) PDF 1.78 M (3669) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究库布齐沙地生态恢复过程中不同植被恢复类型土壤微生物细菌群落结构、多样性的变化特征,以流动沙地为对照,运用高通量测序技术,对自然恢复的油蒿群落、人工种植的中间锦鸡儿群落根际和非根际土壤细菌多样性进行了研究,并分析了土壤理化性质对其分布的影响。结果表明:(1)与流沙对照相比,两种植被恢复类型对细菌多样性产生了正效应,细菌群落丰度、多样性和均匀度明显增加。其中,自然恢复的油蒿群落土壤细菌丰度高于人工种植的中间锦鸡儿群落;(2)变形菌门、酸杆菌门和放线菌门为研究区土壤中的优势细菌类群,其中变形菌门在各样地丰度比例最高,变形菌的4个亚群变化趋势一致,α-变形菌相对含量在油蒿和中间锦鸡儿群落根际土壤中明显增加,尤其是自然恢复的油蒿群落根际土壤中α-变形菌得到了很好的恢复;(3)土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾含量和土壤含水量是影响土壤细菌群落丰度和多样性的主要土壤因子,典型相关分析表明土壤有机质、全氮、全钾、速效钾、速效氮含量对于研究区土壤细菌群落遗传多样性的变化起着重要作用。

    • 林下药材植物淋出物对太白杨枯落物分解及土壤酶活性的影响

      2017, 54(3):749-758. DOI: 10.11766/trxb201610270522

      摘要 (1967) HTML (0) PDF 1.35 M (2239) 评论 (0) 收藏

      摘要:林下种植药材植物是提高林地经济收入的有效途径,然而药材植物淋出物是否会对林木枯落物分解和土壤产生化感影响是必须考虑的重要问题,也是构建科学合理的林药复合模式的关键。以秦岭山区典型太白杨(Populuspurdomii )林以及9种常见林下药材植物为对象,通过以药材植物茎叶淋出物(水浸提法)喷浇林木枯落物的分解模拟试验,研究了药材植物淋出物对太白杨枯落物分解、养分释放及土壤酶活性的潜在化感影响。结果表明:蒲公英(Taraxacummongolicum)浸提液处理后太白杨枯落物分解周转期和半衰期分别延长了230%和29%,薄荷(Menthahaplocalyx)处理后分解周转期和半衰期分别延长了67%和23%,鱼腥草(Houttuyniacordata)处理后分解周转期和半衰期分别延长了120%和34%;且这3种药材植物对太白杨枯落物分解过程中养分(C、N、P、K、Cu、Zn和Mn)释放和土壤酶(蔗糖酶、羧甲基纤维素酶、β-葡糖苷酶、脱氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶和磷酸酶)活性均有显著抑制作用。因此,建议在太白杨林下应该尽量避免种植蒲公英、薄荷和鱼腥草,或者通过降低套种密度来减少药材植物的化感影响。

    • >研究简报
    • 干旱区典型绿洲土壤有机质含量分布特征及其影响因素

      2017, 54(3):759-766. DOI: 10.11766/trxb201611100468

      摘要 (2569) HTML (0) PDF 1.64 M (3705) 评论 (0) 收藏

      摘要:以新疆南部的渭干河–库车河流域三角洲绿洲为对象,按照土地利用方式布设78个采样点,分别采集表层(0~20cm)和亚表层(20~40cm)土样共156份,分析土壤有机质(SOM)含量和土壤酸碱度(pH)分布特征,并讨论在作物类型、土地利用方式和土壤pH因素的影响下,表层和亚表层SOM含量的差异性。结果表明:表层SOM含量范围为3.7~24.1gkg-1,平均含量为11.0 4.2 gkg-1;亚表层SOM含量较低,为2.7~12.9gkg-1,平均含量为7.0 2.2gkg-1。表层中作物类型和土地利用方式的SOM均值、标准差均高于亚表层,二者的变异系数在20%~50%之间,属中等变异。方差分析和逐步回归分析表明,各因素对SOM含量的变异性影响存在较大差异。作物类型、土地利用方式和土壤pH三种影响因素对研究区表层和亚表层的SOM变异综合解释能力分别为45.1%和43.7%,综合分析得出各因素中作物类型因素对研究区SOM含量影响最大。

    • 改性聚丙烯酸酯包膜控释肥料的控释性能研究

      2017, 54(3):767-774. DOI: 10.11766/trxb201607120247

      摘要 (2137) HTML (0) PDF 1.27 M (2282) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对应用流化床包衣设备进行水溶性高分子聚合物包膜肥料中试生产中存在的问题,研究了交联剂用量对膜材料表面结构与疏水性能的影响,以及不同后处理工艺对改善包膜肥料控释性能的作用。结果表明,以水溶性高分子聚丙烯酸乳液为主成分的包膜材料中添加交联剂(氮丙啶)的比例由1%(质量百分数,下同)增加至2%,肥料包膜表面结构变得更加平整致密,疏水性能也有所增强,控释效果显著提升。在40℃静水浸泡的9 d时间内前者释放了90%以上的养分,而后者仅释放了约40%的养分。不同后处理工艺对增强包膜肥料的控释性能作用不一。烘箱加热的效果远好于微波处理,且当交联剂添加比例较低(0.3%)时,在一定范围内(60℃~80℃)升高后处理温度,包膜肥料的控释性能显著增强。而当交联剂添加比例增至1%以上时,升温对其控释性能几乎无影响。

    • 阶段培养法测定稻田氮素矿化量的效果评价

      2017, 54(3):775-784. DOI: 10.11766/trxb201608170302

      摘要 (2513) HTML (0) PDF 1.51 M (2120) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统原位培养法测定的氮素矿化量与无氮区水稻吸氮相关性不高。为此对传统培养方法进行改进,以期为准确测定土壤供氮提供方法。传统培养方法是在插秧前取土,按水土比约1:1装入自封袋中于田间原位连续培养,每隔约30 d取样测定土壤无机氮含量。改进培养方法则采取阶段培养的方法,在插秧前取土,同上法装入自封袋,再将自封袋放入装满水的离心管中于田间培养,在下次取土样(约30 d后)的同时取出上次培养的土袋,并测定土壤无机氮含量。2013―2015年的试验结果表明,随着培养时间的延长,传统培养方法测定的矿化氮先增加后降低,与最高值相比,矿化氮下降了6.7%~28.6%;而改进的阶段原位培养法测定矿化氮未出现下降情况,因此传统方法测定的矿化氮较改进方法降低了30.0%~67.7%(p <0.05)。培养时间对矿化氮量影响显著,土样在田间连续培养约40 d就有抑制氮素矿化的风险,因此,每次培养时间不宜过长。改进培养方法测定的矿化氮量与田间无氮区水稻吸氮量之间具有正相关关系,决定系数R2为0.621(p<0.01)。在测定稻田土壤矿化氮时,应采用阶段培养法,每次培养时间不宜超过40 d。该方法测定矿化氮量可以作为评价土壤供氮能力的指标。

    • 不同喷淋强度对核素Sr-90在土壤中迁移的影响

      2017, 54(3):785-793. DOI: 10.11766/trxb201608160166

      摘要 (2115) HTML (0) PDF 1.19 M (1767) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于室内土柱法,建立120 ml d-1、60 ml d-1、30 ml d-1三种不同喷淋强度下放射性核素Sr-90在砂土介质中的动态土柱迁移试验,试验时间分别为51 d、102 d、204 d,研究不同喷淋强度对Sr-90迁移规律的影响。结果表明,三种不同喷淋强度下Sr-90的浓度峰在土柱体中的迁移距离分别为42.3 cm、46.2 cm、44.4 cm,迁移距离基本一致,与喷淋强度和时间成正比。此外,Sr-90在土柱体剖面的浓度分布曲线均存在明显的不对称性和拖尾,即Sr-90从源层上洗脱下来后,受到砂土介质的吸附作用,待浓度峰值通过后,更多的Sr-90从之前的砂土介质中解吸出来,使得很长时间段内土柱体中保持相对较高的浓度。应用Hydrus-1d软件建立平衡吸附、非平衡吸附两种模式下的核素迁移数值模型,发现在非平衡吸附模式中考虑一级速率系数β能更好地描述浓度分布曲线的拖尾,通过与实测浓度值拟合得到Sr-90的分配系数为0.73 ml g-1、0.70 ml g-1、0.72 ml g-1,喷淋强度对分配系数影响不大。

    • 江汉油田区典型农田土壤烃类降解微生物功能基因bssA的遗传多样性研究

      2017, 54(3):794-804. DOI: 10.11766/trxb201611040324

      摘要 (2151) HTML (0) PDF 1.50 M (2454) 评论 (0) 收藏

      摘要:油田区土壤易受烃类物质影响并可能富集了特异的石油烃降解微生物类群。针对江汉油田区5个不同油井口附近的典型旱地农田土壤,采用石油烃(Petroleum hydrocarbons, PHs)中苯系物代谢的关键功能基因-bssA(苯甲基琥珀酸合成酶基因)作为分子标识物,通过克隆文库结合末端限制性片段长度多样性(Terminal-restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)的方法,研究该油田区土壤含有bssA基因的烃类降解微生物群落结构,并探讨其环境驱动机制。结果表明,土壤中PAHs含量在0.21~2.01 mg kg-1之间,石油烃污染程度较低。T-RFLP的分析表明不同土壤样品中的bssA基因多样性差异明显,PAHs(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,多环芳烃)含量最高土壤中bssA基因多样性最高,其优势bssA基因类群与硫酸盐还原菌或地杆菌有较近的亲缘关系。冗余分析进一步表明,土壤硝态氮、有效磷、PAHs含量均是影响bssA基因多样性的重要因子。这些结果表明:江汉油田区典型农田土壤中含有bssA基因的主要类群为β-变形菌和δ-变形菌,并与地杆菌属(Geobacter)、索氏菌属(Thauera)和固氮菌属(Azoarcus)具有较近的系统发育亲缘关系。这些微生物可能通过硝酸盐、硫酸盐及铁还原代谢过程降解土壤PAHs。

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