2018年第55卷第1期文章目次
> 综述与评论
2018, 55(1):1-17.
DOI: 10.11766/trxb201704250028
摘要:
水稻土中砷的氧化还原和甲基化等生物化学过程是影响水稻砷毒性的主要作用机制；同时，水淹厌氧条件是驱动水稻土中砷的生物化学过程关键环节，且是导致水稻对砷大量吸收累积的主要原因，对以水稻为主食的人们造成健康威胁。本文综述了水稻土中砷的氧化还原和甲基化现象、砷的生物化学作用机制以及影响水稻土砷迁移转化的关键因素，并探讨了水淹厌氧条件对水稻土砷代谢微生物群落、微生物基因表达水平以及对砷归趋的影响。最后，展望了未来的研究方向，以期识别不同水管理模式下土壤微环境等对水稻土中砷代谢微生物群落结构与基因表达水平的影响机制，为深入理解砷的生物化学行为和降低水稻对砷的吸收累积提供科学的理论参考。
水稻土中砷的氧化还原和甲基化等生物化学过程是影响水稻砷毒性的主要作用机制；同时，水淹厌氧条件是驱动水稻土中砷的生物化学过程关键环节，且是导致水稻对砷大量吸收累积的主要原因，对以水稻为主食的人们造成健康威胁。本文综述了水稻土中砷的氧化还原和甲基化现象、砷的生物化学作用机制以及影响水稻土砷迁移转化的关键因素，并探讨了水淹厌氧条件对水稻土砷代谢微生物群落、微生物基因表达水平以及对砷归趋的影响。最后，展望了未来的研究方向，以期识别不同水管理模式下土壤微环境等对水稻土中砷代谢微生物群落结构与基因表达水平的影响机制，为深入理解砷的生物化学行为和降低水稻对砷的吸收累积提供科学的理论参考。
2018, 55(1):18-30.
DOI: 10.11766/trxb201703160104
摘要:
森林土壤是大气N2O重要的排放源。施肥、采伐、火烧、林下植被管理等营林措施和土地利用变化改变了土壤理化性质和土壤微气候，显著影响森林土壤N2O的产生与排放。综述了森林土壤N2O排放对不同营林措施的响应，探讨了营林措施影响土壤N2O排放的主要机理，并提出目前研究的不足和未来研究的重点。总体而言，森林转变为农田、草地后增加了土壤N2O排放，而农田和草地恢复成人工林后减弱了土壤N2O排放；天然林转换为人工林或次生林后土壤N2O排放没有明确结论；森林生态系统“氮饱和”程度使得森林土壤N2O排放对施肥呈非线性响应，即初期无明显响应、中期缓慢增加和后期急剧增加；火烧一般增加土壤N2O排放；采伐改变土壤温度、含水量、有机碳的分解和利用等，从而增强森林土壤N2O排放能力；剔除林下植被提高土壤温度，加快了表层土壤有机碳的分解矿化，促进土壤N2O排放；种植固氮植物增加了土壤有机碳和土壤氮含量，土壤N2O排放增强。今后的研究应更多地关注多种因素和气候变化对林地土壤N2O排放影响的内在机理以及氨氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌等微生物对各种干扰因素的响应机制。
森林土壤是大气N2O重要的排放源。施肥、采伐、火烧、林下植被管理等营林措施和土地利用变化改变了土壤理化性质和土壤微气候，显著影响森林土壤N2O的产生与排放。综述了森林土壤N2O排放对不同营林措施的响应，探讨了营林措施影响土壤N2O排放的主要机理，并提出目前研究的不足和未来研究的重点。总体而言，森林转变为农田、草地后增加了土壤N2O排放，而农田和草地恢复成人工林后减弱了土壤N2O排放；天然林转换为人工林或次生林后土壤N2O排放没有明确结论；森林生态系统“氮饱和”程度使得森林土壤N2O排放对施肥呈非线性响应，即初期无明显响应、中期缓慢增加和后期急剧增加；火烧一般增加土壤N2O排放；采伐改变土壤温度、含水量、有机碳的分解和利用等，从而增强森林土壤N2O排放能力；剔除林下植被提高土壤温度，加快了表层土壤有机碳的分解矿化，促进土壤N2O排放；种植固氮植物增加了土壤有机碳和土壤氮含量，土壤N2O排放增强。今后的研究应更多地关注多种因素和气候变化对林地土壤N2O排放影响的内在机理以及氨氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌等微生物对各种干扰因素的响应机制。
> 研究论文
2018, 55(1):31-42.
DOI: 10.11766/trxb201705220571
摘要:
土壤光谱是土壤理化性质的综合反映，研究江西省红壤地区主要土壤类型的高光谱特性，对土壤的精准管理和土壤数字制图有重要意义。选择有代表性的吉安县、余江县、兴国县和湾里区，采集443个土壤表层土样，采用ASD光谱仪测量了其可见-近红外反射高光谱(350～2 500 nm)。对光谱进行连续统去除和二阶导数处理后，对四种主要红壤亚类及其土属的高光谱特性进行研究。然后选取反映成土母质、氧化铁（针铁矿和赤铁矿）、土壤有机质含量、黏土矿物等的光谱特征表现变量及高光谱反射率等共19个特征变量，对光谱进行Fastclus聚类分析。结果表明：红壤地区土壤不同亚类光谱反射率差异明显，620 nm～740 nm的特征吸收面积黄红壤＞红壤＞棕红壤＞红壤性土，420 nm和447 nm的二阶导数差值黄红壤＞棕红壤＞红壤＞红壤性土。棕红壤光谱在可见光-短波近红外光谱区域土壤反射率较高，位于1 900 nm范围的吸收强度较其他亚类宽浅。红壤性土光谱曲线最为陡峭，在近红外光谱区域土壤反射率最高，在1 400 nm、1 900 nm有较强的尖锐吸收峰，在2 200有超强吸收峰。红壤亚类光谱曲线整体走势与红壤性土亚类相似，但在900 nm、1 400 nm、1 900 nm和2 200 nm的吸收强度较红壤性土弱，反射曲线位置较高。不同亚类水稻土由于水淹时间的不同，其光谱特征差异较为明显，光谱反射率表现为淹育型水稻土＞潴育型水稻土＞潜育型水稻土，620 nm～740 nm的特征吸收面积潜育型水稻土＞潴育型水稻土＞淹育性水稻土，420 nm和447 nm的反射率二阶导数差值为淹育型水稻土＞潴育性水稻土＞潜育型水稻土，但均高于红壤。选取的特征变量对土壤进行亚类分类的准确率为86.23%，分类的准确度较高，而土属的准确率仅为66.37%。可见-近红外土壤光谱特征可以作为江西红壤地区主要土壤亚类划分的定量参考指标。
土壤光谱是土壤理化性质的综合反映，研究江西省红壤地区主要土壤类型的高光谱特性，对土壤的精准管理和土壤数字制图有重要意义。选择有代表性的吉安县、余江县、兴国县和湾里区，采集443个土壤表层土样，采用ASD光谱仪测量了其可见-近红外反射高光谱(350～2 500 nm)。对光谱进行连续统去除和二阶导数处理后，对四种主要红壤亚类及其土属的高光谱特性进行研究。然后选取反映成土母质、氧化铁（针铁矿和赤铁矿）、土壤有机质含量、黏土矿物等的光谱特征表现变量及高光谱反射率等共19个特征变量，对光谱进行Fastclus聚类分析。结果表明：红壤地区土壤不同亚类光谱反射率差异明显，620 nm～740 nm的特征吸收面积黄红壤＞红壤＞棕红壤＞红壤性土，420 nm和447 nm的二阶导数差值黄红壤＞棕红壤＞红壤＞红壤性土。棕红壤光谱在可见光-短波近红外光谱区域土壤反射率较高，位于1 900 nm范围的吸收强度较其他亚类宽浅。红壤性土光谱曲线最为陡峭，在近红外光谱区域土壤反射率最高，在1 400 nm、1 900 nm有较强的尖锐吸收峰，在2 200有超强吸收峰。红壤亚类光谱曲线整体走势与红壤性土亚类相似，但在900 nm、1 400 nm、1 900 nm和2 200 nm的吸收强度较红壤性土弱，反射曲线位置较高。不同亚类水稻土由于水淹时间的不同，其光谱特征差异较为明显，光谱反射率表现为淹育型水稻土＞潴育型水稻土＞潜育型水稻土，620 nm～740 nm的特征吸收面积潜育型水稻土＞潴育型水稻土＞淹育性水稻土，420 nm和447 nm的反射率二阶导数差值为淹育型水稻土＞潴育性水稻土＞潜育型水稻土，但均高于红壤。选取的特征变量对土壤进行亚类分类的准确率为86.23%，分类的准确度较高，而土属的准确率仅为66.37%。可见-近红外土壤光谱特征可以作为江西红壤地区主要土壤亚类划分的定量参考指标。
2018, 55(1):43-53.
DOI: 10.11766/trxb201703270534
摘要:
为克服方法的复杂性和数据的详细性解释土壤制图效果的不足，基于土壤变异解释力对多种方法进行对比研究。收集南阳1:5万土壤类型图、30 m分辨率数字高程模型和TM影像，计算出高程、坡度、坡向、归一化植被指数（NDVI）、穗帽变换的湿度（TCW）参数等，以439个土壤剖面为训练数据，分别按土壤类型连接法（SCLM)、加权最小二乘法（WLS）回归、地理权重（GWR）回归、随机森林（RF）、普通克里格（OK）、回归克里格（RK）进行1m土体土壤有机碳密度（SOCD）制图， 其余49个土壤剖面作为验证集。结果表明：（1）对SOCD变异的解释力是影响制图效果的本质因素。土壤类型、土壤表层有机质（OM）是主要预测变量，SCLM、WLS和GWR均只能利用其中一种主要变量，土壤图的详细化和回归模型的复杂化均不能明显改善SOCD制图效果。基于土属和OM变量，RF对SOCD变异的解释力最强，预测效果最优；地统计学空间变异函数对SOCD变异的解释力大于回归模型，小于RF，而与土壤类型相当，其相对制图效果亦如此。（2）预测变量建模和空间相关是两类不同的土壤变异解释机制，RK未必能使它们产生最佳组合：只有WLS回归、GWR回归和缺乏土壤类型信息的RF（OM+TCW）适合RK算法，在原始模型中它们对训练数据的拟合效果依次升高，但其RK结果的优劣排序则相反；所有RK的结果均未达到土属和OM参与下RF制图的精度。
为克服方法的复杂性和数据的详细性解释土壤制图效果的不足，基于土壤变异解释力对多种方法进行对比研究。收集南阳1:5万土壤类型图、30 m分辨率数字高程模型和TM影像，计算出高程、坡度、坡向、归一化植被指数（NDVI）、穗帽变换的湿度（TCW）参数等，以439个土壤剖面为训练数据，分别按土壤类型连接法（SCLM)、加权最小二乘法（WLS）回归、地理权重（GWR）回归、随机森林（RF）、普通克里格（OK）、回归克里格（RK）进行1m土体土壤有机碳密度（SOCD）制图， 其余49个土壤剖面作为验证集。结果表明：（1）对SOCD变异的解释力是影响制图效果的本质因素。土壤类型、土壤表层有机质（OM）是主要预测变量，SCLM、WLS和GWR均只能利用其中一种主要变量，土壤图的详细化和回归模型的复杂化均不能明显改善SOCD制图效果。基于土属和OM变量，RF对SOCD变异的解释力最强，预测效果最优；地统计学空间变异函数对SOCD变异的解释力大于回归模型，小于RF，而与土壤类型相当，其相对制图效果亦如此。（2）预测变量建模和空间相关是两类不同的土壤变异解释机制，RK未必能使它们产生最佳组合：只有WLS回归、GWR回归和缺乏土壤类型信息的RF（OM+TCW）适合RK算法，在原始模型中它们对训练数据的拟合效果依次升高，但其RK结果的优劣排序则相反；所有RK的结果均未达到土属和OM参与下RF制图的精度。
2018, 55(1):54-63.
DOI: 10.11766/trxb201706220234
摘要:
土壤与环境关系知识的获取是精细数字土壤制图的关键，如何快速准确地获取该知识成为现阶段研究的重点。以湖北省黄冈市红安县华家河镇为例，利用土壤—环境推理模型（Soil-Land Inference Model,SoLIM）得到土壤类型的夸大和忽略不确定性分布图，依据不确定性分布图在可信度高的位置重新采集样点，对样点进行数据挖掘，获取环境因子组合，建立其与土壤类型的对应关系。结合原始规则，生成新的土壤—环境关系知识，并将其用于土壤推理制图，获得新的土壤类型分布，利用253个野外独立样点进行精度验证。结果表明：推理土壤图显示了更加详细的空间分布信息，经野外验证点验证，总体精度为86.9%，高于原土壤图精度约13%。因此，利用不确定性模型重新获取土壤—环境关系知识的方法是可行且有效的，该方法不仅增加了土壤图的空间详细度，而且提高了土壤图的精确度。
土壤与环境关系知识的获取是精细数字土壤制图的关键，如何快速准确地获取该知识成为现阶段研究的重点。以湖北省黄冈市红安县华家河镇为例，利用土壤—环境推理模型（Soil-Land Inference Model,SoLIM）得到土壤类型的夸大和忽略不确定性分布图，依据不确定性分布图在可信度高的位置重新采集样点，对样点进行数据挖掘，获取环境因子组合，建立其与土壤类型的对应关系。结合原始规则，生成新的土壤—环境关系知识，并将其用于土壤推理制图，获得新的土壤类型分布，利用253个野外独立样点进行精度验证。结果表明：推理土壤图显示了更加详细的空间分布信息，经野外验证点验证，总体精度为86.9%，高于原土壤图精度约13%。因此，利用不确定性模型重新获取土壤—环境关系知识的方法是可行且有效的，该方法不仅增加了土壤图的空间详细度，而且提高了土壤图的精确度。
2018, 55(1):64-74.
DOI: 10.11766/trxb201706140087
摘要:
为探索不同重采样方法对形态差异明显的冲沟坡度坡长(Slope length and slope steepness，LS)因子的影响，以元谋县干热河谷1:5000比例尺的等高线矢量数据为基础，在ArcGIS平台下构建六条典型冲沟2m分辨率的数字高程模型（Digital elevation model, DEM），采用最邻近（Nearest，Near）、双线性（Bilinear，Bil）、三次卷积（Cubic，Cub）重采样的DEM计算LS，通过相对差系数、LS因子分级面积比例、XY散点图对比分析三种重采样方法计算冲沟LS的差异性。结果表明：Near重采样计算的LS值与Bil、Cub重采样计算的LS值差异较大，相关程度低，Bil与Cub重采样计算的LS值差异较小，相关程度高；冲沟刚发育时，Cub重采样要优于Near和Bil，冲沟侵蚀强烈时，Near重采样要优于Bil和Cub，冲沟形态稳定时，Bil重采样要优于Cub和Near。
为探索不同重采样方法对形态差异明显的冲沟坡度坡长(Slope length and slope steepness，LS)因子的影响，以元谋县干热河谷1:5000比例尺的等高线矢量数据为基础，在ArcGIS平台下构建六条典型冲沟2m分辨率的数字高程模型（Digital elevation model, DEM），采用最邻近（Nearest，Near）、双线性（Bilinear，Bil）、三次卷积（Cubic，Cub）重采样的DEM计算LS，通过相对差系数、LS因子分级面积比例、XY散点图对比分析三种重采样方法计算冲沟LS的差异性。结果表明：Near重采样计算的LS值与Bil、Cub重采样计算的LS值差异较大，相关程度低，Bil与Cub重采样计算的LS值差异较小，相关程度高；冲沟刚发育时，Cub重采样要优于Near和Bil，冲沟侵蚀强烈时，Near重采样要优于Bil和Cub，冲沟形态稳定时，Bil重采样要优于Cub和Near。
2018, 55(1):75-87.
DOI: 10.11766/trxb201706120097
摘要:
为了解宁夏中部地区地带性土壤——灰钙土的发育特性及其在中国土壤系统分类中的归属，在研究区内挖掘8个代表性的土壤剖面，进行剖面形态观察，采集分层土壤样品，测试理化性状。结果发现：（1）灰钙土中发生的主要成土过程有：弱腐殖质积累、弱碳酸钙淋溶淀积过程。（2）8个供试剖面中检索出的诊断依据有淡薄表层、干旱表层、雏形层、钙磐等诊断层，黄土和黄土状沉积物岩性特征、半干润/干旱土壤水分状况、温性土壤温度状况、钠质特性、石灰性等诊断特性和钙积诊断现象等。（3）依据《中国土壤系统分类检索（第三版）》，可将8个供试剖面初步归属为雏形土、干旱土2个土纲，干润雏形土、正常干旱土2个亚纲，简育干润雏形土和简育正常干旱土2个土类，普通简育干润雏形土、钠质简育正常干旱土2个亚类。依据《中国土壤系统分类土族与土系划分标准》将供试剖面初步划分为5个土族，5个土系。（4）参比研究表明，灰钙土在土壤发生分类和系统分类中的分类类别不是简单一对一的关系，发生分类中相同的类别可对应系统分类中不同类别，系统分类定量化的分类指标使土壤分类更加量化，减少了同名异土情况的发生，提高了分类的准确性。
为了解宁夏中部地区地带性土壤——灰钙土的发育特性及其在中国土壤系统分类中的归属，在研究区内挖掘8个代表性的土壤剖面，进行剖面形态观察，采集分层土壤样品，测试理化性状。结果发现：（1）灰钙土中发生的主要成土过程有：弱腐殖质积累、弱碳酸钙淋溶淀积过程。（2）8个供试剖面中检索出的诊断依据有淡薄表层、干旱表层、雏形层、钙磐等诊断层，黄土和黄土状沉积物岩性特征、半干润/干旱土壤水分状况、温性土壤温度状况、钠质特性、石灰性等诊断特性和钙积诊断现象等。（3）依据《中国土壤系统分类检索（第三版）》，可将8个供试剖面初步归属为雏形土、干旱土2个土纲，干润雏形土、正常干旱土2个亚纲，简育干润雏形土和简育正常干旱土2个土类，普通简育干润雏形土、钠质简育正常干旱土2个亚类。依据《中国土壤系统分类土族与土系划分标准》将供试剖面初步划分为5个土族，5个土系。（4）参比研究表明，灰钙土在土壤发生分类和系统分类中的分类类别不是简单一对一的关系，发生分类中相同的类别可对应系统分类中不同类别，系统分类定量化的分类指标使土壤分类更加量化，减少了同名异土情况的发生，提高了分类的准确性。
2018, 55(1):88-99.
DOI: 10.11766/trxb201706060235
摘要:
新疆策勒绿洲—沙漠过渡带风沙活动频繁，对其近地表风沙运动规律的研究具有重要意义。采用实验测定分析、线性回归分析、相关统计分析等研究方法，对策勒绿洲—沙漠过渡带不同地貌部位表面及近地表输沙和降尘物质粒度及粒径分形特征进行了研究。结果表明：策勒不同风沙运动形式沙尘物质组成主要为极粗粉砂和极细砂，大气降尘物的粗粉砂含量偏高，分形维数介于0.25~2.25；五种沙尘物质平均分维值介于1.03~1.67，灌丛沙堆表面沙物质粒径分形维数平均值最大，其次依次为大气降尘、裸平沙地、地表输沙物质和流动沙丘的沙尘物质，标准偏差值大小变化趋势与之相反。灌丛沙堆表面沙物质的粒径分形维数与沙物质平均粒径、分选系数等指标呈显著线性相关性，流动沙丘表面沙物质平均粒径的分形维数与粒度参数之间线性相关性不显著。灌丛沙堆、流动沙丘、地表输沙物质的黏粒含量与分形维数均呈极显著正相关性（p<0.01），灌丛沙堆与地表输沙物质的砂粒级含量与分形维数呈显著负相关，大气降尘物的粉砂含量与分形维数呈显著负相关（p<0.05）。流动沙丘表面沙物质的粉砂和砂百分含量与分维值无显著相关性。沙物质的粒级组成、运动形式、植被覆盖度、风力及地形等均是导致绿洲—沙漠过渡带沙尘粒度及分形特征差异的主要原因。
新疆策勒绿洲—沙漠过渡带风沙活动频繁，对其近地表风沙运动规律的研究具有重要意义。采用实验测定分析、线性回归分析、相关统计分析等研究方法，对策勒绿洲—沙漠过渡带不同地貌部位表面及近地表输沙和降尘物质粒度及粒径分形特征进行了研究。结果表明：策勒不同风沙运动形式沙尘物质组成主要为极粗粉砂和极细砂，大气降尘物的粗粉砂含量偏高，分形维数介于0.25~2.25；五种沙尘物质平均分维值介于1.03~1.67，灌丛沙堆表面沙物质粒径分形维数平均值最大，其次依次为大气降尘、裸平沙地、地表输沙物质和流动沙丘的沙尘物质，标准偏差值大小变化趋势与之相反。灌丛沙堆表面沙物质的粒径分形维数与沙物质平均粒径、分选系数等指标呈显著线性相关性，流动沙丘表面沙物质平均粒径的分形维数与粒度参数之间线性相关性不显著。灌丛沙堆、流动沙丘、地表输沙物质的黏粒含量与分形维数均呈极显著正相关性（p<0.01），灌丛沙堆与地表输沙物质的砂粒级含量与分形维数呈显著负相关，大气降尘物的粉砂含量与分形维数呈显著负相关（p<0.05）。流动沙丘表面沙物质的粉砂和砂百分含量与分维值无显著相关性。沙物质的粒级组成、运动形式、植被覆盖度、风力及地形等均是导致绿洲—沙漠过渡带沙尘粒度及分形特征差异的主要原因。
2018, 55(1):100-110.
DOI: 10.11766/trxb201705090108
摘要:
调查和分析了山东省设施菜地土壤次生盐渍化特征和影响因素。2014年全省设施菜地（含瓜类）总面积（日光温室、大拱棚含棚间面积）为64.98×104 hm2，占全省菜地面积的35.45%，其中，日光温室25.06×104 hm2，大拱棚20.94×104 hm2，中小拱棚18.98×104 hm2。山东省设施菜地土壤盐分离子组成中阴离子以SO42-离子为主，阳离子以Ca2+为主。全省设施菜地约39.73%出现不同程度的盐渍化现象，其中，轻度盐渍化为28.64%，中度盐渍化为8.37%，重度盐渍化为2.29%，盐土为0.43%。在不同设施类型中，盐渍化发生程度为：日光温室＞大拱棚＞中小拱棚；全省17个市设施菜地次生盐渍化发生程度表现出聊城、莱芜、东营相对较高。全省化肥平均施用量（折纯）为1 624 kg hm-2，氮肥（N）、磷肥（P2O5）、钾肥（K2O）施用量（折纯）分别为559.5、465.2、599.3 kg hm-2。通过分析设施菜地土壤次生盐渍化影响因素发现，化肥的高投入是可溶性盐分增加的一个重要原因，但在实际生产中受各种因素影响，未表现出完全线性相关关系；可溶性盐分增加与种植年限密切相关。典型对应分析发现，施肥数量、种植年限均会影响盐渍化程度，但影响各不相同。氮肥、磷肥和钾肥对K+和Na+的影响较大；Ca2+和SO42-含量受种植年限影响较大， K+、Na+、HCO3-和Cl-受种植年限的影响较小；Mg2+受氮磷钾肥和种植年限的影响均较大。
调查和分析了山东省设施菜地土壤次生盐渍化特征和影响因素。2014年全省设施菜地（含瓜类）总面积（日光温室、大拱棚含棚间面积）为64.98×104 hm2，占全省菜地面积的35.45%，其中，日光温室25.06×104 hm2，大拱棚20.94×104 hm2，中小拱棚18.98×104 hm2。山东省设施菜地土壤盐分离子组成中阴离子以SO42-离子为主，阳离子以Ca2+为主。全省设施菜地约39.73%出现不同程度的盐渍化现象，其中，轻度盐渍化为28.64%，中度盐渍化为8.37%，重度盐渍化为2.29%，盐土为0.43%。在不同设施类型中，盐渍化发生程度为：日光温室＞大拱棚＞中小拱棚；全省17个市设施菜地次生盐渍化发生程度表现出聊城、莱芜、东营相对较高。全省化肥平均施用量（折纯）为1 624 kg hm-2，氮肥（N）、磷肥（P2O5）、钾肥（K2O）施用量（折纯）分别为559.5、465.2、599.3 kg hm-2。通过分析设施菜地土壤次生盐渍化影响因素发现，化肥的高投入是可溶性盐分增加的一个重要原因，但在实际生产中受各种因素影响，未表现出完全线性相关关系；可溶性盐分增加与种植年限密切相关。典型对应分析发现，施肥数量、种植年限均会影响盐渍化程度，但影响各不相同。氮肥、磷肥和钾肥对K+和Na+的影响较大；Ca2+和SO42-含量受种植年限影响较大， K+、Na+、HCO3-和Cl-受种植年限的影响较小；Mg2+受氮磷钾肥和种植年限的影响均较大。
2018, 55(1):111-121.
DOI: 10.11766/trxb201706200271
摘要:
为探索高效节水的暗管排盐技术，通过田间灌溉排水试验，研究了滴灌条件下排水暗管不同管径(50、90 mm)、和不同埋深(0.6、1.0、1.4 m)对土层含盐量分布及脱盐效果的影响。结果表明：两次灌水后各土层脱盐效果差别较大。0~60 cm土层脱盐程度较高，土壤含盐量已降至12 g kg-1以下中度盐化水平，100 cm以下土层脱盐效果不明显；暗管0.6 m埋深脱盐效果优于1.0、1.4 m埋深，总体盐分减少14.34 g kg-1，相比未铺设暗管对照减少了13.32 g kg-1。增加暗管埋深至1.4 m对暗管降盐效果无显著影响；暗管管径对各土层盐分的影响相对更加显著，90 mm管径相较50 mm管径暗管脱盐效果明显，50、90 mm管径暗管不同埋深0~1.4 m土层脱盐率分别在20.69%~30.20%和34.59%~57.04%之间。暗管埋深0.6 m、管径90 mm时，两次灌水后0~60 cm土层已降至轻度盐化水平(3~6 g kg-1)，暗管排水排盐效率较高，为北疆盐渍土的暗管排水最优埋深与管径布设参数。
为探索高效节水的暗管排盐技术，通过田间灌溉排水试验，研究了滴灌条件下排水暗管不同管径(50、90 mm)、和不同埋深(0.6、1.0、1.4 m)对土层含盐量分布及脱盐效果的影响。结果表明：两次灌水后各土层脱盐效果差别较大。0~60 cm土层脱盐程度较高，土壤含盐量已降至12 g kg-1以下中度盐化水平，100 cm以下土层脱盐效果不明显；暗管0.6 m埋深脱盐效果优于1.0、1.4 m埋深，总体盐分减少14.34 g kg-1，相比未铺设暗管对照减少了13.32 g kg-1。增加暗管埋深至1.4 m对暗管降盐效果无显著影响；暗管管径对各土层盐分的影响相对更加显著，90 mm管径相较50 mm管径暗管脱盐效果明显，50、90 mm管径暗管不同埋深0~1.4 m土层脱盐率分别在20.69%~30.20%和34.59%~57.04%之间。暗管埋深0.6 m、管径90 mm时，两次灌水后0~60 cm土层已降至轻度盐化水平(3~6 g kg-1)，暗管排水排盐效率较高，为北疆盐渍土的暗管排水最优埋深与管径布设参数。
2018, 55(1):122-130.
DOI: 10.11766/trxb201705250232
摘要:
土壤热特性是土壤的重要参数之一，热脉冲探针是目前土壤热特性最为常用的测量方法。在用热脉冲探针测量土壤热特性时，探针间距对测量结果的准确性影响非常大。而在野外试验中，由于土壤受到植物根系、土壤冻融、土壤动物活动等的影响，会造成探针间距的变化。因此，探针间距的校正在野外实地测量时十分重要。本研究团队在2013年提出热脉冲探针间距的校正方法，即在温度探针中使用两个热敏电阻，并通过理论公式校正探针初始间距后，得到间距变化后的探针真实间距。将此校正方法应用于野外试验中，分别于夏季和冬季监测土壤中三个深度处（3 cm、8 cm和13 cm）探针间距的变化。结果显示探针间距校正后得到的土壤热特性参数与未校正探针间距时的土壤热特性相比，探针间距校正后得到的土壤热特性参数更加准确可靠；但由于冬季表层土壤存在结冰现象，造成热脉冲探针无法准确测量热特性参数。
土壤热特性是土壤的重要参数之一，热脉冲探针是目前土壤热特性最为常用的测量方法。在用热脉冲探针测量土壤热特性时，探针间距对测量结果的准确性影响非常大。而在野外试验中，由于土壤受到植物根系、土壤冻融、土壤动物活动等的影响，会造成探针间距的变化。因此，探针间距的校正在野外实地测量时十分重要。本研究团队在2013年提出热脉冲探针间距的校正方法，即在温度探针中使用两个热敏电阻，并通过理论公式校正探针初始间距后，得到间距变化后的探针真实间距。将此校正方法应用于野外试验中，分别于夏季和冬季监测土壤中三个深度处（3 cm、8 cm和13 cm）探针间距的变化。结果显示探针间距校正后得到的土壤热特性参数与未校正探针间距时的土壤热特性相比，探针间距校正后得到的土壤热特性参数更加准确可靠；但由于冬季表层土壤存在结冰现象，造成热脉冲探针无法准确测量热特性参数。
2018, 55(1):131-138.
DOI: 10.11766/trxb201709010166
摘要:
研究了湖南长沙和海南昆仑的2种红壤胶体和非胶体的矿物组成、阳离子交换量（CEC）及Cu(II)、Pb(II)和Cd(II)在土壤胶体和非胶体颗粒表面的吸附行为，以明确红壤胶体对土壤表面化学性质的贡献。X射线衍射分析结果表明，两种红壤胶体的矿物组成均以次生矿物为主，次生矿物又以1:1型高岭石所占比例最高。土壤非胶体颗粒中石英等原生矿物含量较高。土壤铁铝氧化物主要富集在土壤胶体部分，土壤胶体颗粒中游离氧化铁和游离氧化铝含量明显高于非胶体颗粒，如湖南长沙红壤胶体颗粒游离氧化铁的含量为78.03gkg-1，而非胶体颗粒中仅为9.93 g kg-1。土壤胶体颗粒的CEC显著高于非胶体颗粒部分，2种红壤胶体的CEC约为非胶体的12倍。等温吸附实验结果表明，土壤胶体颗粒对Cu(II)、Pb(II)与Cd(II)的最大吸附量和吸附亲和力均显著大于非胶体颗粒，湖南红壤胶体对3种重金属的吸附量大于海南红壤胶体，与土壤胶体的矿物组成和CEC大小一致。Cd(II)在红壤胶体和非胶体颗粒表面主要发生静电吸附，而静电吸附和非静电吸附两种机制均对Cu(II)和Pb(II)的吸附有重要贡献。
研究了湖南长沙和海南昆仑的2种红壤胶体和非胶体的矿物组成、阳离子交换量（CEC）及Cu(II)、Pb(II)和Cd(II)在土壤胶体和非胶体颗粒表面的吸附行为，以明确红壤胶体对土壤表面化学性质的贡献。X射线衍射分析结果表明，两种红壤胶体的矿物组成均以次生矿物为主，次生矿物又以1:1型高岭石所占比例最高。土壤非胶体颗粒中石英等原生矿物含量较高。土壤铁铝氧化物主要富集在土壤胶体部分，土壤胶体颗粒中游离氧化铁和游离氧化铝含量明显高于非胶体颗粒，如湖南长沙红壤胶体颗粒游离氧化铁的含量为78.03gkg-1，而非胶体颗粒中仅为9.93 g kg-1。土壤胶体颗粒的CEC显著高于非胶体颗粒部分，2种红壤胶体的CEC约为非胶体的12倍。等温吸附实验结果表明，土壤胶体颗粒对Cu(II)、Pb(II)与Cd(II)的最大吸附量和吸附亲和力均显著大于非胶体颗粒，湖南红壤胶体对3种重金属的吸附量大于海南红壤胶体，与土壤胶体的矿物组成和CEC大小一致。Cd(II)在红壤胶体和非胶体颗粒表面主要发生静电吸附，而静电吸附和非静电吸附两种机制均对Cu(II)和Pb(II)的吸附有重要贡献。
2018, 55(1):139-147.
DOI: 10.11766/trxb201704190165
摘要:
当前非对称气候变暖及部分农业土壤铅富集潜在影响我国小麦生产，揭示夜间增温对小麦吸持铅素及其分配的影响有助于确保粮食安全生产。利用田间被动式夜间增温系统设置不同铅浓度客土盆栽试验，研究小麦产量与地上部组织的生物量、铅含量与积累量、铅富集系数和迁移系数随温度变化的响应。结果表明，夜间增温显著增加小麦产量8.3%，却显著降低茎叶和地上部总干重；铅污染表现为负效应且随污染程度增加而加大。夜间增温显著降低地上部植株、籽粒与颖壳中铅含量，但对茎、叶中铅含量影响不大；分别显著降低籽粒中铅积累量7.6%（轻度污染）和6.8%（重度污染）、颖壳中铅积累量12.0%（无污染）和13.9%（重度污染）和全部污染处理下小麦地上部(14.0%~23.3%)、茎(22.5%~24.9%)、叶(17.9%~31.8%)中铅积累量。夜间增温显著降低无污染处理铅在茎、叶、籽粒和颖壳中的富集系数和轻污染处理铅在茎、籽粒和颖壳中的富集系数，但未显著影响重度污染处理铅在各器官中的富集系统。增温显著降低了全部污染处理中由茎向籽粒、颖壳转移的铅迁移系数。夜间增温有利于小麦生产且能降低铅胁迫农田粮食遭受铅污染的潜在风险。
当前非对称气候变暖及部分农业土壤铅富集潜在影响我国小麦生产，揭示夜间增温对小麦吸持铅素及其分配的影响有助于确保粮食安全生产。利用田间被动式夜间增温系统设置不同铅浓度客土盆栽试验，研究小麦产量与地上部组织的生物量、铅含量与积累量、铅富集系数和迁移系数随温度变化的响应。结果表明，夜间增温显著增加小麦产量8.3%，却显著降低茎叶和地上部总干重；铅污染表现为负效应且随污染程度增加而加大。夜间增温显著降低地上部植株、籽粒与颖壳中铅含量，但对茎、叶中铅含量影响不大；分别显著降低籽粒中铅积累量7.6%（轻度污染）和6.8%（重度污染）、颖壳中铅积累量12.0%（无污染）和13.9%（重度污染）和全部污染处理下小麦地上部(14.0%~23.3%)、茎(22.5%~24.9%)、叶(17.9%~31.8%)中铅积累量。夜间增温显著降低无污染处理铅在茎、叶、籽粒和颖壳中的富集系数和轻污染处理铅在茎、籽粒和颖壳中的富集系数，但未显著影响重度污染处理铅在各器官中的富集系统。增温显著降低了全部污染处理中由茎向籽粒、颖壳转移的铅迁移系数。夜间增温有利于小麦生产且能降低铅胁迫农田粮食遭受铅污染的潜在风险。
2018, 55(1):148-158.
DOI: 10.11766/trxb201705170220
摘要:
选取人工合成的无定型氧化铁（AHOs Fe）纯矿物，以及两种典型土壤（黑土和砖红壤）的原土（S1和S2）和AHOs Fe包被土壤（AHOs Fe-S1和AHOs Fe-S2）为研究材料，采用批量平衡法，研究AHOs Fe对土壤中阿特拉津（AT）吸附—解吸行为的影响及其机理。研究结果表明，各吸附剂对AT的吸附均能采用Freundlich方程进行较好地拟合（r≥ 0.996，p < 0.01），AHOs Fe对AT具有较强的吸附性能和较高的吸附非线性，AHOs Fe包被黑土和砖红壤后，两种土壤对AT的吸附能力（Kd值）分别增加56.3 %和43.8 %。各吸附剂对AT均存在解吸迟滞效应，两种土壤及被AHOs Fe包被后，其对AT的解吸迟滞系数（HI ）在AT低初始浓度时随浓度的增加而降低，而在AT高初始浓度时随浓度的增加略有增加，AHOs Fe对AT的HI 则随AT初始浓度的增加而增加，说明不同吸附剂在AT不同初始浓度时的解吸迟滞机制不同。与土壤相比，AHOs Fe对AT具有较强的解吸迟滞效应，但AHOs Fe包被土壤后，却降低了土壤对AT的解吸迟滞效应。
选取人工合成的无定型氧化铁（AHOs Fe）纯矿物，以及两种典型土壤（黑土和砖红壤）的原土（S1和S2）和AHOs Fe包被土壤（AHOs Fe-S1和AHOs Fe-S2）为研究材料，采用批量平衡法，研究AHOs Fe对土壤中阿特拉津（AT）吸附—解吸行为的影响及其机理。研究结果表明，各吸附剂对AT的吸附均能采用Freundlich方程进行较好地拟合（r≥ 0.996，p < 0.01），AHOs Fe对AT具有较强的吸附性能和较高的吸附非线性，AHOs Fe包被黑土和砖红壤后，两种土壤对AT的吸附能力（Kd值）分别增加56.3 %和43.8 %。各吸附剂对AT均存在解吸迟滞效应，两种土壤及被AHOs Fe包被后，其对AT的解吸迟滞系数（HI ）在AT低初始浓度时随浓度的增加而降低，而在AT高初始浓度时随浓度的增加略有增加，AHOs Fe对AT的HI 则随AT初始浓度的增加而增加，说明不同吸附剂在AT不同初始浓度时的解吸迟滞机制不同。与土壤相比，AHOs Fe对AT具有较强的解吸迟滞效应，但AHOs Fe包被土壤后，却降低了土壤对AT的解吸迟滞效应。
2018, 55(1):159-173.
DOI: 10.11766/trxb201706260591
摘要:
绿洲灰漠土冻融交替明显，但缺乏该时期气体通量及动态变化方面的研究。选取NPK（氮磷钾肥）、NPKS（0.9NPK+0.1秸秆氮）、NPKM(1/3NPK+2/3羊粪氮) 和NPKM+（1.5倍NPKM）处理作为研究对象，利用静态箱气相色谱法开展2013—2014年春季冻融期温室气体排放观测试验。结果显示，春季冻融期间，有机肥添加处理CO2排放量较高，其中NPKM+和NPKM处理CO2平均排放量分别为C 113 mg m-2 h-1和85 mg m-2 h-1，其次为NPKS( 72 mg m-2 h-1)、NPK( 75 mg m-2 h-1)和CK(35 mg m-2 h-1)。同样，NPKM+和NPKM处理有相对更高的N2O排放，春冻平均排放通量分别为N 73 µg m-2 h-1和42 µg m-2 h-1，显著高于NPKS（22 µg m-2 h-1）和NPK（17 µg m-2 h-1）处理（p<0.05）。CH4排放量相对较低，各处理无明显差异（p >0.05）。分析发现， N2O在冻融期呈现先增加后急剧减少的趋势，CO2变幅不明显。与全年总排放量相比，冻融期（27 d）N2O的排放量占全年的9%~18%，CH4冻融期间排放比重占全年排放量的6%～14%。所以，冻融交替期是灰漠土农田温室气体排放的相对高发时期，估算温室气体排放时应充分考虑。
绿洲灰漠土冻融交替明显，但缺乏该时期气体通量及动态变化方面的研究。选取NPK（氮磷钾肥）、NPKS（0.9NPK+0.1秸秆氮）、NPKM(1/3NPK+2/3羊粪氮) 和NPKM+（1.5倍NPKM）处理作为研究对象，利用静态箱气相色谱法开展2013—2014年春季冻融期温室气体排放观测试验。结果显示，春季冻融期间，有机肥添加处理CO2排放量较高，其中NPKM+和NPKM处理CO2平均排放量分别为C 113 mg m-2 h-1和85 mg m-2 h-1，其次为NPKS( 72 mg m-2 h-1)、NPK( 75 mg m-2 h-1)和CK(35 mg m-2 h-1)。同样，NPKM+和NPKM处理有相对更高的N2O排放，春冻平均排放通量分别为N 73 µg m-2 h-1和42 µg m-2 h-1，显著高于NPKS（22 µg m-2 h-1）和NPK（17 µg m-2 h-1）处理（p<0.05）。CH4排放量相对较低，各处理无明显差异（p >0.05）。分析发现， N2O在冻融期呈现先增加后急剧减少的趋势，CO2变幅不明显。与全年总排放量相比，冻融期（27 d）N2O的排放量占全年的9%~18%，CH4冻融期间排放比重占全年排放量的6%～14%。所以，冻融交替期是灰漠土农田温室气体排放的相对高发时期，估算温室气体排放时应充分考虑。
2018, 55(1):174-181.
DOI: 10.11766/trxb201705110141
摘要:
茶树是我国广泛种植的一种高需氮经济植物。目前，尽管茶园生态系统中已开展了一些模拟氮肥施用的实验，但对于合成氮肥如何影响茶园土壤性质、养分供应及活性氮的流失仍缺乏全面的评估和量化。对2004—2016年间发表的相关研究数据进行整合分析，结果显示，施用合成氮肥导致我国茶园酸性土壤pH平均降低0.20，使土壤总无机氮升高172%，对土壤有机碳、有效磷和钾离子浓度无影响。合成氮肥使土壤钙、镁离子浓度分别降低了23%和37%，铝离子浓度上升了近54%。同时，使土壤N2O排放和无机氮淋溶分别增加292% 和127%。总体上，大量施用合成氮肥加剧了我国茶园土壤酸化和养分元素的流失，增加了活性氮的流失，威胁着我国茶园生态环境的可持续发展。
茶树是我国广泛种植的一种高需氮经济植物。目前，尽管茶园生态系统中已开展了一些模拟氮肥施用的实验，但对于合成氮肥如何影响茶园土壤性质、养分供应及活性氮的流失仍缺乏全面的评估和量化。对2004—2016年间发表的相关研究数据进行整合分析，结果显示，施用合成氮肥导致我国茶园酸性土壤pH平均降低0.20，使土壤总无机氮升高172%，对土壤有机碳、有效磷和钾离子浓度无影响。合成氮肥使土壤钙、镁离子浓度分别降低了23%和37%，铝离子浓度上升了近54%。同时，使土壤N2O排放和无机氮淋溶分别增加292% 和127%。总体上，大量施用合成氮肥加剧了我国茶园土壤酸化和养分元素的流失，增加了活性氮的流失，威胁着我国茶园生态环境的可持续发展。
2018, 55(1):182-193.
DOI: 10.11766/trxb201708090225
摘要:
土地利用变化是人类干扰陆地生态系统的一个重要方面，了解土地利用变化对土壤微生物学性质的影响，在保持生态平衡、促进土壤可持续发展方面具有重要意义。在浙江省杭嘉湖平原相同类型的土壤中选择18个具有代表性的水田和果园表层土壤样品，研究水田改果园后土壤微生物性质的变化。结果表明，水田改果园后，土壤微生物生物量碳、氮和微生物商平均降幅分别达44.1%、59.9%和34.0%，并与果园年龄呈极显著负相关（p＜0.01）；土壤微生物磷脂脂肪酸（PLFA）含量明显下降，降幅达58.1%；养分胁迫显著增强（p＜0.01）。冗余分析表明，在水田和果园生态系统中，土壤水分、有机质、全氮、碱解氮、有效磷等因子是影响土壤微生物群落组成的最重要环境因子（p＜0.01）。土地利用方式转变对土壤微生物多样性的影响要大于土地利用年限的影响。水田是维持土壤微生物多样性的重要生态系统，是重要的碳汇。长期种植果树易引起土壤养分和菌群失衡，并对土壤的可持续性产生负面影响。
土地利用变化是人类干扰陆地生态系统的一个重要方面，了解土地利用变化对土壤微生物学性质的影响，在保持生态平衡、促进土壤可持续发展方面具有重要意义。在浙江省杭嘉湖平原相同类型的土壤中选择18个具有代表性的水田和果园表层土壤样品，研究水田改果园后土壤微生物性质的变化。结果表明，水田改果园后，土壤微生物生物量碳、氮和微生物商平均降幅分别达44.1%、59.9%和34.0%，并与果园年龄呈极显著负相关（p＜0.01）；土壤微生物磷脂脂肪酸（PLFA）含量明显下降，降幅达58.1%；养分胁迫显著增强（p＜0.01）。冗余分析表明，在水田和果园生态系统中，土壤水分、有机质、全氮、碱解氮、有效磷等因子是影响土壤微生物群落组成的最重要环境因子（p＜0.01）。土地利用方式转变对土壤微生物多样性的影响要大于土地利用年限的影响。水田是维持土壤微生物多样性的重要生态系统，是重要的碳汇。长期种植果树易引起土壤养分和菌群失衡，并对土壤的可持续性产生负面影响。
2018, 55(1):194-202.
DOI: 10.11766/trxb20170706295
摘要:
为研究紫色土中的硝化作用、总微生物和硝化微生物的群落结构，以重庆永川的酸性紫色土(pH=5.3)和中性紫色土(pH=7.2)以及四川盐亭的石灰性紫色土(pH=8.5)为研究对象，采用稳定性同位素标记技术进行培养实验，并通过Miseq测序对三种紫色土微生物群落结构进行分析。每种土样共设有三种处理，包括13CO2标记处理、12CO2对照处理和13CO2+ C2H2对照处理。结果表明，中性紫色土(pH=7.2)和石灰性紫色土(pH=8.5)经过56 d的培养后发生了强烈的硝化作用，而酸性紫色土(pH=5.3)中未发生明显的硝化作用，并且硝化作用类型都以自养硝化为主。三种紫色土中都存在着变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes），其中变形菌门在三种紫色土中都大约占有20%的比例。中性紫色土和石灰性紫色土各处理中硝化螺旋菌门（Nitrospirae）百分比大于酸性紫色土各处理。三种紫色土各处理中的氨氧化细菌（Ammonia-oxidizing bacteria,AOB）主要以亚硝化螺菌属（Nitrospira）为主，亚硝酸氧化细菌（Nitrite-oxidizing bacteria, NOB）主要以硝化螺菌属（Nitrospira）为主。且NOB/AOB的值在三种紫色土各处理中最高可达到13，这意味着全程氨氧化细菌（Comammox）可能在紫色土的硝化作用中占据重要贡献。
为研究紫色土中的硝化作用、总微生物和硝化微生物的群落结构，以重庆永川的酸性紫色土(pH=5.3)和中性紫色土(pH=7.2)以及四川盐亭的石灰性紫色土(pH=8.5)为研究对象，采用稳定性同位素标记技术进行培养实验，并通过Miseq测序对三种紫色土微生物群落结构进行分析。每种土样共设有三种处理，包括13CO2标记处理、12CO2对照处理和13CO2+ C2H2对照处理。结果表明，中性紫色土(pH=7.2)和石灰性紫色土(pH=8.5)经过56 d的培养后发生了强烈的硝化作用，而酸性紫色土(pH=5.3)中未发生明显的硝化作用，并且硝化作用类型都以自养硝化为主。三种紫色土中都存在着变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes），其中变形菌门在三种紫色土中都大约占有20%的比例。中性紫色土和石灰性紫色土各处理中硝化螺旋菌门（Nitrospirae）百分比大于酸性紫色土各处理。三种紫色土各处理中的氨氧化细菌（Ammonia-oxidizing bacteria,AOB）主要以亚硝化螺菌属（Nitrospira）为主，亚硝酸氧化细菌（Nitrite-oxidizing bacteria, NOB）主要以硝化螺菌属（Nitrospira）为主。且NOB/AOB的值在三种紫色土各处理中最高可达到13，这意味着全程氨氧化细菌（Comammox）可能在紫色土的硝化作用中占据重要贡献。
2018, 55(1):203-212.
DOI: 10.11766/trxb201706060247
摘要:
土壤微生物是土壤中重要的活性组成部分，研究土壤微生物代谢活性对于理解农业措施对农业生态系统的影响至关重要。已有研究表明，将BIOLOG与微量热耦合可揭示中性及碱性土壤中影响代谢活性的碳源因子，但对于酸性土壤鲜有报道。选取一种典型的酸性土壤——红壤为研究对象，采用BIOLOG及微量热技术研究施肥后红壤微生物的碳源底物利用能力及热动力学变化情况，进一步耦合两种技术探讨提高红壤微生物活性的碳源因子。结果表明，有机无机肥配施能显著提高红壤微生物的碳源底物利用能力，改变对碳源的偏好，增强其热代谢活性；但某些引起有机无机肥配施处理分异的碳源未对红壤微生物的热代谢活性产生促进作用，相反产生抑制效果，说明BIOLOG具有一定局限性；L-精氨酸和糖原提高红壤微生物的热代谢活性，其原因在于这两种碳源可能提高红壤中氮、磷循环相关的微生物活性。因此，在红壤中施用富含该类碳源的有机肥对提高红壤微生物活性、提升红壤地力具有积极意义。
土壤微生物是土壤中重要的活性组成部分，研究土壤微生物代谢活性对于理解农业措施对农业生态系统的影响至关重要。已有研究表明，将BIOLOG与微量热耦合可揭示中性及碱性土壤中影响代谢活性的碳源因子，但对于酸性土壤鲜有报道。选取一种典型的酸性土壤——红壤为研究对象，采用BIOLOG及微量热技术研究施肥后红壤微生物的碳源底物利用能力及热动力学变化情况，进一步耦合两种技术探讨提高红壤微生物活性的碳源因子。结果表明，有机无机肥配施能显著提高红壤微生物的碳源底物利用能力，改变对碳源的偏好，增强其热代谢活性；但某些引起有机无机肥配施处理分异的碳源未对红壤微生物的热代谢活性产生促进作用，相反产生抑制效果，说明BIOLOG具有一定局限性；L-精氨酸和糖原提高红壤微生物的热代谢活性，其原因在于这两种碳源可能提高红壤中氮、磷循环相关的微生物活性。因此，在红壤中施用富含该类碳源的有机肥对提高红壤微生物活性、提升红壤地力具有积极意义。
2018, 55(1):213-224.
DOI: 10.11766/trxb201708220186
摘要:
以苹果（平邑甜茶）幼苗为试验材料，盆栽条件下以万寿菊植株风干粉末拌土熏蒸老苹果园土壤，为环境友好型熏蒸措施防控苹果连作障碍提供理论依据。试验设置老龄苹果园土壤对照（未作处理，CK）、覆膜（未拌入万寿菊，F）、万寿菊1.5 g kg-1+覆膜（1.5T+F）、万寿菊6.0 g kg-1+覆膜（6.0T+F）、万寿菊15.0 g kg-1+覆膜（15.0T+F）。结果表明，与对照相比，万寿菊生物熏蒸处理能显著提高连作土壤中平邑甜茶幼苗的生物量，促进根系生长，提高土壤酶活性，土壤真菌减少、细菌增多。6.0 g kg-1处理的效果最明显，幼苗地上部及根系干重分别为对照的8.1倍、13.1倍，根表面积及根体积分别增加了333.0%、548.4%；脲酶、磷酸酶活性分别较对照高103.6%、77.6%，蔗糖酶活性高出200.4%，过氧化氢酶活性升高64.6%；土壤细菌/真菌比值为219.9，是对照的5.6倍；真菌多样性、均匀度和丰富度指数均降低，优势度指数增加；层出镰孢菌基因拷贝数较对照降低57.9%。主成分分析（PCA）结果显示，万寿菊生物熏蒸处理对连作土壤真菌群落多样性有显著影响，能够显著减少层出镰孢菌的数量。综上，连作土壤中添加6.0 g kg-1万寿菊进行生物熏蒸可提高连作平邑甜茶幼苗生物量，改善连作土壤环境，有效缓解平邑甜茶的连作障碍。
以苹果（平邑甜茶）幼苗为试验材料，盆栽条件下以万寿菊植株风干粉末拌土熏蒸老苹果园土壤，为环境友好型熏蒸措施防控苹果连作障碍提供理论依据。试验设置老龄苹果园土壤对照（未作处理，CK）、覆膜（未拌入万寿菊，F）、万寿菊1.5 g kg-1+覆膜（1.5T+F）、万寿菊6.0 g kg-1+覆膜（6.0T+F）、万寿菊15.0 g kg-1+覆膜（15.0T+F）。结果表明，与对照相比，万寿菊生物熏蒸处理能显著提高连作土壤中平邑甜茶幼苗的生物量，促进根系生长，提高土壤酶活性，土壤真菌减少、细菌增多。6.0 g kg-1处理的效果最明显，幼苗地上部及根系干重分别为对照的8.1倍、13.1倍，根表面积及根体积分别增加了333.0%、548.4%；脲酶、磷酸酶活性分别较对照高103.6%、77.6%，蔗糖酶活性高出200.4%，过氧化氢酶活性升高64.6%；土壤细菌/真菌比值为219.9，是对照的5.6倍；真菌多样性、均匀度和丰富度指数均降低，优势度指数增加；层出镰孢菌基因拷贝数较对照降低57.9%。主成分分析（PCA）结果显示，万寿菊生物熏蒸处理对连作土壤真菌群落多样性有显著影响，能够显著减少层出镰孢菌的数量。综上，连作土壤中添加6.0 g kg-1万寿菊进行生物熏蒸可提高连作平邑甜茶幼苗生物量，改善连作土壤环境，有效缓解平邑甜茶的连作障碍。
2018, 55(1):225-235.
DOI: 10.11766/trxb201705260233
摘要:
以贵州省农业科学院内黄壤性水稻土长期（22年）定位施肥试验为对象，采用室内模拟培养试验研究了不施肥（对照，CK）、施化肥（NPK）、低量有机无机肥配施（0.5MNPK）、施牛粪（M）和常量有机无机肥配施（MNPK）对土壤有机碳矿化的影响。结果表明：NPK处理土壤有机碳含量（21.6 g kg-1）与CK处理（22.8 g kg-1）基本相同，而0.5MNPK、M和MNPK处理的土壤有机碳含量较CK处理分别提高了30.6%、72.9%和62.2%，其中，M和MNPK处理差异达显著水平（p < 0.05）。模拟培养条件下，CO2产生速率在培养的第2天达到最大值，然后迅速下降，而后缓慢下降（第4 ~ 24天），后期（第24 ~ 30天）趋于稳定；各处理土壤有机碳矿化速率大小依次为：M > MNPK > 0.5MNPK > CK > NPK，各处理土壤有机碳矿化速率随时间的动态变化均符合对数函数关系（p < 0.01）。培养结束（30 d）时，各处理土壤有机碳累积矿化量为1.23 ~ 2.37 g kg-1，以M处理和MNPK处理较高，较CK处理（1.46 g kg-1）分别增加了62.6%和44.2%（p < 0.05）；各施肥处理土壤有机碳的累积矿化率（土壤有机碳累积矿化量/土壤有机碳含量）较CK处理（6.4%）均有所下降，以M处理和MNPK处理下降较多，降幅分别为1.2%和0.9%。土壤有机碳累积矿化量随培养天数的动态变化可以用一级动力学方程拟合（p< 0.01），模拟结果表明，CK处理土壤潜在可矿化有机碳量为1.55 g kg-1，与CK处理相比，NPK处理下降了11.6%，但差异不显著（p > 0.05），而有机肥处理（0.5MNPK、M和MNPK）有不同程度的提高（21.3% ~ 73.6%），其中，M和MNPK处理提高幅度较大（p< 0.05）；同时，MNPK处理能够提高土壤有机碳的周转速率，减少周转时间。上述结果指示黄壤性水稻土长期施用有机肥（0.5MNPK、M和MNPK）能够提高土壤有机碳的矿化速率，在促进土壤有机碳积累的同时降低其累积矿化率（单位有机碳矿化水平），增强土壤固碳能力。
以贵州省农业科学院内黄壤性水稻土长期（22年）定位施肥试验为对象，采用室内模拟培养试验研究了不施肥（对照，CK）、施化肥（NPK）、低量有机无机肥配施（0.5MNPK）、施牛粪（M）和常量有机无机肥配施（MNPK）对土壤有机碳矿化的影响。结果表明：NPK处理土壤有机碳含量（21.6 g kg-1）与CK处理（22.8 g kg-1）基本相同，而0.5MNPK、M和MNPK处理的土壤有机碳含量较CK处理分别提高了30.6%、72.9%和62.2%，其中，M和MNPK处理差异达显著水平（p < 0.05）。模拟培养条件下，CO2产生速率在培养的第2天达到最大值，然后迅速下降，而后缓慢下降（第4 ~ 24天），后期（第24 ~ 30天）趋于稳定；各处理土壤有机碳矿化速率大小依次为：M > MNPK > 0.5MNPK > CK > NPK，各处理土壤有机碳矿化速率随时间的动态变化均符合对数函数关系（p < 0.01）。培养结束（30 d）时，各处理土壤有机碳累积矿化量为1.23 ~ 2.37 g kg-1，以M处理和MNPK处理较高，较CK处理（1.46 g kg-1）分别增加了62.6%和44.2%（p < 0.05）；各施肥处理土壤有机碳的累积矿化率（土壤有机碳累积矿化量/土壤有机碳含量）较CK处理（6.4%）均有所下降，以M处理和MNPK处理下降较多，降幅分别为1.2%和0.9%。土壤有机碳累积矿化量随培养天数的动态变化可以用一级动力学方程拟合（p< 0.01），模拟结果表明，CK处理土壤潜在可矿化有机碳量为1.55 g kg-1，与CK处理相比，NPK处理下降了11.6%，但差异不显著（p > 0.05），而有机肥处理（0.5MNPK、M和MNPK）有不同程度的提高（21.3% ~ 73.6%），其中，M和MNPK处理提高幅度较大（p< 0.05）；同时，MNPK处理能够提高土壤有机碳的周转速率，减少周转时间。上述结果指示黄壤性水稻土长期施用有机肥（0.5MNPK、M和MNPK）能够提高土壤有机碳的矿化速率，在促进土壤有机碳积累的同时降低其累积矿化率（单位有机碳矿化水平），增强土壤固碳能力。
2018, 55(1):236-246.
DOI: 10.11766/trxb201708080194
摘要:
稳定性土壤有机碳（SSOC）决定着土壤抗干扰与固碳能力。量化了大兴安岭森林土壤两种典型的SSOC：矿物结合态有机碳（MOC）与黑碳（BC），并以矿物结合态碳库为碳饱和容量来估算土壤的固碳潜力。MOC的量化采取物理分组和化学分离两种方法，BC的分析采用重铬酸钾氧化法。结果表明：粒级分组方法过高估计了MOC，矿物结合态有机质中的有机碳并非完全与矿物络合。BC占土壤有机碳（SOC）的比例约为25.4%，其中，颗粒有机质（POM）中BC所占比例约为26.3%，说明颗粒有机碳（POC）并非绝对属于活性组分。表层土壤碳饱和水平达到了97.8%，而深层仅有21.2%，表明深层土壤的固碳潜力巨大，为当前深层SOC储量的1.86倍。目前的碳饱和理论均以SSOC为基础，然而，BC于POM中的存在说明了POC在土壤固碳潜力中的重要性。
稳定性土壤有机碳（SSOC）决定着土壤抗干扰与固碳能力。量化了大兴安岭森林土壤两种典型的SSOC：矿物结合态有机碳（MOC）与黑碳（BC），并以矿物结合态碳库为碳饱和容量来估算土壤的固碳潜力。MOC的量化采取物理分组和化学分离两种方法，BC的分析采用重铬酸钾氧化法。结果表明：粒级分组方法过高估计了MOC，矿物结合态有机质中的有机碳并非完全与矿物络合。BC占土壤有机碳（SOC）的比例约为25.4%，其中，颗粒有机质（POM）中BC所占比例约为26.3%，说明颗粒有机碳（POC）并非绝对属于活性组分。表层土壤碳饱和水平达到了97.8%，而深层仅有21.2%，表明深层土壤的固碳潜力巨大，为当前深层SOC储量的1.86倍。目前的碳饱和理论均以SSOC为基础，然而，BC于POM中的存在说明了POC在土壤固碳潜力中的重要性。
2018, 55(1):247-257.
DOI: 10.11766/trxb201707090275
摘要:
中国南方双季稻区秸秆资源丰富，但秸秆还田与耕作制度的最佳组合方式目前尚不明确。通过连续3年的田间定位试验（2013—2015年），研究秸秆还田条件下不同耕作方式对双季稻产量及土壤肥力质量的影响。试验处理包括翻耕与秸秆不还田（CT）、翻耕与秸秆还田（CTS）、旋耕与秸秆还田（RTS）和免耕与秸秆还田（NTS）。结果表明：与CTS处理相比，CT和NTS处理早稻平均产量分别降低3.5%和5.2%，晚稻平均产量分别降低3.6%和6.4%，其中，NTS处理晚稻产量显著低于CTS处理（p<0.05）；与CTS处理相比，RTS处理早稻和晚稻平均产量分别增加6.1%和3.1%。秸秆还田条件下土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、有效磷（AP）和速效钾（AK）均呈增加的趋势，其中，2015年CTS、RTS和NTS处理SOC 、TN 、AP和AK显著高于CT处理。与CT处理相比，NTS处理土壤容重（BD）增加4.9%（p<0.05），CTS和RTS处理BD分别降低4.1%和5.2%，其中RTS处理显著低于CT处理。与CT处理相比，秸秆还田下CTS、RTS和NTS处理土壤pH分别降低1.9%、1.5%和2.5%，其中，CTS和NTS处理显著降低。CT处理土壤肥力质量呈下降的趋势，秸秆还田条件下各处理土壤肥力质量均呈提高的趋势，其中，2015年RTS处理分别高于CTS、NTS处理16.4%和80.4%。由此可见，在南方双季稻区，与常规翻耕和免耕相比，秸秆还田条件下，采用长期旋耕的方式能够进一步提高土壤肥力质量和水稻产量。
中国南方双季稻区秸秆资源丰富，但秸秆还田与耕作制度的最佳组合方式目前尚不明确。通过连续3年的田间定位试验（2013—2015年），研究秸秆还田条件下不同耕作方式对双季稻产量及土壤肥力质量的影响。试验处理包括翻耕与秸秆不还田（CT）、翻耕与秸秆还田（CTS）、旋耕与秸秆还田（RTS）和免耕与秸秆还田（NTS）。结果表明：与CTS处理相比，CT和NTS处理早稻平均产量分别降低3.5%和5.2%，晚稻平均产量分别降低3.6%和6.4%，其中，NTS处理晚稻产量显著低于CTS处理（p<0.05）；与CTS处理相比，RTS处理早稻和晚稻平均产量分别增加6.1%和3.1%。秸秆还田条件下土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、有效磷（AP）和速效钾（AK）均呈增加的趋势，其中，2015年CTS、RTS和NTS处理SOC 、TN 、AP和AK显著高于CT处理。与CT处理相比，NTS处理土壤容重（BD）增加4.9%（p<0.05），CTS和RTS处理BD分别降低4.1%和5.2%，其中RTS处理显著低于CT处理。与CT处理相比，秸秆还田下CTS、RTS和NTS处理土壤pH分别降低1.9%、1.5%和2.5%，其中，CTS和NTS处理显著降低。CT处理土壤肥力质量呈下降的趋势，秸秆还田条件下各处理土壤肥力质量均呈提高的趋势，其中，2015年RTS处理分别高于CTS、NTS处理16.4%和80.4%。由此可见，在南方双季稻区，与常规翻耕和免耕相比，秸秆还田条件下，采用长期旋耕的方式能够进一步提高土壤肥力质量和水稻产量。
> 书评
2018, 55(1):258-260.
DOI: 10.11766/trxb201710260489
摘要:
无
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