• 2018年第55卷第3期文章目次
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    • >综述与评论
    • 欧美发达国家场地土壤污染防治技术体系概述

      2018, 55(3):527-542. DOI: 10.11766/trxb201712130487

      摘要 (2565) HTML (770) PDF 1.69 M (5298) 评论 (0) 收藏

      摘要:国际经验表明,科学完整的土壤污染防治技术体系是全面推进土壤质量保护和土壤污染防治工作的基础保障,尤其对处于起步阶段且面临诸多挑战的中国土壤污染防治工作,虽然任重而道远,却是土壤污染管理能力建设的必然。为有效预防和治理修复工业遗留场地的土壤污染问题,加快推动城市土地的安全与可持续利用,本文全面系统地阐述了美国、英国和其他欧洲发达国家场地土壤污染防治技术体系的要素构成及演变特点:各国土壤污染防治制度及管理方法异同并存,构建一套完整有效的土壤污染防治体系必须以基于风险的全过程可持续管理为原则,涵盖法律保障、技术体系和管理手段等三个相互关联、相互影响的要素方面。其中,法律法规是标准制定和措施执行的核心原则和关键导向;标准导则是加强法律法规可行性的细化、具象;管理手段是法律法规和标准导则实践层面的配套保障。欧美等发达国家完善的场地土壤污染防治体系对中国防治体系的构建具有非常重要的指导意义,借鉴发达国家成功经验,从中国土壤污染防治的现实需要和具体国情出发,提出了三元一体的“法律—技术—管理”土壤污染防治技术体系的发展方向和重要内容,该体系涵盖法律法规体系、技术标准体系和可持续管理体系三个方面。

    • 土壤微生物研究在农田质量评价中的应用

      2018, 55(3):543-556. DOI: 10.11766/trxb201710310320

      摘要 (2334) HTML (470) PDF 1.39 M (4974) 评论 (0) 收藏

      摘要:农田生产能力的可持续发展,是当前农田质量评价的主要目标之一。随着土壤微生物学研究的逐渐成熟,可考虑通过微生物角度对农田质量进行分析,以期从土壤微观机理解释农田发展的可持续性。基于文献汇总、统计学分析及对土壤微生物研究的认知,阐述了微生物群落如何反馈农田土壤质量,如对农田管理、作物产量以及土壤污染的反馈功能,并提出了可纳入农田质量评价系统的微生物学指标及相应的测定方法。根据统计学显著性检验方法,综合最小数据集法、土壤质量指数、内梅罗指数等农田土壤质量评价方法,提出农田质量评价的路径流程,以及土样采集与数据分析的具体方案。综上可知,利用土壤微生物指标构建的评价体系,能够更直观反映出农田整治改良项目对耕地造成的影响及收益状况。

    • >新视角与前沿
    • 中国土壤污染防治技术体系建设思考

      2018, 55(3):557-568. DOI: 10.11766/trxb201711300488

      摘要 (2843) HTML (1277) PDF 1.76 M (4460) 评论 (0) 收藏

      摘要:长期以来,中国土壤资源面临着过度开发、严峻的环境问题和巨大的发展压力,土壤污染的负面影响日益凸显,已经严重影响到土壤的生态功能、人体健康和土地可持续利用。2016年出台的《土壤污染防治行动计划》(简称“土十条”)体现了党中央国务院对土壤保护的高度重视,从顶层设计的战略角度对更好地推进中国土壤污染防治工作作了系统部署。为探索能快速、有效改善土壤环境质量、保障农用地生产安全和人居环境安全的土壤污染防治新模式,本文紧密围绕“土十条”的总体思路和核心理念,立足中国基本国情,通过纲领性文件的深入解读,剖析中国土壤污染防治体系的五大指导思想和五大基本原则,系统构建不同土地用途的土壤污染防治体系。通过对中国土壤污染防治建设主题、建设目标和支撑体系的深入解读,指出农用地土壤污染防治技术体系应涵盖预防技术、监管技术、修复与安全利用技术等四个方面,建设用地土壤污染防治技术体系应涵盖污染预防、环境调查、风险评估、治理修复、全过程监管和可持续再利用等六个方面。中国土壤污染防治体系以法律体系研究为主,忽视了技术体系和管理体系的系统研究。以“土十条”为思想指导,一套系统有效的土壤污染防治体系应:(1)从“治”的角度对污染土壤开展治理修复和风险管控;(2)从“防”的角度预防新增污染和现存污染的迁移扩散,重视对污染源头的严格监管;(3)形成以融资机制、公众参与等保障机制配套支撑的土壤污染全过程防治体系;(4)在摸清土壤污染状况的基础上,突出土地功能的个性差异,建设用地以人居环境安全和土地可持续利用为目的,农用地以保障农产品质量安全和人体健康为目的。

    • >研究论文
    • 重庆市紫色土系统分类高级单元划分研究

      2018, 55(3):569-584. DOI: 10.11766/trxb201708170333

      摘要 (2059) HTML (883) PDF 2.00 M (2733) 评论 (0) 收藏

      摘要:依据中国土壤系统分类的原则和方法,对重庆市境内的41个紫色土典型剖面进行鉴别、检索和分类定名,并与其发生分类进行参比。结果表明,41个紫色土典型剖面分别被划归为4个土纲(人为土、淋溶土、雏形土和新成土)、6个亚纲、12个土类和19个亚类等系统分类高级单元,被划归为雏形土土纲的剖面最多,其次为新成土土纲,仅有9个剖面被划归为紫色湿润雏形土或紫色正常新成土;雏形土土纲和新成土土纲均分别对应紫色土发生分类的3个亚类(酸性紫色土、中性紫色土和石灰性紫色土),而淋溶土土纲则仅与酸性紫色土1个亚类相对应;地形、海拔、母岩和人为活动与紫色土的土壤水分状况、剖面发育、颜色以及其他理化性质等关系密切,是影响重庆市紫色土系统分类高级单元划分的重要因素;针对多数紫色土个体达不到紫色砂、页岩岩性特征的色调标准以及铁质湿润雏形土的下设亚类不能充分反映紫色土属性(如石灰性、酸性等)差异等问题,建议适当放宽紫色砂、页岩岩性特征的颜色要求或增设石灰铁质湿润雏形土和酸性铁质湿润雏形土2个亚类。

    • 基于成土环境地理邻域分析的历史土壤图训练样本筛选

      2018, 55(3):585-594. DOI: 10.11766/trxb201708160188

      摘要 (1952) HTML (223) PDF 2.57 M (1561) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于历史土壤图的知识挖掘和历史图更新对土壤资源调查、管理和利用有着重要的现实意义,而从历史土壤图中筛选代表性训练样本是进行知识挖掘和历史土壤图更新的关键步骤。以安徽省旌德县为研究区,提出一种新的土壤图训练样本筛选方法,包括样本数量确定和样本位置筛选。研究结果表明,面积分段线性缩放法确定的样本数量解决了已有研究未考虑同一类型多个图斑单元间样本数量分配的问题;采用邻域分析方法确定样本位置,当图斑位于地势平缓的区域时,基于高程因子和坡度因子确定的样本空间分布差异较小,而当图斑位于山区时,基于坡度因子确定的样本处于地形变化稳定的位置,全局代表性更高。通过与已有研究中环境因子直方图方法筛选样本进行对比,邻域分析方法确定的样本具有更高的差异比例和标准差,样本信息量更大。基于坡度因子采用邻域分析方法筛选出的图斑样本较高程因子样本拥有更高的全局空间代表性,邻域分析方法筛选的样本较相关研究中环境因子直方图方法筛选的样本拥有更高的信息量。

    • 近30年安徽省耕地土壤有机碳变化及影响因素

      2018, 55(3):595-605. DOI: 10.11766/trxb201708240323

      摘要 (1859) HTML (333) PDF 2.76 M (1792) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用安徽省第二次土壤普查和2010—2011年土壤数据,运用GIS空间分析方法,分析安徽省1980—2010年耕地土壤表层(0 ~ 20 cm)和1 m土体中有机碳密度(Soil Organic Carbon Density, SOCD)和储量时空变化特征,并探讨了农业管理措施与SOC变化的关系。结果表明:1980—2010年全省耕地剖面的表层SOCD平均值增加了0.28 kg m-2,1 m土体中SOCD平均值减少了0.42 kg m-2。空间分布上,近30年间耕地表层SOCD在空间上呈现北增南减的趋势,增幅总体上由北向南依次减小;1 m土体中SOCD总体上中部增南部减;全省68%的耕地SOCD增加。1980—2010年全省耕地表层SOC储量增加35.30 × 109 kg,1 m土体中SOC储量增加18.12 × 109 kg;淮北平原和江淮丘陵岗地的耕地SOC储量增加,其余区域SOC储量减少。各县市SOC变化与作物根系中的有机物质含量显著正相关,表明肥料的大量使用增加了作物的秸秆和根系中的有机物质含量,增加了土壤中的有机物质的输入,促进了耕地SOC的累积。

    • 福建省土壤有机碳储量估算的尺度效应研究

      2018, 55(3):606-619. DOI: 10.11766/trxb201708150359

      摘要 (1844) HTML (195) PDF 2.92 M (1743) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤有机碳储量的准确估算对于研究全球碳“源/汇”动态变化至关重要,但目前使用大、中、小系列比例尺土壤数据库对我国亚热带土壤有机碳储量估算的影响并不清楚。基于此,选择位于亚热带地区的福建省作为研究区,系统分析1:5万、1:20万、1:50万、1:100万、1:400万、1:1 000万6种目前我国常用制图尺度土壤数据库对有机碳储量估算的影响。结果表明:6个制图尺度下表层土壤(0~20 cm)的有机碳储量为:552、637、573、573、614和549 Tg C;剖面土壤(0~100 cm)的有机碳储量为1 396、1 502、1 321、1 395、1 508和1 532 Tg C。不同土壤类型下受制图尺度影响最大的是粗骨土,表层和剖面的有机碳储量相对偏差分别达到88.75×104%和81.96×104%。不同行政区下表层和剖面受制图尺度影响最大的分别是厦门市和福州市,表层和剖面的有机碳储量相对偏差分别为26.44%和27.97%。 总体而言,制图尺度的不同将会对福建省土壤有机碳储量估算造成很大影响,这也进一步说明了亚热带地区选择适宜的制图尺度是十分必要的。

    • 风化花岗岩坡地土壤剖面大孔隙特性的空间分布

      2018, 55(3):620-632. DOI: 10.11766/trxb201709070266

      摘要 (1593) HTML (421) PDF 1.99 M (2275) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示侵蚀性风化花岗岩坡地不同部位土壤剖面大孔隙特性的空间分布,在浙江嵊州市水土保持监测站,同一坡面不同侵蚀强度的坡顶、坡中、坡底选取3个土壤剖面,进行了原状土柱(70cm)样品采集,用CT分层扫描与ArcGIS10.1图像解译技术,获得了系列数据,并计算了分析指标,研究了3个剖面大孔隙的分布规律和影响因素。结果表明:(1)3个土壤剖面均以大孔隙为主,1~3 mm孔径占比最大,5~7 mm占比最小。大孔隙个数的排序:坡中>坡底>坡顶。(2)大孔隙度与总孔隙度的差值随深度递减。大孔隙度大于均值的层位分布在0~30cm之间。(3)成圆率影响大孔隙度与总孔隙度的关系。土壤黏粒和粉粒含量越多,成圆率越大。大孔隙度与土壤粗砂粒呈显著正相关,与黏粒和粉粒为显著负相关。(4)土壤侵蚀强度越大,大孔隙占比越大,孔隙结构性越差,漏水漏肥越严重。

    • 蚯蚓粪覆盖对土壤水分蒸发过程的影响

      2018, 55(3):633-640. DOI: 10.11766/trxb201711030431

      摘要 (2151) HTML (308) PDF 1.65 M (2028) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过模拟试验研究蚯蚓粪覆盖对土壤水分蒸发过程的影响,以蚯蚓粪覆盖厚度和覆盖度为试验变量,试验处理设置如下:覆盖度90%时,4个处理分别为覆盖1 cm、2.5 cm、4 cm和裸土;覆盖厚度2 cm时,4个处理分别为覆盖度30%、60%、90%及裸土,均连续测定15 d的土壤日蒸发量和12 h的日变化量,以及蒸发前后蚯蚓粪和土壤的有机质含量。结果表明:在覆盖度一定的条件下,土壤蒸发量随蚯蚓粪覆盖厚度的增大而减少;当覆盖厚度一定时,覆盖度越大,对土壤蒸发的抑制作用越强,但覆盖度对土壤蒸发过程的影响小于覆盖厚度。因此,蚯蚓粪覆盖对土壤蒸发有一定的抑制作用,土壤蒸发量随着蚯蚓粪覆盖度和厚度的增加而减小。由于蚯蚓粪具有良好的保水性能,且能够有效增加土壤有机质含量,因而对提高土壤持水能力有促进作用。

    • 急陡黄土坡面薄层水流水力学参数变化特征

      2018, 55(3):641-649. DOI: 10.11766/trxb201710310307

      摘要 (1950) HTML (344) PDF 1.80 M (2405) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明降雨条件下黄土急陡坡坡面薄层水流水力学特性,采用室内模拟降雨的方法,研究了6个坡度(25°、30°、35°、40°、45°和50°)和3个雨强(1.0 mm min-1、1.5 mm min-1和2.0 mm min-1)组合条件下坡面薄层水流水力学参数的变化规律。结果表明:(1)坡度相同时,流速随雨强的增加而增大;雨强相同时,坡度对薄层水流流速的影响存在临界效应(40°~45°),小于临界坡度,流速随坡度的增加而增大,大于临界坡度,流速随坡度增加而减小。(2)各坡度条件下,坡面薄层水流的平均径流水深随降雨强度增加呈平稳增长趋势;相同雨强时,径流深随坡度的增大有减小趋势。(3)黄土急陡坡坡面雷诺数(Re)整体较小(远小于580),试验条件下坡面薄层径流属于层流且水流处于层流中的失稳区;弗劳德数(Fr)大于0.8,薄层水流属于急流。(4)阻力系数(f)随着降雨强度增加而增大,随着坡度的增加而减小。(5)方差分析结果显示,雨强、坡度及二者交互作用对急陡坡坡面薄层水流水力学参数均有显著影响(p<0.01),但流速、弗劳德数和阻力系数的变化主要受坡度控制,而径流深和雷诺数的变化主要受雨强控制。

    • 紫色丘陵区城镇化不同地貌单元的水文特征及土壤重构

      2018, 55(3):650-663. DOI: 10.11766/trxb201712060504

      摘要 (1597) HTML (232) PDF 2.59 M (2046) 评论 (0) 收藏

      摘要:城镇化过程中由于开挖、堆垫以及路面硬化等建设活动,造成各种扰动地貌单元,其中,弃土弃渣堆积体是城镇主要的绿化用地及城市绿地建设客土来源;扰动地貌与原地貌单元共同组成城镇建设项目区的复杂下垫面。采用野外和室内试验方法,系统地比较了城镇建设中不同地貌单元的物质组成、入渗和持水性能的差异性,并探讨了三种城市土壤重构类型及其减缓城市内涝的潜在作用。结果表明:(1)不同地貌单元土壤容重差异显著(p<0.05),施工便道(1.74 g cm-3)>2年弃渣堆积体(1.58 g cm-3)>2月弃渣堆积体(1.52 g cm-3)>荒草地(1.47 g cm-3)>坡耕地(1.34 g cm-3)>人工林地(1.32 g cm-3),弃渣堆积体平台处土壤容重均大于边坡处。(2)不同地貌单元土壤稳定入渗率均表现为弃渣堆积体边坡>原地貌>弃渣堆积体平台;弃渣堆积体平台处稳定入渗率大小主要受平台压实过程中可能存在的滞水层影响。(3)不同地貌单元的各种土壤水库特征中库容差异显著(p<0.05),扰动地貌单元的总库容(378.7 t hm-2)小于原地貌单元(472.6 t hm-2);扰动地貌单元总库容表现为2年弃渣堆积体>2月弃渣堆积体>施工便道,原地貌单元则表现为人工林地>坡耕地>荒草地。(4)城市绿地土壤重构类型主要有乔木适生型土壤构型、灌木适生型土壤构型和草本适生型土壤构型,土层厚度、容重、<2 cm砾石含量和有机质是影响重构土壤质量的关键因素;重构土壤类型(草本适生型、乔木适生型、灌木适生型)可保证草本植物在定植后2个月、乔灌木在定植后4~5个月左右充分发挥其调控地表径流、缓解城市内涝的潜在作用。研究结果可为三峡库区城镇化建设中绿地建设和城市洪水调控提供科学依据。

    • 连续解吸中离子强度对可变电荷表面吸附性铜离子解吸的影响 :高岭石

      2018, 55(3):664-672. DOI: 10.11766/trxb201711050260

      摘要 (1866) HTML (1237) PDF 1.92 M (1957) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解连续性解吸对可变电荷表面吸附性铜离子解吸的影响,研究了高岭石在去离子水和0.1 mol L-1 NaNO3溶液中吸附铜离子后,依次在去离子水以及浓度由低到高的NaNO3溶液中连续解吸时,离子强度变化对不同pH段铜离子解吸的影响。结果表明:在去离子水中和不同浓度NaNO3中解吸吸附性铜离子时,pH-解吸分值曲线的变化趋势完全不同。在去离子水中解吸时可出现重吸附现象,而在NaNO3中解吸时出现解吸峰现象。高岭石pH-铜离子解吸分值曲线的拐点pH与pH吸附有着对应关系,且pH特征与高岭石pH0关系密切。离子强度变化导致的吸附表面电位变化、高岭石边面的诱导水解作用和土壤表面电荷性质随pH升高的变化被认为是导致这些现象的原因。

    • 蒙脱石纳米颗粒聚集中的离子特异性效应

      2018, 55(3):673-682. DOI: 10.11766/trxb201709150066

      摘要 (1600) HTML (412) PDF 5.11 M (1770) 评论 (0) 收藏

      摘要:原子力显微镜(AFM)是一种研究颗粒聚集与黏附力比较直观的显微工具。运用原子力显微镜观察测定了几种碱金属氯化盐溶液处理的蒙脱石颗粒在风干条件下的形貌图和黏附力。结果发现,蒙脱石颗粒聚集存在明显的离子特异性效应。在50 mmol L-1的高浓度条件下,CsCl体系中蒙脱石颗粒聚集的高度、直径以及针尖与颗粒的黏附力均存在离子特异性效应,其序列满足LiCl-1的低浓度条件下,除Cs+处理蒙脱石高度为2~10 nm,其余高度均为1~2 nm的单粒,离子特异性效应不明显。影响颗粒聚集中的离子特异性效应的主要因素为离子体积和量子涨落效应,在低浓度下量子涨落和体积效应作用弱,因此聚集行为差异不明显;在高浓度下离子体积和量子涨落贡献大,导致了不同离子体系下颗粒聚集体以及与针尖的黏附力差异增大。

    • BS-12+DAS复配修饰膨润土对苯酚、菲的不同 吸附模式和机理

      2018, 55(3):683-694. DOI: 10.11766/trxb201711270313

      摘要 (1677) HTML (266) PDF 2.63 M (1472) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究阴离子型表面修饰剂对两性修饰膨润土吸附不同类型有机污染物的影响,采用阴离子型表面修饰剂正十烷基磺酸钠(DAS)对两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)修饰膨润土进行复配修饰,恒温浸泡处理法研究复配修饰膨润土对疏水性不同的有机污染物苯酚和菲的吸附模式差异及原因,并对比了不同温度、pH和离子强度条件下供试土样吸附苯酚及菲的吸附量及表观热力学参数。结果表明:BS+DAS复配修饰土样对苯酚及菲的吸附量随DAS修饰比例的增大而减小,且苯酚吸附量变化更为显著,复配修饰土样对苯酚的吸附模式为“无限”型分配吸附,对菲为“有限”型分配吸附;供试土样对苯酚及菲的吸附均为物理吸附,呈现增温负效应;pH升高促进了供试土样对苯酚的吸附,抑制了菲的吸附;离子强度在0.001~0.1 molL-1范围内,可促进供试土样对苯酚及菲的吸附;热力学参数结果表明,BS+DAS两性复配修饰膨润土对苯酚及菲的吸附是自发的物理吸附过程,DAS增大了土样表面正辛醇/水分配系数的对数(logP),造成了苯酚及菲吸附模式的不同,结果证实,以化学修饰方式增强土样有机碳含量以增加对不同疏水性有机污染物的吸附,不但要考虑有机碳含量的影响,同时也要考虑土样表面有机相和污染物之间“相溶性”的差异。

    • 锯木灰渣改良退化菜园紫色土壤的效果研究

      2018, 55(3):695-706. DOI: 10.11766/trxb201710210350

      摘要 (1796) HTML (546) PDF 2.50 M (2414) 评论 (0) 收藏

      摘要:以重庆市九龙坡区白市驿镇蔬菜基地为试验平台,通过大田试验,研究了锯木灰渣不同施用量还田1年后对酸性紫色土改良效果,并进一步分析了锯木灰渣对土壤微生物群落及微生物碳、氮的影响,以期为紫色菜园退化土壤养分和酸化的修复提供合理措施,同时实现循环农业的可持续发展。结果表明:(1)锯木灰渣施用能显著提高蔬菜产量,且随着施用量的增加呈增加趋势,其中锯木灰渣施用量为18 000 kg hm-2时,产量较未施用锯木灰渣(A0)处理显著提高了76.1%~121.9%;(2)经锯木灰渣处理的退化紫色土表层和亚表层的有机质含量和pH提高,尤其是锯木灰渣施用量为18 000 kg hm-2的改良效果较佳,但是过高的锯木灰渣施用量处理对土壤交换性H+、Al3+效果反而下降,而施用量为12 000~15 000 kg hm-2处理的效果较佳,其中表层土壤交换性H+、Al3+分别为0.19~0.20,0.63~0.67 cmol kg-1;(3)12 000~15 000 kg hm-2的锯木灰渣施用量对土壤碱解氮和速效钾的提升效果较佳,18 000 kg hm-2处理的有效磷含量最大,较A0处理增加了55.3 mg kg-1;(4)无论在表层土壤还是亚表层土壤中,细菌的种群数量分布最多,其次为真菌和放线菌,分别在12 000,9 000,6 000 kg hm-2锯木灰渣施用量下的种群数量达到最大值;9 000~12 000 kg hm-2处理对提高表层土壤微生物量碳含量较为明显,较A0显著提高了70.4%~78.7%,18 000 kg hm-2处理的土壤微生物生物量氮(SMBN)含量最大(40.54 mg kg-1),其次为9 000 kg hm-2处理(34.32 mg kg-1)。综上,锯木灰渣施用量为12 000~15 000 kg hm-2时对退化紫色土的改良效果较好。

    • 基于Web of Science对土壤重金属污染修复研究的计量分析

      2018, 55(3):707-720. DOI: 10.11766/trxb201708130263

      摘要 (2286) HTML (466) PDF 5.24 M (2061) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解国内外土壤重金属污染修复技术的最新研究进展、研究热点及发展趋势,通过Web of ScienceTM核心合集数据库,利用Web of Science(简称WOS)数据库自带的分析工具、HistCite引文图谱分析软件、VOSviewer可视化分析软件和Origin 9.1 作图软件,从发文量TOP10的国家(地区)、高产作者、来源期刊、重要研究机构、研究方向热点等方面对21世纪以来(2000—2016年间)发表的有关土壤重金属污染修复研究文献进行计量分析。结果表明:该领域研究中国发文量第一,但均篇被引次数较低;高产作者主要来自美国和中国,前三名分别为美国作者Ma L Q、比利时作者Vangronsveld J和中国作者Zhou Q X(周启星);重要研究机构前三名为中国科学院、浙江大学和美国佛罗里达大学;主要期刊有Environmental Science & TechnologyJournal of Hazardous MaterialsChemosphereEnvironmental Pollution等;主要研究热点是植物修复技术以及生物修复、固化/稳定化修复技术;主要研究的土壤重金属对象是镉(Cd)、铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn)、类重金属砷(As)等;研究主要涉及的学科是环境科学、生态学、工程学、农学和水资源学等。本文对该领域初学者了解该领域研究方向、发展趋势和研究热点具有指导意义。

    • 秸秆还田对石灰性土壤Zn扩散迁移及形态转化的影响

      2018, 55(3):721-733. DOI: 10.11766/trxb201710090326

      摘要 (1616) HTML (145) PDF 3.07 M (1816) 评论 (0) 收藏

      摘要:有机碳(特别是活性组分)通过络合、螯合等作用对土壤锌(Zn)的迁移转化起重要作用。目前,作物秸秆还田已经代替传统有机肥,成为中国提高粮田土壤有机碳含量及质量的最主要措施。基于此,采用半扩散池装置通过室内模拟试验探究了秸秆还田对石灰性土壤有效Zn(二乙三胺五乙酸浸提态Zn,即DTPA-Zn)扩散迁移及Zn形态转化的影响,以期为提高石灰性土壤Zn有效性及移动性,进而改善作物对Zn的吸收利用提供科学依据。结果表明,单独秸秆还田显著提高了土壤有机碳及活性碳组分(如溶解性有机碳(DOC)和富里酸(FA))含量,但对土壤DTPA-Zn的扩散迁移及Zn形态转化影响甚微。单施Zn肥通过提高松结有机态Zn(Lom-Zn)含量及其在全Zn中的分布,显著改善了土壤DTPA-Zn含量及扩散迁移能力;但是,其扩散的DTPA-Zn却主要被限制在非施肥区15 mm以内(45 d),这可能与外源Zn在石灰性土壤上的无效化有关。当秸秆还田与Zn配施时,土壤DTPA-Zn和各形态Zn含量与单施Zn肥相似,但DTPA-Zn的最远扩散距离可达非施肥区20 mm(45 d)处,且累积扩散量和扩散比率均高于单独施Zn。秸秆还田配施Zn肥施肥区土壤活性碳组分(DOC和FA)含量的提升,有效地抑制了外源Zn向无效态组分(残渣态)转化,进而提高了土壤DTPA-Zn的含量及扩散迁移能力。可见,在秸秆还田条件下,土壤施Zn是一种有效提升石灰性土壤有效Zn含量同时兼顾Zn扩散迁移能力的重要措施。

    • 化学氮肥与绿肥对麦田土壤细菌多样性和功能的影响

      2018, 55(3):734-743. DOI: 10.11766/trxb201710270425

      摘要 (2480) HTML (1036) PDF 2.75 M (3143) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于渭北旱塬8年田间定位试验,利用高通量测序技术研究了化学氮肥和绿肥施用对麦田土壤细菌丰度、多样性及其功能的影响。结果表明:与对照(CK)相比,化学氮肥施用处理(FP)显著增加了土壤有机碳含量(8.0%),氮肥+绿肥施用处理(FGM)显著增加了土壤有机碳(20.0%)、微生物生物量碳(62.0%)、微生物生物量氮(35.9%)、可溶性有机碳(7.27%)和有机氮(56.3%)含量。不同处理麦田土壤细菌OTU(基本分类单元)数平均为3792,丰度和多样性指数在各处理间均无显著性差异。优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等,各处理之间无显著性差异。但在属水平上,与CK相比,FP处理显著降低了PseudoduganellaSteroidobacterAdhaeribacterNordellaRalstonia等细菌属的相对丰度,FGM处理则显著提高了SteroidobacterChryseolineaLentzeaChitinophaga和降低了Lactobacillus细菌属的丰度。FAPROTAX细菌功能分组主要以化能异养、硝化作用、氨氧化、亚硝酸盐氧化作用、硝酸盐还原作用等为主,Tax4Fun功能分组主要以碳水化合物代谢、氨基酸代谢、膜转运、信号传导和能量代谢等为主,各处理之间无显著性差异。因此,化学氮肥和绿肥施用对该区域旱地麦田土壤的细菌多样性、群落组成和功能影响相对较小,但可在一定程度上提高土壤肥力。

    • 稻田土壤厌氧氨氧化菌群落结构对长期不同施肥的响应

      2018, 55(3):744-753. DOI: 10.11766/trxb201711060470

      摘要 (1898) HTML (341) PDF 2.37 M (2240) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究长期不同施肥稻田土壤厌氧氨氧化微生物丰度和群落结构组成,深入认识稻田厌氧氨氧化菌对不同施肥的响应机理,可为合理施肥和理解湿地生态系统厌氧氨氧化过程提供科学依据。设置不施肥(CK)、单施无机肥(NPK)、无机肥配施牛粪(NPKM)、无机肥加秸秆还田(NPKS)四个处理,采用荧光定量PCR和高通量测序对不同施肥模式下水稻土厌氧氨氧化细菌丰度和群落结构进行分析。结果发现,不同处理之间厌氧氨氧化细菌丰度具有显著差异(p <0.05),表现为NPKM>NPKS>NPK>CK,且与有机质、全氮和铵态氮含量具有显著相关性(p<0.05)。高通量测序结果表明,不同施肥处理主要的厌氧氨氧化菌为Candidatus Brocadia、Candidatus Anammoxoglobus和Candidatus Scalindua,其中优势种群为Candidatus Brocadia。菌群的多样性分析表明,CK和NPKS处理的厌氧氨氧化菌群落结构多样性香农指数(Shannon index)、辛普森指数(Simpson index)和丰富度指数(Chao 1 index)显著高于NPKM和NPK处理(p<0.05)。上述结果表明,长期施肥改变了厌氧氨氧化菌的数量和群落结构。有机无机肥配施更有利于提高厌氧氨氧化菌丰度。然而,不同施肥措施对厌氧氨氧化菌的多样性影响不同,无机肥加秸秆还田提高了厌氧氨氧化菌多样性,但单施无机肥和无机肥配牛粪降低了厌氧氨氧化菌多样性。厌氧氨氧化菌的数量和群落结构对不同施肥的响应不同。

    • 不同生育期增温对水稻产量及氮、磷含量的影响

      2018, 55(3):754-763. DOI: 10.11766/trxb201711240476

      摘要 (2337) HTML (316) PDF 2.90 M (1770) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类活动导致全球温度上升,明确增温对水稻产量和氮、磷含量的影响,可为预测和评估未来气候条件下水稻产量及品质提供依据。选用泰瑞丰5号、镇稻16号两个品种水稻进行盆栽试验,分别在分蘖期、孕穗期、抽穗期、开花期和灌浆期将水稻置于较对照高5℃的生长箱中处理7 d,分析不同生育期增温对水稻产量及氮磷含量、氮磷收获指数的影响。结果表明,不同生育期增温显著影响水稻的产量构成因素,其中,孕穗期和抽穗期增温对水稻产量影响最大;孕穗期增温下泰瑞丰5号和镇稻16号的穗粒数、结实率和籽粒重最低。总体而言,与对照相比,不同生育期增温显著增加了泰瑞丰5号和镇稻16号茎、叶、壳、籽粒的氮含量(p<0.05)。而不同生育期增温对水稻磷含量的影响取决于增温时期及水稻品种。与对照相比,分蘖期、抽穗期、开花期和灌浆期增温使泰瑞丰5号的氮收获指数显著降低,而抽穗期增温使镇稻16号的氮收获指数显著降低。与对照相比,抽穗期和灌浆期增温显著降低了泰瑞丰5号的磷收获指数,分蘖期和抽穗期增温显著降低了镇稻16号的磷收获指数。本研究结果表明,孕穗期和抽穗期是增温影响水稻产量和氮磷吸收的关键时期。

    • 酸枣根系导管结构的可塑性对自然梯度 干旱生境的适应机制

      2018, 55(3):764-773. DOI: 10.11766/trxb201710130457

      摘要 (1783) HTML (442) PDF 3.51 M (1491) 评论 (0) 收藏

      摘要:根系导管是植物吸收和输送水分的主要通道,导管的结构将最终决定其导水功能和效率,研究导管结构的可塑性是理解植物对干旱梯度适应机制的关键。以采自烟台-石家庄-银川-吐鲁番形成的自然梯度干旱生境中生长的酸枣植株为试验材料,采用离析法和植物显微技术,探究酸枣根次生木质部导管对梯度干旱生境适应的结构特征和机制。结果表明:酸枣根系次生木质部导管有6种类型,不同生境中同种导管的数量和形态差异较大。根据管尾情况可将导管分为三类:无尾型、一端有尾型和两端有尾型导管, 且在结构上表现出特定的适应特征及规律。从烟台至吐鲁番随干旱加剧,根系中网纹导管管壁加厚,管尾变短;孔纹导管长度、宽度、直径减小,壁厚增加,管尾变长;螺纹导管长度变小,管壁变薄,管尾变短;梯纹导管长度、宽度和直径均降低,从无尾型向有尾型转变;木纤维长度、宽度变小,管壁变薄,管尾加长。与烟台样地的导管相比,石家庄、银川和吐鲁番样地的孔纹导管长度分别减小了17.63%、11.23% 和7.67%;螺纹导管的管壁分别减小了20.2%、11.4%和14.6%;梯纹导管的长度和宽度分别减小了29.1%、37.6%、31.4%和20.7%、48.5%、28.6%;木纤维的长度分别减小了0.7%、1.5%和2.6%,宽度减小了2.2%、4.7%和5.4%,管壁厚度减小了33.2%、29.3%和22.1%。说明酸枣植株根系导管的可塑性较大,导管形态和结构的变化利于水分和养分的高效吸收和转运。导管长度、管壁和管尾的变化增强了根系的韧性和伸展能力,利于根系深扎、吸收深层土壤中的水分并快速补充植株在干旱环境中的蒸腾散失,从而适应干旱生境,保证植株的正常生长和代谢。

    • >研究简报
    • 有机物料对原生盐碱地土壤生物学性质的影响

      2018, 55(3):774-782. DOI: 10.11766/trxb201710220479

      摘要 (1984) HTML (274) PDF 2.45 M (2303) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用连续2年大田试验方法,研究了颗粒型秸秆(KL)、正常秸秆(JG)、牧草(MC)以及羊粪(YF)4种有机物料处理对试验地微生物数量、微生物生物量碳氮、土壤呼吸强度、三种土壤酶活性以及水稻产量的影响,并分析了生物学性质与测产指标的相关性。结果表明:与不施有机物料处理(CK)对比,施用有机物料的JG、MC、YF处理均不同程度提高了微生物数量、微生物生物量碳氮含量、土壤呼吸强度、土壤酶活性以及水稻产量,但差异不明显。同种有机物料不同形态之间差异显著,颗粒秸秆效果优于正常秸秆,颗粒秸秆与CK相比,提高了39.45%的土壤细菌、50.28%放线菌、89.91%真菌数量、63.21%和46.02%的土壤微生物生物量碳氮含量,土壤呼吸强度提高46.22%,过氧化氢酶活性提高18.03%,转化酶活性提高23.22%,纤维素酶活性提高79.32%,增产130.6%。土壤微生物数量(细菌、真菌和放线菌)与千粒重、结实率、每穗总粒数和产量具有相关性,土壤微生物活性(土壤呼吸强度和微生物生物量碳氮)与有效穗数、每穗总粒数、千粒重以及产量具有相关性,土壤酶活性(过氧化氢酶、转化酶和纤维素酶)与穗长和千粒重表现出相关性。结果表明相同条件下,原生盐碱地改良前期,不同种类有机物料对原生盐碱地作用效果相似,但同种有机物料不同形态其作用效果差异显著。

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年第卷第

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