• 2018年第55卷第4期文章目次
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    • >综述与评论
    • 保存过程对土壤生化指标的影响及保存土样的应用

      2018, 55(4):783-796. DOI: 10.11766/trxb201711270354

      摘要 (1961) HTML (1337) PDF 1.07 M (2951) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤样品的生化指标反映了样品采集时期的生态与环境信息,具有极为重要的科学研究价值。样品的生化指标在保存过程中是否发生变化,是保存样品应用中应关注的重点问题。本文总结了各类土壤生化指标在不同保存条件、保存时间下的变化,表明长期保存的土壤样品适用于全量元素含量测定、土壤微生物群落结构分析、DNA/RNA序列分析、土壤污染物分析和土壤酶活性的比较研究,而土壤速效成分以及呼吸、硝化等代谢过程相关指标则不宜采用保存土样。土样长期保存应采用风干、磨口玻璃瓶密封、常温保存的方式。保存土样应用过程中应注意避免取样、分析时的环境污染,采用合适的分析测试技术,并考虑不同类型土壤保存效应的差异。随着分析技术的发展,保存土样中更多的历史环境信息将得以发掘,发挥出更大的科研价值。

    • >健康土壤促进绿色发展
    • 增氧灌溉对棉花营养特征及土壤肥力的 影响

      2018, 55(4):797-803. DOI: 10.11766/trxb201712290372

      摘要 (1587) HTML (405) PDF 1.16 M (1691) 评论 (0) 收藏

      摘要:以新陆早41号为材料,通过模拟试验和田间小区试验,研究增氧对灌溉水溶解氧的影响,以及增氧灌溉对棉田土壤养分、土壤微生物数量、棉花养分吸收和产量的影响。增氧灌溉模拟试验设计4个充氧浓度(CK-0%、O2-21%、O2-30%、O2-50%),连续测定主管道和滴灌带不同监测点位灌溉水溶解氧浓度;田间试验设计3种增氧灌溉方式,物理增氧PO、化学增氧CO和常规滴灌CK。结果表明,增氧灌溉能够明显提高灌溉系统内灌溉水的溶解氧浓度,并且随着溶解氧浓度的增加衰变增加,灌溉水溶解氧浓度增加至 12~14 mg L-1 较为适宜;增氧灌溉显著促进棉花增产,PO、CO棉花产量分别较对照增加11.39%、11.42%;增氧灌溉能促进棉花对土壤养分的吸收,从而降低土壤中养分含量,棉田土壤速效氮、有效磷、速效钾、有机质含量均有所降低,CO处理土壤速效氮、有机质含量与对照之间的差异达到显著水平,分别降低27.23%、9.61%,PO处理速效钾含量与对照之间的差异达到显著水平,较对照降低5.78%;增氧灌溉对棉田土壤细菌、真菌、微生物数量有促进作用,PO、CO处理细菌数分别较对照提高28.38%、21.05%,微生物总量分别提高27.86%、20.63%,处理间差异均达到显著水平。说明棉花根系对氧敏感,增氧灌溉能够进一步挖掘棉花生产潜能,不同增氧措施均能在一定程度上促进棉花生长和促进棉花对土壤养分的吸收,能加速土壤有机质分解和养分释放。

    • 极端干旱区滴灌葡萄水肥耦合效应研究

      2018, 55(4):804-814. DOI: 10.11766/trxb201710090366

      摘要 (1561) HTML (263) PDF 1.42 M (2053) 评论 (0) 收藏

      摘要:葡萄作为新疆吐哈地区的特色支柱产业,受到干旱少雨、蒸散量大等特殊自然条件的限制,导致在水肥管理上存在着灌溉定额过大和高耗低效等问题。采用滴灌水肥技术,通过对不同水肥条件下葡萄园土壤耗水量和产量的监测,分析水肥耦合效应对葡萄产量的影响。结果表明:水肥耦合效应对葡萄的产量影响较大,在节水不超过56%、节肥25%左右时,滴灌葡萄适宜的灌溉定额在8 250 m3 hm-2~9 000 m3 hm-2,施肥水平在300 kg hm-2~450 kg hm-2,可以获得较高的葡萄产量。以二元二次多项式拟合葡萄产量(Y)与灌水量( W)、施氮量(F)的关系,得到数学模型为:Y=-9 197+10.04W-7.713F-0.000 6W2+0.010 4F2+0.000 9WF,对数学模型求极值可得到最佳灌水量和施氮量分别为8 736 m3 hm-2、390 kg hm-2,最高产量可达到34 393 kg hm-2

    • 玉米秸秆生物炭对滇池流域大棚土壤磷素利用和小白菜生长的影响

      2018, 55(4):815-824. DOI: 10.11766/trxb201709210394

      摘要 (1924) HTML (420) PDF 1.47 M (1707) 评论 (0) 收藏

      摘要:滇池是中国水体富营养化最严重的湖泊之一,滇池流域大棚种植中大部分磷素最终汇入滇池,是滇池富营养化的重要原因。生物炭作为一种土壤改良剂,可以改良土壤的理化及生物性状,吸附土壤中的磷肥,减少磷素迁移流失。通过室内模拟结合实际农业生产的方法,研究了生物炭对滇池流域大棚土壤中磷素利用和小白菜生长及产量的影响。结果表明:施用生物炭能提高大棚土壤中小白菜磷肥利用率,当生物炭添加量为8%(质量百分比)且减半施肥(33 kg hm-2,P2O5)时,小白菜磷肥利用率由14.77%提高至31.21%,提高了1.11倍,大棚土壤的磷流失量降低43.83%。生物炭可促进大棚小白菜的生长,小白菜出苗率提高7%~9%,子叶展平率提高10%~12%。株高提高69.51%,株重提高71.75%,产量提高31.87%。总之,施用比例8%的玉米秸秆生物炭可提高大棚土壤有效磷含量,减少磷素流失,改善小白菜生长状况,可作为大棚土壤的优良改良剂。

    • 不同有机物料对连作大豆土壤养分及团聚体组成的影响

      2018, 55(4):825-834. DOI: 10.11766/trxb201711100361

      摘要 (1635) HTML (153) PDF 1.79 M (1730) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同有机物料对连作大豆土壤养分和团聚体组成的影响,采用大田试验方法,研究了在连作7年条件下,腐熟鸡粪(JF)、玉米秸秆(JG)和木耳菌渣(JZ)三种不同类型有机物料对连作大豆土壤养分、产量、团聚体组成和稳定性的影响。结果表明:与CK相比有机物料能有效提高连作大豆土壤养分含量,显著影响土壤团聚体组成,0.25~2 mm粒级团聚体含量明显增加。畜禽粪便类的鸡粪(JF)对碱解氮的提高作用最明显,较CK提高13.85%;天然类的秸秆(JG)对速效磷含量提高作用显著,较CK提高4.13%;JF对提高速效钾含量效果最好,较CK提高8.97%;JG对提高有机质含量效果最好,较CK提高7.28%。半腐解类的菌渣(JZ)较CK相比土壤养分含量也有明显的提高,但不如JF和JG效果明显。有机物料能提高连作大豆产量,JF效果显著。所有有机物料对改善土壤团聚体组成,增加>0.25 mm 水稳性团聚体含量效果均比较显著,对土壤水稳性团聚体平均重量直径以及土壤团聚体的稳定性指数有显著提高作用。

    • 秸秆均匀还田对东北地区黑钙土土壤理化性质及玉米产量的影响

      2018, 55(4):835-846. DOI: 10.11766/trxb201709260363

      摘要 (1988) HTML (521) PDF 1.85 M (1878) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确秸秆均匀还田在农业生产中推广应用的可行性,以吉林省农安县正邦农场黑钙土为研究对象,设置CK(未施用秸秆)、EIS(秸秆均匀还田)、SM(秸秆覆盖还田)、SP(秸秆翻压还田)共四种处理,通过环刀法及土壤紧实度仪测量土壤容重及土壤紧实度,湿筛法及干筛法测定土壤团聚体组成,腐殖质组成修改法提取土壤胡敏酸及富里酸,红外光谱法测定土壤胡敏酸结构特征,并对玉米产量进行计算。结果表明:秸秆还田有效降低了土壤容重及土壤紧实度,增加了土壤有机碳含量,有效促进了土壤腐殖质积累,显著提高了玉米产量,其效果在秸秆均匀还田处理中最为明显。与CK相比,EIS处理显著降低了土壤容重及土壤紧实度,降低幅度分别为33.11%、24.3%;EIS处理增加了土壤平均当量直径(MWD)、水稳系数(K)及大于0.25 mm 团聚体组分含量,增加幅度分别为56.86%、33.69%及16.21%;EIS处理的土壤有机碳、腐殖质碳、胡敏酸碳和富里酸碳含量明显增加,增加幅度分别为27.8%、44.2%、63.3%及33.8%。EIS处理同时促进了秸秆的腐解与转化,促使土壤胡敏酸结构氧化度和缩合度呈下降趋势,脂族链烃和芳香碳含量增加,土壤胡敏酸结构简单化、年轻化。该结果对于指导东北地区秸秆还田实践具有重要意义。

    • SPORL法预处理对鸡粪有机质含量影响及最优条件筛选

      2018, 55(4):847-856. DOI: 10.11766/trxb201709250365

      摘要 (1461) HTML (292) PDF 1.90 M (1683) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于鸡粪的特殊形态,新鲜鸡粪经固液分离后,可以去除鸡粪中的砂粒等无机物,其固体部分富含木质纤维素,将其自然风干后,利用SPORL(Sulfite pretreatment to overcome recalcitrance of lignocelluloses,亚硫酸盐法)法对鸡粪固体部分进行处理,探寻其产物肥料化利用的可行性。催化剂选用亚硫酸铵,以亚硫酸铵用量(相对于原料干重,w/w)、反应温度、最高温度保温时间、液料比(v/w)作为主要影响因素,分别进行单因素试验。结果表明:亚硫酸铵用量在10%~20%、反应温度在120℃~140℃、最高温度保温时间在30~60 min以及液料比在5:1~15:1范围内,其产物有机质含量较高。基于单因素试验结果,运用响应面法,以鸡粪固体产物有机质含量为响应指标,对试验进行设计并优化反应条件。结果表明各因素对响应值影响显著,且回归模型达到显著水平,回归方程可较好地拟合反应曲面;并准确有效地预测鸡粪固体产物有机质含量,在各因素范围内找到最优条件。最后,确定最优处理条件为:亚硫酸铵用量为13.4%、反应温度为127℃、最高温度保温时间为30 min、液料比为5:1,鸡粪固体产物有机质含量预测值为359.1 g kg-1,验证试验结果为365.8 g kg-1,验证试验结果与预测值的偏差为6.7 g kg-1,说明该回归方程对鸡粪固体产物有机质含量的分析预测可靠准确。因此,SPORL法对鸡粪进行处理后可得到有机质含量较高的固体产物,该结果可在鸡粪肥料化生产应用中提供相关的理论指导和数据支持。

    • >研究论文
    • 滨海苹果园土壤碳氮空间分布及动态变化研究

      2018, 55(4):857-867. DOI: 10.11766/trxb201711190549

      摘要 (1783) HTML (365) PDF 2.08 M (1856) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(STN)是土壤肥力和土壤质量的重要组成部分,对维持农田和果园生产力至关重要。以我国典型温带滨海果园—胶东苹果园为对象,采集了不同种植年限果园的488件表层土壤样品,探讨滨海果园SOC、STN含量和密度(SOCD、STND)及碳氮比(C/N)的空间分布、动态变化及其影响因素,为滨海地区及我国苹果园的生产、管理提供基础数据和科学依据。结果表明:胶东苹果园SOC和STN平均含量为10.78 和1.42 g kg-1,平均密度为2.81和0.37 kg m-2,平均C/N为7.70;苹果园SOC、STN、 SOCD、STND和C/N块基比分别为0.432、0.340、0.420、0.387和0.391,均表现出中等强度的空间异质性。苹果园SOC、STN和C/N的时空分布受种植年限影响显著。随种植年限延长,SOC呈先增加、再下降的趋势,而STN持续增加,相应地C/N呈先降、后增加再降的趋势。土壤类型、地形条件和土壤酸化对胶东果园碳氮均有不同程度的影响。相对于内陆地区的辽宁西部、北京郊区、陕西渭北和新疆伊犁等地果园,山东胶东滨海苹果园SOC、STN含量和密度较高,C/N偏低,具有较快的周转速度和自身的时空变化特征。

    • 黄土高原北部日本弓背蚁巢穴结构特征及其影响因素

      2018, 55(4):868-878. DOI: 10.11766/trxb201711270565

      摘要 (2219) HTML (1888) PDF 2.02 M (2167) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土高原大量的植被恢复为地栖性土壤动物提供了合适的栖息地和充足的食物,土壤动物的筑巢活动可提高土壤大孔隙的数量。以黄土高原北部神木县六道沟小流域的日本弓背蚁为研究对象,通过石膏浇筑法研究了日本弓背蚁巢穴结构特征,对比了日本弓背蚁(Camponotus japonicus)和针毛收获蚁(Messor aciculatus)成熟巢穴结构的异同,分析了土壤质地、土壤含水量和土壤容重对日本弓背蚁巢穴结构的影响。结果表明:日本弓背蚁的巢穴结构由通道和巢室组合而成,通道为圆柱形,其直径大小为4.1~6.6 mm,巢室的形状为倒置漏斗形或立体椭圆形,巢室横截面面积为606~2 117 mm2;日本弓背蚁和针毛收获蚁巢穴在通道直径、巢室形状和横截面积、巢穴深度等方面有较大的差异;巢穴体积随着蚂蚁群落规模的增加而增加;日本弓背蚁群落在壤土和壤砂土中均有广泛分布,适宜其生存和繁殖的土壤含水量在60~200 g kg-1之间,在土壤颗粒较大的干燥砂土中并不常见;土壤容重越大,蚂蚁巢穴的结构越简单,其通道的长度、分支、节点和巢穴总体积较小。但是,通道直径主要与蚂蚁的体型相关,不受土壤质地、含水量和容重的影响。本研究从小尺度分析了黄土高原植被恢复通过土栖性蚂蚁对土壤结构产生的间接影响,拓宽了黄土高原北部土壤大孔隙的研究范围。

    • 磺胺嘧啶在原状土柱中的运移特征及模拟

      2018, 55(4):879-888. DOI: 10.11766/trxb201711300213

      摘要 (1539) HTML (305) PDF 2.26 M (1682) 评论 (0) 收藏

      摘要:以磺胺嘧啶(Sulfadiazine, SDZ)为研究对象,通过室内原状土柱(0~15 cm,土柱Ⅰ和15~30 cm,土柱Ⅱ)出流试验探讨了其在不同剖面深度处的迁移特征,运用Hydrus-1D软件对试验结果进行模拟,并对不同流速下磺胺嘧啶在0~200 cm土壤中的迁移行为做了预测。结果表明:SDZ在原状土柱Ⅱ中的穿透曲线相较于原状土柱Ⅰ的发生左移,即较深层土壤中,SDZ的迁移速度更快,这主要是受土壤理化性质,如有机质、阳离子交换量和pH等的影响;两区模型(TRM)模拟的R2>0.91,均方根误差RMSE<0.061,不动水区域f<0.154,其模拟效果优于单点模型(OSM)和两点模型(TSM),表明土壤的不可动区域是吸附SDZ的重要部分。预测结果显示:同一流速时,SDZ浓度峰值随着土壤剖面深度增加而减小,出流时间逐渐增大;同一深度处,当水流速度从0.017 cm min-1增加到0.030 cm min-1再到0.100 cm min-1时,磺胺嘧啶在土壤中的迁移速度不断加快,出流浓度也越来越高,当流速为0.100 cm min-1时,SDZ可快速穿过土层进入地下水,其穿透曲线不再对称,出现拖尾现象。

    • 广西西江流域土壤中铬空间分布与背景值再研究

      2018, 55(4):889-899. DOI: 10.11766/trxb201710300414

      摘要 (1820) HTML (335) PDF 2.44 M (1576) 评论 (0) 收藏

      摘要:为全面了解广西西江流域土壤中铬的含量分布状况,深入探究自然土壤铬背景值状况。通过采集旱地土壤、水田土壤、矿区土壤和自然土壤共计2 022个。结合ArcGIS分析土壤中铬空间分布状况,采用数理统计方法重新计算土壤铬背景值,利用单因子污染指数法评价农用土壤污染程度。结果表明:(1)不同类型土壤中Cr含量几何均值为:矿区土壤(104.2 mg kg-1)、水田土壤(91.06 mg kg-1)、自然土壤(82.66 mg kg-1)、旱地土壤(74.52 mg kg-1)。(2)重新提出广西西江流域土壤中Cr背景值为82.66 mg kg-1。(3)根据《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)给出的参考值,旱地、水田、矿区土壤处于轻、中、重污染程度的比例分别为8.26%、1.50%、0.56%;3.68%、0、0;20.26%、4.58%、0。本研究得到西江流域矿区土壤Cr含量明显高于其他类型土壤;Cr含量高的区域主要分布在南丹县、都安县、大化县、忻城县、金秀县、平南县和藤县;重新提出的Cr背景值可为制定更加科学合理的标准准则提供一定参考;农用土壤大部分处于清洁状态,但是应避免在矿业活动密集区周边进行农业生产。

    • 土壤文化历史档案记录功能评价研究 ——以河南仰韶村文化遗址为例

      2018, 55(4):900-910. DOI: 10.11766/trxb201705120366

      摘要 (1211) HTML (374) PDF 2.66 M (1400) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前土壤文化历史档案记录功能研究主要集中于理论和概念,评价指标和标准中定性成分较多,定量成分较少。对此,该研究通过选取遗物遗迹指标(陶片、石器、遗骸、灰坑、灰烬层和文化层)和诊断指标(色度、磁化率、粒度、矿质全量、容重、有机碳同位素、孢粉、植硅体和炭屑),依据指标是否存在或达标,采用定性与定量相结合的方法,建立土壤文化历史档案记录功能评价体系。由于遗物遗迹科研价值明显,所以遗物遗迹指标的重要性大于诊断指标,而遗迹(灰坑、灰烬层和文化层)与遗物(陶片、石器和遗骸)相比,土壤科研价值明显,所以遗迹指标的重要性大于遗物指标,据此将该功能划分为六个等级:一级表示功能完整,发现所有遗物遗迹指标,且数量丰富;二级表示功能明显,发现大量遗迹指标,但遗物指标部分存在;三级表示功能部分明显,发现大量遗物指标,遗迹指标部分存在;四级表示功能不明显,未发现遗物遗迹指标,但诊断指标达标;五级表示功能微弱,未发现遗迹遗物指标,部分诊断指标达标;六级表示无此功能,未发现遗物遗迹指标,诊断指标不达标。运用该评价方法,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)和未受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称自然剖面),基于典型剖面的土壤理化性质分析和对比,选取适合该遗址的评价指标和标准,并开展功能评价,从而明确不同级别区域的保护力度和科研价值。

    • 采煤沉陷区不同土地利用类型土壤水分、有机质 和质地的空间变异性

      2018, 55(4):911-922. DOI: 10.11766/trxb201711090497

      摘要 (1640) HTML (497) PDF 2.60 M (1807) 评论 (0) 收藏

      摘要:探索采煤沉陷区坡面微地形上土壤水分、养分和颗粒迁移转化的作用机理,为促进矿区生态环境综合整治的科学决策提供重要的理论和实践价值。以焦作九里山矿典型平原型采煤沉陷坑内的耕地和林地为研究对象,对比分析了土壤含水率、有机质含量和质地在不同土地利用类型(耕地和林地)、沉陷坡位(中心、坡底、坡中、坡顶和对照)和剖面深度(0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm)上的空间变异性。结果表明,耕地土壤含水率和黏粒含量较林地显著降低(p<0.05),而砂粒含量则显著增加(p<0.01)。坡中或坡底处的土壤含水率、有机质和粉粒含量最小,而砂粒和黏粒含量则最大,成为整个沉陷坡面上的极值点。在剖面深度上,土壤含水率、有机质、砂粒含量表现为显著的表层聚集,黏粒含量则为显著深层聚集的特点。通过对土壤含水率、有机质含量和土壤质地在沉陷区坡面微地形空间变异作用机理的分析,建议平原型采煤沉陷区的土地复垦方向应以耕地为主、林地为辅的基本原则,在坡中到坡底的等高段复垦为林灌地,能起到对沉陷区土壤水分与养分流失控制和生态环境效益改善的关键作用。

    • 黄麻纤维加筋崩岗岩土的无侧限抗压强度研究

      2018, 55(4):923-932. DOI: 10.11766/trxb201710160189

      摘要 (1348) HTML (351) PDF 2.47 M (1703) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入了解黄麻纤维加筋崩岗岩土在增强崩岗抗压强度和提高其稳定性的作用机理,采用两因素随机区组设计试验研究了筋土复合体的应力-应变及无侧限抗压强度特性,探讨了黄麻纤维不同数量、不同分布方式下的筋土抗压强度。结果表明:崩岗的四层土体分别具有不同的最优加筋条件,即黄麻纤维数量和分布方式不同,且四层土体最优加筋条件下的无侧限抗压强度分别较未加筋土样提高7.97%、19.24%、15.35%、42.88%。最优加筋条件下淀粉处理黄麻纤维的研究表明:纤维经过淀粉处理养护不同时间后,四层筋土复合体的抗压强度与养护时间达到了显著相关,分别在养护时间的7d、7d、5d、3d后达到最大,分别提高14.45%、15.07%、8.90%、8.07%。崩岗侵蚀预防和治理时分层修复的新思路将为崩岗区侵蚀防治工作的开展提供重要的科学依据。

    • 添加生物质炭对壤土热性质影响机理研究

      2018, 55(4):933-944. DOI: 10.11766/trxb201710300388

      摘要 (1913) HTML (411) PDF 2.91 M (2056) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物质炭添加对一系列土壤理化性质具有显著影响,然而其对土壤热性质的影响机理仍不明确。本研究结合田间定位试验和室内控制实验揭示了生物质炭添加对壤质土热性质的影响机理。两年田间区组试验中小麦秸秆生物质炭施用量设0 t hm-2、 25 t hm-2 和50 t hm-2三个水平。使用热脉冲法分别在室内控制土壤含水量和田间自然条件下测定土壤热容量、导热率和热扩散系数。同时测定了不同生物质炭处理下土壤容重、土壤水分特征曲线、孔隙分布以及作物生长季表层土壤含水量。结果表明,生物质炭添加会对土壤热性质产生显著影响,其主要途径为(1)通过降低土壤容重,增加土壤大孔隙,从而显著降低土壤导热率,对土壤热容量和热扩散系数也有降低效应,但受土壤含水量水平影响;(2)通过改变土壤水力学特性,增加土壤含水量,从而提高土壤热容量、导热率和热扩散系数。田间状态下,生物质炭影响土壤热性质的两个途径同时存在而作用相反,综合效应表现为生物质炭添加小区的土壤体积热容量有增加趋势,且与生物质炭施用量有关;生物质炭添加会显著降低土壤导热率和热扩散系数。

    • 苏南地区膨润土物理化学和矿物学特性研究

      2018, 55(4):945-954. DOI: 10.11766/trxb201711240517

      摘要 (1390) HTML (244) PDF 2.69 M (1607) 评论 (0) 收藏

      摘要:膨润土的经济价值和应用价值源于其主矿物蒙脱石的含量及其独特的矿物学特性。通过对苏南地区8个主要矿区膨润土样品的pH、矿物组成、化学组成、颗粒分布、阳离子交换量及阳离子组成等性质进行分析,进而探讨该地区膨润土的主要矿物学特性。结果发现,8种苏南天然膨润土总体偏碱性,pH平均约为8.83。矿物组成均以蒙脱石为主,含有一定量的伴生矿物,且伴生矿物的种类和含量因样品而异。8种苏南膨润土样品的X射线衍射分析结果表明其均属于钙基膨润土,化学组成及阳离子组成等因矿床类型不同存在一定的差异,阳离子交换量与交换性阳离子量密切相关,阳离子交换量总体偏低。8种膨润土样品中蒙脱石含量和小于50 μm粒级存在显著正相关性(p<0.05)。通过对苏南地区天然膨润土样品物理化学和矿物学特性的分析,合理运用其特性,已成为开拓膨润土应用领域的关键。

    • 不同施肥水稻土可溶性有机氮组分差异及影响因素

      2018, 55(4):955-966. DOI: 10.11766/trxb201712180415

      摘要 (1783) HTML (542) PDF 3.16 M (2142) 评论 (0) 收藏

      摘要:可溶性有机氮(Soluble Organic Nitrogen, SON)在研究土壤供氮能力方面至关重要,而目前关于水田生态系统SON组成及其影响因素尚不清楚。运用红外光谱和氨基酸自动分析仪研究了长期 (33年) 不同施肥处理对水稻土SON含量、组分的影响及其主控因子。结果表明:单施化肥、化肥+牛粪、化肥+稻草处理土壤SON较不施肥处理提高23.49%、58.70%和106.30%,游离氨基酸氮提高32.27%、84.42%和95.21%,可溶性蛋白氮提高20.83%、70.00%和95.83%;不同施肥处理土壤游离氨基酸组成均以中性氨基酸占优势;土壤可溶性氮官能团组成均具有酰胺类化合物的红外特征吸收峰;RDA结果表明,土壤SON含量和组成差异明显,CK和NPK处理主要受土壤容重影响,而NPKM和NPKS则主要受有机质、全氮、微生物量氮、蛋白酶和谷氨酰胺酶影响。因此,SON含量和组分变化与施肥处理密切相关,长期添加有机肥能够显著增加土壤SON及其组分的含量,提高土壤供氮潜力。

    • 葫芦与西瓜砧穗在不同土壤上根际碳代谢指纹特征与差异

      2018, 55(4):967-976. DOI: 10.11766/trxb201711250562

      摘要 (1867) HTML (771) PDF 2.90 M (1888) 评论 (0) 收藏

      摘要:土传病害的发生与微生物关系密切,但砧穗互作下根际微生物活性变化尚不明确。为阐明在不同土壤类型下,砧穗互作对根际微生物活性的影响,采集黑土(吉林)、砖红壤(海南)、黄棕壤(江苏)和灰漠土(新疆)四种类型土壤,并在每种土壤上均种植自根葫芦、自根西瓜、嫁接西瓜(葫芦砧木)以及嫁接葫芦(西瓜砧木),利用Biolog培养技术探究不同处理下根际微生物碳源代谢活性的差异。结果表明,不同土壤类型下微生物代谢活性差异显著(R2= 0.534,p< 0.001),不同嫁接植物之间根际微生物碳源利用同样存在显著差异(R2= 0.075,p< 0.001)。不同嫁接处理根际微生物对碳源的综合代谢水平自根西瓜>嫁接葫芦(西瓜砧木)>嫁接西瓜(葫芦砧木)>自根葫芦。聚类推进树(Aggregated boosted tree, ABT)分析显示土壤有效磷、速效钾是影响微生物碳源利用的主要因子。评估不同土壤类型下根际微生物碳代谢活性对砧穗互作的响应,可为防控土传病害提供依据。

    • 黄连须根浸提液对无机磷细菌的负化感效应

      2018, 55(4):977-986. DOI: 10.11766/trxb201712250571

      摘要 (1424) HTML (375) PDF 2.94 M (1574) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄连(Coptis chinensis)是我国人工栽培的传统大宗中药材,种植面积大,连作障碍严重,了解黄连对土壤微生物的化感效应,有益于揭示黄连连作障碍的发生机理,为减轻连作障碍提供科学依据。试验利用固、液培养技术,以3株能溶解无机磷的伯克霍尔德氏菌(Burkholderia Yabunchi B05、B07和B09)为材料,研究了黄连须根浸提液(Extracts of fibrous roots of Coptis chinensis,ERC)对其生长繁殖和溶磷的化感作用。结果表明,在固体培养时,随ERC浓度提高,无机磷细菌(Inorganic phosphorus-dissolving bacteria,iPDB)的菌落直径、溶磷圈直径和溶磷指数降低。在液体培养基中,ERC不同程度地抑制iPDB繁殖生长,数量减少35.98%~52.98%。供试菌株均能分泌氢离子、草酸和柠檬酸,B05和B09还能分别分泌乙酸和苹果酸,B07能分泌乙酸和丁二酸,三株iPDB溶磷量平均值(mg L-1)分别为228.31(B05)、311.64(B07)和174.89(B09)。有机酸和氢离子分泌总量分别与溶磷量呈显著正相关,相关系数依次为0.877和0.604(p0.05,n=12)。在ERC抑制iPDB分泌有机酸和氢离子的同时,溶磷量降低21.68%~60.55%。因此,在集约化种植黄连的土壤中,其根系分泌的化感物质可能影响iPDB的种群结构和生理生态功能,降低土壤无机磷的生物有效性,可视为发生连作障碍的潜在原因之一。

    • 土壤厌氧消毒对青枯病的控制及土壤细菌群落结构的影响

      2018, 55(4):987-998. DOI: 10.11766/trxb201712240611

      摘要 (1781) HTML (425) PDF 3.55 M (1859) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,土壤厌氧消毒(Anaerobic soil disinfestation,ASD)作为一种非化学、环境友好型土壤消毒方法,在缓解连作障碍和防治土传病害方面具有显著效果,但其作用机理尚不完全清楚。本研究设置6个处理,即对照、添加米糠(DRB)、麦麸(DWB)、茶麸(DTB)、秸秆(DRS)和不添加物料(D)5种土壤厌氧消毒处理,分析不同处理对青枯病防控效果、土壤理化性质及土壤细菌群落结构组成及多样性的影响。结果表明,与CK相比,添加4种物料厌氧消毒处理对青枯病的防效均达100%,单纯厌氧处理防效为83.3%,且除了DRB外各厌氧处理均能大幅度促进番茄生长。各ASD能显著提高土壤温度、pH和电导率,降低Eh和土壤青枯菌数量。田间试验表明,与CK相比,ASD的番茄青枯病发病率降低29.4%~42.7%,产量增加2.5倍~4.7倍。利用16S rDNA 对土壤测序表明,ASD降低了土壤细菌α多样性指数,不同处理间土壤细菌物种种类、丰富度及多样性均存在显著差异。添加不同有机物料的ASD厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度大幅度提高,成为优势群落;该门中的厌氧型细菌梭菌科(Clostridiaceae)、瘤胃菌科(Ruminococcaceae)和耐受性细菌芽孢杆菌科(Bacillaceae)等相对丰度也大幅度提高。本研究表明,土壤厌氧消毒处理显著改变了土壤细菌群落结构组成及多样性,厌氧和耐受型细菌丰度大幅度增加,这可能是ASD防控土传病害青枯病的作用机理之一。

    • >研究简报
    • 基于序贯高斯条件模拟的土壤重金属含量预测与不确定性评价——以宜兴市土壤Hg为例

      2018, 55(4):999-1006. DOI: 10.11766/trxb201801100322

      摘要 (1569) HTML (408) PDF 2.81 M (1719) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤重金属含量的定量预测和预测结果的不确定性评价对生态风险评估具有现实意义。将1 155个表层土壤Hg样本分成两个无交集的数据集,309个样本用于模拟,另外864个样本用于验证,运用序贯高斯条件模拟方法对宜兴市土壤Hg的空间分布进行估值和模拟,并通过与传统地统计方法中的简单克里格估值进行对照,同时利用高斯序贯指示模拟探索单点和多点联合的不确定性。结果表明:基于同一个半方差模型,100次序贯高斯条件模拟方法得到的E-type型与简单克里格估值在空间分布上基本一致,两种方法的精度基本相同;随机抽取了第1、25、50、75、100次序贯高斯条件模拟的单次实现,将模拟结果和插值结果与846个点进行验证,5个单次实现的平均预测误差和均方根预测误差略高;以0.15 mg kg-1作为临界阈值的单点超阈值概率虽然较高,但其置信度不足以划定污染区域,在划定污染区域时应采用多点联合概率评估其可靠性。

    • 基于三种空间预测模型的海南岛土壤有机质空间分布研究

      2018, 55(4):1007-1017. DOI: 10.11766/trxb201710240410

      摘要 (1696) HTML (548) PDF 3.52 M (1979) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索适合热带地形复杂区土壤有机质(SOM)含量的空间预测方法,以海南岛为研究区域,结合地形因子、归一化植被指数、土壤类型、土地利用类型变量,选用普通克里格法(OK)、回归克里格法(RK)、随机森林模型(RF)三种方法对训练集128个样点SOM含量的空间分布规律进行预测,并通过验证集32个验证点比较了三种方法的预测精度。结果表明:(1)0~5 cm土层三种方法的平均预测误差(ME)均接近于0,从均方根预测误差(RMSE)来看,RF(0.8867)RK(0.1715)>OK(0.0708)。综合以上三个参数,该土层最优拟合模型为RF。同理得出0~20、20~40、40~60 cm土层的最优拟合模型分别为RF、RF、OK。RK和RF能够更好地描述SOM含量局部变异信息;(2)四个土层SOM含量的均值分别为19.67、15.89、10.30、8.07 g kg-1,呈现出西南、东北高,西部、东南沿海地区低的空间分布趋势。

    • 垦殖对黄河三角洲盐渍土碳氮分布特征的影响

      2018, 55(4):1018-1027. DOI: 10.11766/trxb201712250421

      摘要 (1474) HTML (215) PDF 3.32 M (1321) 评论 (0) 收藏

      摘要:以黄河三角洲新生盐碱地为例,采用空间替代时间的方法,选取未利用的盐碱地对照(CK)和平均开垦年限分别为小于5 a、10~15 a、20~25 a、30~35 a、50~60 a的小麦/玉米连作土地类型为研究对象,对1 m深土壤碳(有机碳、无机碳、全碳)、氮(全氮、碱解氮)含量进行了分析,研究不同垦殖年限下土壤碳氮水平和垂直分布特征。结果表明:垦殖后,土壤有机碳含量较未垦殖盐碱地均表现为显著提高(p<0.05);盐碱地垦殖显著增加了0~40 cm土壤的碳储量,且随垦殖年限增加而增加;40~100 cm土层的有机碳含量无趋势性变化规律;土壤全氮、全碳、无机碳变化与有机碳变化表现出相似规律;垦殖30 a后土壤碳氮养分基本稳定,表层(0~40 cm)含量高于底层(40~100 cm)含量;垦殖年限主要影响0~30 cm土壤碱解氮含量;无机碳作为组成全碳的主要成分,极易受灌溉和地下水的影响。垦殖虽然显著增加土壤有机碳、全氮含量,但垦殖后碳氮比(C/N)呈降低趋势,约30 a后基本稳定,不同垦殖年限C/N平均为9.35,低于全国平均水平,反映出研究区土壤碳氮养分不均衡问题。

    • 不同养分条件下太子参根部土壤环境变化及综合评价

      2018, 55(4):1028-1039. DOI: 10.11766/trxb201712180451

      摘要 (1620) HTML (559) PDF 4.00 M (1735) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究不同养分条件下太子参根部土壤环境变化的时间动态,探索太子参根部土壤环境的综合评价方法,可为指导太子参高效栽培提供理论基础。于3个不同土壤养分地块上分别种植太子参,定期监测其根部土壤化学性质、土壤酶活性及微生物种群结构变化,用主成分分析进行综合评价。结果表明:太子参整个生长时期,不同土壤养分条件下太子参根部土壤均以全磷、缓效钾、有效磷、速效钾含量以及土壤酸性转化酶(S-AI)和土壤过氧化氢酶(S-CAT)活性变异度最大;有机质及氮素含量、土壤酸性磷酸酶(S-ACP)、土壤脲酶(S-UE)及土壤多酚氧化酶(S-PPO)活性变异度较小;太子参成熟后,细菌和放线菌菌群数量显著增加,真菌菌群数量显著减少。测定的16个土壤环境指标中较多指标间显著相关,出现信息重叠,影响评价结果的客观性;以基本特征值大于1抽取5个成分,利用5个成分函数表达式进行综合评分,结果得出,各土壤养分含量越高,综合得分值越大,土壤环境越优。上述结果说明:太子参生育期内磷、钾素变化较大,及时补足磷、钾肥可能是改善太子参根部土壤环境的有效方法之一。利用主成分综合评分方法能客观、高效评价太子参根部土壤环境情况。

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