• 2021年第58卷第2期文章目次
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    • >新视角与前沿
    • 新形势下大豆产地土壤环境保护与功能提升的研发建议

      2021, 58(2):269-280. DOI: 10.11766/trxb202008170460

      摘要 (1569) HTML (173) PDF 8.76 M (2218) 评论 (0) 收藏

      摘要:大豆在我国农业和人体膳食结构中具有重要的不可替代性。本文系统梳理了影响大豆高产创建和品质安全的土壤环境与微生态障碍相关研究进展。文献计量结果表明,近20年国际研究热点主要聚焦于除草剂的土-水界面吸附与迁移过程、重金属污染的食物链安全风险、大豆生长与污染毒理、地下病害防治等方面,更多关注大豆抵抗污染胁迫和病害的逆境适应性生理调节机制,缺少对影响大豆生长和引起大豆减产的地下土壤过程的研究,中国对大豆产区的地下土壤环境过程与微生态效应的关注也较少。在国家粮食安全战略调整及农业供给侧结构性改革新形势下,围绕大豆产业研究的后续工作迫切需要有机结合粮食丰产增效和污染耕地安全利用攻坚战,注重从只聚焦土壤肥力、优化育种及栽培生理、追求大豆产量,向同时关注土壤安全与微生态健康、保障大豆质量安全、支撑大豆产业高质量绿色发展进行转变,开展协同大豆产地土壤健康与污染防控的高产创建系统研究,更加凸显产地土壤环境保护与功能提升在大豆绿色生产和高质量发展中的作用。

    • >综述与评论
    • 土壤环境中微塑料污染:来源、过程及风险

      2021, 58(2):281-298. DOI: 10.11766/trxb202006090286

      摘要 (2739) HTML (1860) PDF 3.76 M (4146) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤环境中微塑料污染问题已成为全球关注的环境问题。相对于水环境,土壤环境中微塑料的研究明显滞后与缺乏。本文系统综述了土壤环境中微塑料的研究进展与未来需求。详细介绍了国内外土壤中微塑料的丰度和分布、微塑料的来源和进入途径;重点分析了微塑料在土壤中的积累、迁移、风化和降解过程,以及与金属和有机污染物的相互作用及其环境效应;阐述了微塑料对土壤中的动物、植物、微生物及土壤质量的影响与生态风险,探讨了土壤中微塑料的暴露途径与潜在的人体健康风险;并展望了土壤环境中微塑料研究的未来方向与重点。以期为全面了解土壤环境微塑料研究的现在与未来提供资讯信息和科学指导。

    • 微塑料对土壤-植物系统的生态效应

      2021, 58(2):299-313. DOI: 10.11766/trxb202007190402

      摘要 (1435) HTML (3535) PDF 1.95 M (4025) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,塑料污染已经成为全球性环境问题。陆地生态系统中的微塑料污染受到越来越多的重视,尤其是农业生态系统。由于降解性差,微塑料在土壤中的累积可能会对土壤生态系统造成不利影响,并通过食物链等威胁人畜健康。本文介绍了微塑料在土壤环境中的来源、分布和迁移,重点阐述了微塑料对土壤-植物系统的直接和间接生态效应。证据显示微塑料可以直接影响土壤理化性质、微生物与酶活性、土壤动物,影响植物种子萌发、根系对水分和养分的吸收,并可以被植物吸收和转运,对植物产生毒性效应;也可以通过改变土壤性质、与重金属等污染物联合作用等方式对植物产生间接效应。最后还对未来土壤-植物系统中微塑料相关研究进行了展望。以期为了解土壤微塑料的生态效应和潜在风险管控提供理论依据和科学指导。

    • 农田中的(微)塑料污染:来源、迁移、环境生态效应及防治措施

      2021, 58(2):314-330. DOI: 10.11766/trxb202009190526

      摘要 (1490) HTML (3909) PDF 2.84 M (2632) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,继海洋中的微塑料污染受到广泛关注后,土壤微塑料的环境风险逐渐受到重视,有关微塑料对土壤生态环境影响的研究取得了积极进展。本文总结了迄今为止的有关农田土壤中(微)塑料的研究成果和进展,阐明了当前国内外农田微塑料污染现状;详细论述了农田土壤中(微)塑料的来源以及不同源对农田微塑料污染的潜在贡献;对农田微塑料污染现有的研究方法尤其是采样方案和微塑料的提取技术做了较为详尽的分析和论证;探讨了微塑料在土壤中的迁移、老化、与其他污染物的相互作用等环境行为和归趋,以及由此带来的环境效应和生态风险,并重点关注了微塑料污染对于农田土壤质量和食品安全带来的挑战;最后列举了部分现有的微塑料污染防治策略及其对农田中微塑料污染防治的意义,并对未来土壤中微塑料的研究方向进行展望。文章认为,农田土壤的塑料与微塑料来自多种源头,其中塑料固体废物尤其是农业地膜是农田中微塑料的主要来源之一。微塑料进入土壤后,在外界物理、化学与生物等因素扰动或作用下,会发生不同尺度的迁移转化甚至生物反应,造成广泛的环境生态影响,主要有对土壤理化性质、微生物群落、土壤动物、植物生长等的不利影响,从而损害土壤健康,影响农业生产和农产品质量;此外,细小的微塑料颗粒尤其是纳米塑料存在经由食物链向人体富集的潜在风险。塑料在土壤环境中可能被生物碎化与缓慢生物降解。考虑到微塑料在环境中的广泛分布,持久性和生态风险,结合各国现有的防治策略,提出了相关的防治建议。

    • 国外土壤环境基准研究进展及对中国的启示

      2021, 58(2):331-343. DOI: 10.11766/trxb201911180614

      摘要 (1080) HTML (425) PDF 4.04 M (2277) 评论 (0) 收藏

      摘要:综述了国外土壤环境基准的发展历程、研究体系及技术方法,结合中国土壤环境基准领域的研究现状及发展需求进行综合分析,提出了我国土壤环境基准发展“三步走”战略:1)建立适合我国基本国情的、有充分科学依据的土壤环境基准制定理论与方法体系,引导相关人员有序开展基于我国土壤类型及其分布、土地利用方式、人群特征及本土化物种特征的基准研究工作;2)基于代表性土壤类型,开展一批典型污染物的土壤环境基准建议值研究工作,发展一批能够支撑国家发展需要的环境基准重点实验室,并逐步建成和完善国家土壤环境基准基础数据共享与应用平台;3)形成一套完整的土壤环境基准研究体系,为我国土壤环境标准体系建设、土壤污染风险防控和土壤环境损害评估等工作提供科学支撑。

    • 基于被动采样技术的砷有效性和界面过程研究:进展与展望

      2021, 58(2):344-356. DOI: 10.11766/trxb202002290080

      摘要 (1156) HTML (314) PDF 970.51 K (1925) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球诸多区域均发现由于人类活动或者地质因素造成的砷污染问题,严重威胁区域生态安全和人体健康。对大尺度下砷风险有效控制,需要准确评价砷在不同介质间的界面行为。砷的迁移转化受到化学和微生物调控,从而在土水和根际等典型环境界面上,具有在毫微米尺度下形态变化剧烈的特点。传统的以破坏性取样加实验室分析为主的主动采样技术难以胜任对界面过程的研究。近年来,以薄膜扩散梯度(DGT)、薄膜扩散平衡(DET)、原位反复孔隙水采样(IPI)和平衡式孔隙水采样(Peeper)为代表的新兴被动采样技术在土壤环境界面过程研究中显示出了巨大优势。上述被动采样技术已用于原位检测水体或土壤间隙水中砷的总量和形态特征及其一维分布信息。其中,DGT测定的土壤中砷浓度与植物体内砷含量的相关性较好,可用于砷的植物有效性评估。利用上述被动采样器研究水-土-生界面处砷的二维时空分布特征,是近几年的一个重要趋势。DGT可用于表征砷在土-水界面和植物根际的二维亚毫米高分辨分布特征,在砷空间分布研究上具有巨大优势。而IPI可低扰动反复采样,是少数可用于砷形态动态分布研究的工具。以上研究从微观尺度阐述砷的生物地球化学行为。最后对今后的研究方向进行了展望。

    • >研究论文
    • 关中地区塿土系统分类归属及代表土系建立

      2021, 58(2):357-371. DOI: 10.11766/trxb201906240325

      摘要 (1148) HTML (706) PDF 7.07 M (2133) 评论 (0) 收藏

      摘要:塿土是关中地区受人为长期土粪堆垫而在原土壤表层形成明显堆垫层的重要农业土壤,其分类一直备受关注。为了解塿土的成土特点及系统分类归属,选取关中地区18个典型塿土剖面,通过野外成土因素、剖面形态调查与土样分析测定,依据中国土壤系统分类方案,确定其在高级和基层分类单元归属。结果表明,供试剖面包含堆垫表层、黏化层、钙积层等9个诊断层和诊断特性,隶属5个亚类,其中3个剖面为钙积土垫旱耕人为土,2个剖面为斑纹土垫旱耕人为土,8个剖面为普通土垫旱耕人为土,4个剖面为堆垫简育干润淋溶土,1个剖面为普通简育干润雏形土;按土族划分标准,可分为9个土族,其中13个剖面颗粒大小级别为黏壤质,5个为壤质;16个剖面矿物学类型为硅质混合型,2个剖面为混合型,土壤温度状况均为温性,14个剖面为石灰性,4个剖面为非酸性;按土系划分标准,18个剖面可划分为18个不同的土系。相关文献的71个塿土剖面的统计结果表明,堆垫层厚度介于17~97 cm,平均厚度为50.07 cm,因此堆垫表层以50 cm厚度为检索标准是适宜于划分典型塿土的高级分类归属的。为进一步完善中国土壤系统分类,强化对具有堆垫现象的雏形土有更强的区分能力和分类的准确性,建议在简育干润雏形土土类下增设堆垫简育干润雏形土亚类。

    • 紫色土色度参数与铁锰形态及有机质的定量关系研究

      2021, 58(2):372-380. DOI: 10.11766/trxb201911070420

      摘要 (800) HTML (233) PDF 4.94 M (1529) 评论 (0) 收藏

      摘要:以四川省30个典型紫色土剖面共计100个样品为研究对象,对其进行室内颜色测定和化学分析测试,获取Munsell HVC、CIE L*a*b*色度参数、各形态铁锰含量(全量Fet/Mnt,游离态Fed/Mnd,活性态Feo/Mno和络合态Fep/Mnp)及有机质含量数据。采用相关分析和逐步回归分析方法,研究紫色土色度参数与铁锰形态及有机质的定量关系。结果表明:紫色土有机质含量仅与C、a*和b*呈显著负相关,与H、V和L*没有相关关系。铁锰含量与颜色有着密不可分的联系,Fet、Feo、Fep、Mnt、Mnd和Mno与两颜色系统色度参数均有显著相关关系。除络合态外,其余形态锰与色度参数的Pearson相关系数均高于铁,且各形态锰与色度参数的一元拟合决定系数均高于各形态铁。铁锰及有机质共同作用与紫色土颜色的逐步回归拟合决定系数R2介于0.46~0.54之间,相对于铁或锰单独作用,铁锰及有机质共同作用与两颜色系统的回归拟合度更高。

    • 黄土高原典型切沟土壤水分时空分布特征及其影响因素

      2021, 58(2):381-390. DOI: 10.11766/trxb201912020495

      摘要 (1001) HTML (325) PDF 4.87 M (1614) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究切沟土壤水分及干层时空分布特征,有利于提高地区水资源利用效率及植被恢复效益。以神木市六道沟小流域典型切沟为研究对象,对土壤水分状况进行定位监测,分析沟底、沟缘和沟岸土壤水分时空分布、干层分布特征及其影响因素。结果表明:沟底土壤含水率由沟头至沟口呈明显增加趋势。沟底、沟缘和沟岸0~480 cm剖面土层平均含水率分别为17.1%、13.5%和14.4%。沟底0~480 cm剖面土层平均储水量为80.54 cm,沟缘及沟岸分别为67.49 cm和71.05 cm。地形和土壤质地是影响土壤储水量的主要因素;土壤储水量与距沟头距离、土壤黏粒、粉粒含量呈极显著正相关。沟底、沟缘和沟岸均有干层出现,且主要集中在靠近沟头位置,平均厚度和起始深度分别为243 cm和257 cm,平均含水率为9.5%。沟底、沟缘和沟岸干层平均厚度分别为100 cm、286 cm和331 cm。研究结果可为该区域土壤水资源管理和土壤水库评价提供理论依据。

    • 利用非线性模型提高加长型热脉冲双探针土壤热参数测定精度

      2021, 58(2):391-400. DOI: 10.11766/trxb201910090434

      摘要 (679) HTML (113) PDF 1.80 M (1343) 评论 (0) 收藏

      摘要:热脉冲双探针技术被广泛应用于土壤热参数和含水率的测定。然而长度为2.8 cm的常规热脉冲双探针空间测试范围太小,加长探针可增加测定结果的代表性,但容易出现探针倾斜(探针间距改变),进而影响测量精度。设计制作了长度为10 cm的热脉冲双探针,通过室内土柱试验测定了四种倾斜方式(共面外倾、非共面外倾、共面内倾以及非共面内倾)下的土壤热参数和含水率,并利用线性和非线性修正模型对探针倾斜引起的测定误差进行了校正。结果表明:对于加长型双探针,非线性模型对探针间距的原位校正效果明显优于线性模型;非线性模型校正后的土壤容积热容和含水率准确度大幅提高。有效解决了加长型热脉冲双探针倾斜引起的测量误差,为探针的广泛应用提供了理论基础。

    • 耦合干空气机制的黄土水热运移过程模拟——以山地苹果园为例

      2021, 58(2):401-411. DOI: 10.11766/trxb201910290395

      摘要 (820) HTML (246) PDF 4.20 M (1361) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄土疏松多孔,气相占比较高,但是土壤干空气过程如何影响黄土水热运移尚不清楚。采用考虑土壤水-汽-热-气耦合的STEMMUS(Simultaneous Transfer of Energy,Mass and Momentum in Unsaturated Soil)模型,以黄土丘陵区苹果园为例,探讨土壤干空气对黄土土壤水热运移的影响。结果表明:(1)该模型可以较好地模拟果园土壤水热动态过程。通过优化土壤水力参数,STEMMUS模型在率定期与验证期模拟土壤水分的归一化均方根误差介于4.7%~30.0%,一致性指数介于0.83~0.96,模拟土壤温度的归一化均方根误差介于0.1%~9.9%,一致性指数介于0.76~0.99。(2)STEMMUS模型中考虑干空气机制的二相耦合模型模拟值较未考虑干空气机制的单相模型与实测值更为接近。降雨1d过后,耦合模型剖面土壤含水率增量明显小于单相模型,耦合模型的归一化均方根误差为0.07%,一致性指数介于0.93~0.97,单相模型的归一化均方根误差介于0.06%~0.2%,一致性指数介于0.95~0.96,鉴于该地区有压入渗等现象,耦合模型能更好反映实际土壤水分的运移过程。

    • 免耕对稻油轮作系统土壤结构的影响

      2021, 58(2):412-420. DOI: 10.11766/trxb201911110460

      摘要 (1022) HTML (243) PDF 2.72 M (1527) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明免耕对稻油轮作系统土壤结构的影响,基于湖南省洞庭湖区4a的耕作试验(2016-2019),采用X射线CT扫描技术和常规土壤物理分析方法,研究了旋耕和免耕对水稻土0~25 cm土层土壤结构的影响。与旋耕相比,免耕处理对0~5 cm土层的土壤容重和土壤有机碳无显著影响,但免耕处理显著提高了0~10 cm土层>2 mm团聚体的含量和团聚体稳定性。不同耕作方式改变了土壤大孔隙度和孔隙大小分布,与旋耕处理相比,免耕处理增加了0~5和5~10 cm土层各个孔径范围内(>25 μm)的大孔隙度,其中0~5 cm土层300~500 μm孔径的大孔隙显著增加了70.5%,5~10 cm土层25~300和300~500 μm孔径的大孔隙分别增加了82.8%和167.2%(P<0.05)。研究表明,稻油轮作系统免耕有利于提高表层土壤团聚体稳定性和大孔隙度,改善水稻土结构状况。

    • 典型砂姜黑土黑色物质提取方法及成份研究

      2021, 58(2):421-432. DOI: 10.11766/trxb201909020464

      摘要 (848) HTML (230) PDF 1.62 M (1885) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤颜色是反映土壤发生、分类及肥力特征的一项重要物理指标。黑色土壤一般有较高的有机质含量,但砂姜黑土是低有机质含量的黑色土壤典型代表。以黄淮海平原3种典型砂姜黑土为研究对象,分别采用添加六偏磷酸钠分散剂后振荡并结合多层次超声处理(HP)、添加碳酸钠分散剂后振荡并结合多层次超声处理(SC)和仅超声波处理(US)等3种方法分散土壤,然后依次提取土壤浅色组分(颗粒态有机质(POM)、白(W)、浅白(LW))和黑色组分(浅黑(LB)、黑(B)、深黑(DB)),旨在建立土壤黑色物质的有效提取方法。结果表明,HP方法提取黑色物质(LB、B和DB)的量最多,且提取量与土壤黑度间相关性最显著(P<0.01),是提取砂姜黑土黑色物质的最佳方法。不同提取组分中的土壤黑度与有机质含量无明显相关性,砂姜黑土的显色主要取决于由蒙皂石吸附有机质形成的黑色纳米有机-无机复合体,受有机质含量的直接影响相对较小。本研究提出了一种砂姜黑土黑色物质提取方法,并初步明确了黑色物质组成特征,可为揭示砂姜黑土有机质形成与累积机制提供参考。

    • 中国土壤环境监测装备领域专利情报分析

      2021, 58(2):433-444. DOI: 10.11766/trxb201912260687

      摘要 (760) HTML (192) PDF 5.70 M (1415) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤环境动态数据可为农业可持续发展和环境管理决策提供科学依据。研发成本低、性能稳定且精度高的土壤监测装备是实现土壤数据快速获取的关键。基于incoPat科技创新情报平台,检索了2000年至2019年期间国内外土壤环境监测装备的专利产出,对专利申请数量、技术构成、区域分布、主要申请人、法律状态等方面进行了分析,以揭示中国土壤环境监测装备领域的研发状况、技术发展趋势和产学研合作情况。结果表明,近年来,中国土壤环境监测装备领域专利数量急剧增加;土壤监测指标从土壤肥力指标向污染物和生物监测指标拓展,结合现代信息技术等新兴技术发展智能化的原位监测装备正在发展,新的研发充分考虑了定性与定量的结合;我国在土壤环境监测装备领域的专利申请人多隶属高校和科研院所,企业参与度较低。综上,土壤污染物和生物指标的监测已成为焦点,生物和信息新技术成果正逐步引入土壤环境监测设备的开发;中国在土壤环境监测装备领域的产学研合作研发亟需加强。

    • 污染农田土壤的重金属钝化技术研究——基于Web of Science数据库的计量分析

      2021, 58(2):445-455. DOI: 10.11766/trxb202005060098

      摘要 (1025) HTML (367) PDF 5.10 M (1694) 评论 (0) 收藏

      摘要:为全面直观了解全球农田土壤重金属污染钝化修复研究进展和发展趋势,本文基于Web of Science(简称WoS)核心合集数据库利用WoS数据库自带分析工具、HistCite引文图谱分析软件和VOSviewer可视化分析软件,从发文量或被引频次TOP10的国家、研究机构、作者、期刊、研究热点等方面对1990—2019年发表的农田土壤重金属污染钝化修复文献进行计量分析。结果表明,世界范围内农田土壤重金属钝化修复领域年度发文量呈逐渐增长的趋势,发文量前三的国家是中国、美国和西班牙,中国的发文量远超其他国家,占比28.79%;发文机构主要是中国科学院、西班牙高等科学研究委员会、中国科学院大学、佛罗里达大学和浙江大学等,其中中国科学院发文量和被引频次均为最高,在该领域具有显著的科研水平和影响力;主要期刊有Environmental Science and Pollution ResearchChemosphereScience of the Total EnvironmentJournal of Hazardous Materials等;目前应用较多的钝化剂主要是污泥、生物质炭、赤泥、堆肥、磷酸盐、石灰、废弃物等,关注的重金属主要是镉、铅、铜、锌、砷等,主要侧重于重金属的生物有效性。

    • 低密度聚乙烯薄膜微塑料在黄河口海岸带环境中的风化特征

      2021, 58(2):456-463. DOI: 10.11766/trxb201912250697

      摘要 (701) HTML (433) PDF 7.92 M (1945) 评论 (0) 收藏

      摘要:海岸带是受气候变化和人类活动双重影响的陆海交互作用地带,也是环境中微塑料的重要汇集区,目前对这些微塑料在海岸环境中的长期风化特征关注较少。以低密度聚乙烯(Low density polyethylene,LDPE)薄膜为供试微塑料,探究其在黄河口潮上带、潮间带和潮下带等不同海岸环境中的长期风化特征。结果表明,经过长达18个月的野外暴露,不同暴露点位的LDPE薄膜微塑料表面均有微生物的定殖,并伴有显著的风化特征。暴露于潮上带地上部的薄膜微塑料表面裂化现象最为显著。所有野外暴露处理的薄膜微塑料表面均有羰基产生,且羰基指数呈潮上带(0.28~0.81)>潮间带(0.18~0.22)>潮下带(0.16~0.20)的趋势。薄膜微塑料的密度随时间和空间的变化并不显著,仅发现经超声清洗去除表面附着物后,潮上带地上部暴露18个月的薄膜微塑料密度(0.85±0.02 g·cm-3)与新鲜商品塑料(0.93±0.03 g·cm-3)相比显著降低。综合LDPE薄膜微塑料的表面微形貌特征、化学官能团(羰基指数)以及密度的动态变化等指标表明,黄河口潮上带地上部暴露的LDPE薄膜微塑料风化特征随时间变化最为显著。未来需加强海岸环境中微塑料在复杂环境因子影响下的潜在环境效应与归趋的研究。

    • 修复剂对镉污染盐渍化土壤植物修复效率的影响

      2021, 58(2):464-475. DOI: 10.11766/trxb201910160478

      摘要 (832) HTML (129) PDF 767.42 K (1479) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,重金属污染盐渍化土壤已成为世界性的环境问题,利用盐生植物进行修复具有良好的环境与经济效益,但如何提高盐生植物修复效率的研究尚较少。采用盆栽试验方法,通过向土壤中施加氯化钠和氯化镉溶液分别模拟无污染非盐渍化土壤(Cd0S0)、NaCl型盐渍化土壤(Cd0S4)、重金属Cd污染土壤(Cd3S0)、重金属Cd污染NaCl型盐渍化土壤(Cd3S4),研究施加乙二胺四乙酸(EDTA)和生物质炭对盐地碱蓬生长、离子平衡、Cd和Na+吸收的影响。结果显示,与Cd0S0相比,Cd0S4处理盐地碱蓬地上部干物质量显著增加115.5%~341.7%;与Cd0S4相比,Cd3S4处理盐地碱蓬地上部干物质量显著降低62.8%~84.4%,生物质炭使Cd3S0处理盐地碱蓬总干物质量显著增加328.6%。与Cd0S0或Cd3S0相比,Cd0S4和Cd3S4处理盐地碱蓬地上部及根部K+/Na+、Ca2+/Na+、P/Na+显著降低;生物质炭显著增加了Cd3S0处理盐地碱蓬地上部P/Na+和根部K+/Na+、P/Na+。与Cd0S4相比,Cd3S4处理盐地碱蓬地上部和根部Na+浓度显著增加32.5%~94.5%,而盐地碱蓬地上部和根部Na+含量显著降低21.3%~90.9%;与Cd3S0相比,Cd3S4处理盐地碱蓬地上部Cd浓度和含量分别显著增加135.8%~223.6%和132.4%~471.5%。施加EDTA和生物质炭使Cd3S4处理盐地碱蓬地上部Na+浓度显著增加38.6%、56.0%,Na+含量增加199.6%、289.3%,Cd含量显著增加133.4%、173.4%。研究表明,在Cd污染NaCl型盐渍化土壤中施用EDTA和生物质炭可促进盐地碱蓬地上部对Cd和Na+的吸收积累,有助于提高植物修复效率,可为重金属污染盐渍化土壤修复提供基础数据和科学依据。

    • 中国稻田土壤有效磷时空演变特征及其对磷平衡的响应

      2021, 58(2):476-486. DOI: 10.11766/trxb201911040381

      摘要 (1095) HTML (202) PDF 896.85 K (1634) 评论 (0) 收藏

      摘要:以农业农村部始于1988年的全国稻田土壤监测数据库为基础,将稻作区划分为东北、长江三角洲(简称“长三角”)、长江中游、华南和西南五个区域,分析近30 a各稻作区土壤有效磷含量、磷肥回收率及农学效率和磷素的表观平衡,揭示各区域间稻田土壤磷素时间演变和空间差异特征,为稻田土壤磷素科学管理提供理论依据。结果表明,全国主要稻作区土壤有效磷含量平均为21.18 mg·kg-1,各区域间稻田土壤有效磷含量存在显著差异,其中华南区最高(33.71 mg·kg-1),西南区最低(12.49 mg·kg-1)。除长江中游外,其他稻作区土壤有效磷含量均随施肥年限的延长而增加,全国平均年增速为0.36 mg·kg-1。随施肥年限的延长,各区域均表现为磷素盈余状态,全国土壤磷素盈余量年均为35.03 kg·hm-2,其中华南区磷素盈余速率最高(51.31 kg·hm-2·a-1)。土壤有效磷含量与磷素累积盈余量呈显著正相关关系(P<0.05),平均每盈余磷素100 kg·hm-2,土壤有效磷含量增加0.82 mg·kg-1。各稻作区磷肥回收率和磷肥农学效率均随施肥年限的延长而显著升高(P<0.05),其中以西南区最高,分别为35.92%和69.02 kg·kg-1。近30 a来,各稻作区土壤有效磷含量和磷素累积盈余量随施肥年限的延长而显著升高,土壤磷肥回收率和农学效率表现出区域差异,应根据当地磷素平衡状况适当调整施磷制度,西南区应增施磷肥,保证作物的正常磷素需求;华南区可减少磷肥施用量,提高磷素利用率,降低面源污染风险。

    • 西苕溪流域主要经济林土壤磷素流失风险研究

      2021, 58(2):487-494. DOI: 10.11766/trxb201908220433

      摘要 (660) HTML (155) PDF 1.37 M (1934) 评论 (0) 收藏

      摘要:经济林土壤磷素积累与潜在流失风险的研究对流域内磷素管理和面源污染控制十分必要。通过采样调查和室内分析研究了西苕溪流域主要经济林土壤测试磷的状况及磷素流失的潜在风险,调查采集了西苕溪流域安吉段主要经济林(毛竹、白茶、板栗)土壤样品105个,探讨了土壤理化性质对土壤磷素流失的影响以及土壤有效磷的控制阈值。结果表明,土壤水溶性磷(WEP)与土壤有机碳(SOC)、全磷(TP)呈极显著正相关(P<0.01),模拟酸雨浸提磷(SARP)也与土壤SOC、TP呈极显著正相关(P<0.01),土壤WEP、SARP与pH呈极显著负相关(P<0.01),但决定系数R2分别仅有0.187~0.280,影响相对较小。土壤WEP、SARP与有效磷(Bray 1-P)的关系可用分段线性回归方程描述(P<0.01),R2分别可达0.992、0.991,估算得出,与WEP、SARP相对应的土壤Bray 1-P的阈值分别为93.63、87.68 mg·kg-1,后者较前者降低了5.95 mg·kg-1。此外,土壤Bray 1-P含量超过40 mg·kg-1、低于5 mg·kg-1的样品占比分别可达17.14%、38.01%,缺磷与磷过度积累现象并存。土壤磷素的流失风险主要受土壤Bray 1-P、TP、SOC、pH等因素的影响,其中Bray 1-P是最重要的影响因子。酸雨会加大土壤磷素流失的潜在风险,作为酸雨频发区域的西苕溪流域,土壤有效磷水平的限制应更为严格。

    • 丛枝菌根真菌对金叶六道木镉吸收及根际真菌群落结构的影响

      2021, 58(2):495-504. DOI: 10.11766/trxb201911090379

      摘要 (693) HTML (167) PDF 2.52 M (1396) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确丛枝菌根(AM)真菌对促进绿化苗木镉(Cd)吸收的影响,通过盆栽试验比较接种不同AM真菌对12种绿化苗木Cd吸收的差异,并进一步分析接种对金叶六道木根际微生物数量和AM真菌群落结构的影响。结果表明,12种绿化苗木,加Cd处理6个月后,其叶片浓度的变化范围为0.25~2.59 mg·kg-1。接种AM真菌处理组的叶片Cd含量均高于不接菌处理组。相比未接种,接种AM2摩西球囊霉(BGCAM00164)后金叶六道木叶片中Cd含量增加147.9%,故选择金叶六道木进行后续研究。接种AM212个月后,金叶六道木的根、枝、叶Cd浓度分别为164.7、22.86和10.57 mg·kg-1,为不接菌处理的2.64倍、2.06倍和1.76倍,全株总Cd含量达5 078 μg·株-1,显著高于不接菌对照(1 745 μg·株-1)。相比不接菌对照,接种AM2后降低了转移系数,将其更多吸收的Cd固定在根内,从而减少对植株的损害。接种AM真菌增加了AM真菌PLFA生物量,但降低了根际土壤微生物细菌和真菌PLFA生物量。所有样本中丰度较高的AM真菌为球囊霉科(Glomus)、类球囊霉科(Paraglomus)和原囊霉科(Archaeospora)。球囊霉科占总AM真菌的55%以上,是金叶六道木根际的主要优势种群。接种AM2后球囊霉丰度显著增加,由对照的61.8%上升至77.4%,但AM真菌的整体多样性和丰富度则表现为下降。接种AM1后类球囊霉科丰度显著增加,由对照的13.1%上升至17.8%,但球囊霉丰度无显著变化。主成分分析结果表明Cd和AM真菌接种可以改变金叶六道木根际AM真菌群落结构。总体而言,接种AM真菌(摩西球囊霉)能提高金叶六道木对土壤重金属Cd污染的修复效率,其联合修复技术可扩展Cd污染土壤植物修复的应用范围。

    • 不同经营强度下毛竹丛枝菌根共生体对氨氧化微生物的影响

      2021, 58(2):505-513. DOI: 10.11766/trxb201906190319

      摘要 (819) HTML (155) PDF 720.44 K (1889) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用原位微宇宙试验将丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌菌丝与根系区分,设置菌根室(RA)和菌丝室(AH)两个分室处理,以粗放经营(extensive management,EM)毛竹林为对照,研究集约经营(Intensive management,IM)条件下毛竹林土壤丛枝菌根共生体对氨氧化微生物群落的影响及其响应机理。结果表明,无论集约经营还是粗放经营AH处理土壤pH均显著降低,且集约经营毛竹林AH处理土壤碱解氮显著降低;不同分室处理对硝化势没有显著影响,但集约经营毛竹林RA处理土壤硝化势显著高于粗放经营;集约经营之后的氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)基因丰度显著降低,而氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)基因丰度则在两种经营强度的AH处理中显著降低。不同经营强度和分室处理并未对氨氧化微生物群落组成结构产生显著影响,但网络分析显示集约经营毛竹林氨氧化微生物之间的互作和共生关系优于粗放经营,粗放经营毛竹林氨氧化微生物之间的竞争更为激烈。研究结果为更好地理解毛竹林AM真菌与氨氧化微生物之间的互作关系提供了理论基础。

    • 黏粒阳离子交换量估测模型的优化研究

      2021, 58(2):514-525. DOI: 10.11766/trxb201909090428

      摘要 (635) HTML (168) PDF 951.69 K (1413) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了优化土壤黏粒阳离子交换量估测模型,提升估测结果准确性,为土壤系统分类检索提供可靠数据支持,以江西省土壤为主要研究对象,根据有机质、粉粒阳离子交换量对现有估测模型的影响,将有机质含量低于6 g·kg-1的土壤样本定为低有机质样本,高于6 g·kg-1的土壤定为高有机质样本开展分类建模。高有机质样本中主要误差因子为有机质,按照土壤质地不同开展分类建模;低有机质样本中主要误差因子为粉粒CEC7,在实测粉粒CEC7的同时根据pH、年均气温、纬度估测粉粒CEC7大小,建立低有机质样本间接估测模型。分类优化后的黏粒CEC7估测模型的估测值更加接近实测值,提升了土壤系统分类检索的准确度。

    • >研究简报
    • 三江平原耕地归一化植被指数对气候因子的时滞响应

      2021, 58(2):526-536. DOI: 10.11766/trxb201910240413

      摘要 (652) HTML (215) PDF 15.15 M (1463) 评论 (0) 收藏

      摘要:三江平原位于我国中温带北段,近年来气候变暖和耕地利用变化较为显著。基于2000-2015年三江平原耕作期(5-9月)耕地利用数据、旬气候数据、旬归一化植被指数(NDVI)数据,利用变异系数、趋势系数以及时滞互相关的研究方法在分析气候因子时间变化特征和耕地NDVI空间变化差异的基础上,分析区域旬气候因子对耕地旬NDVI的时滞影响情况。研究发现:(1)三江平原耕作期气温年际变化较降水量变化更加稳定,在月际变化上更显规律性。(2)耕地NDVI年际稳定,9月植被覆盖度最大;16年的变化在空间差异上呈现以西部区域为代表的低值-不稳定-增加趋势区域以及东部为代表的高值-稳定-减少趋势区域的二元模式。(3)区域气温对耕地NDVI的影响程度大于降水对其的影响,大多数县域耕地NDVI对气温的响应时间大于对降水的响应时间。(4)气温对区域水田NDVI的影响较大;旱地NDVI对区域气候因子的响应时间大于水田的响应时间。研究结果可为指导区域应对气候变化的耕作生产、保障粮食安全等提供依据。

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