摘要:为探究不同大气沉降区农田耕层土壤镉（Cd）、铜（Cu）、铅（Pb）的质量平衡特征，以距离贵溪冶炼厂34 km（背景区）、6 km（中沉降区）、1 km（高沉降区）的0~20 cm农田耕层土壤为研究对象，通过化学质量平衡方法对土壤重金属的主要输入途径（大气沉降、灌溉水、农药肥料）和输出途径（地表径流、土壤淋溶、籽粒带走）开展为期三年的监测与定量分析。结果表明：背景区、中沉降区、高沉降区由大气沉降导致的Cd年均输入通量分别为0.84、2.26、9.01 mg?m-2?a-1，分别占比43.18%、38.33%、100%；Cu年均输入通量分别为17.62、99.68、747.6 mg?m-2?a-1，分别占比80.76%、86.24%、100%；Pb年均输入通量分别为13.93、27.43、73.17 mg?m-2?a-1，分别占比97.75%、92.36%、100%。背景区和中沉降区由灌溉水导致的Cd年均输入通量分别为1.05、3.60 mg?m-2?a-1，分别占比54.62%和60.82%；农药肥料带入的重金属年均输入量占比小于5%，可忽略不计。不同沉降区土壤的主要输出途径均为地表径流和土壤淋溶，输出占比介于86.66%~100%；籽粒带走的重金属输出占比介于2.88%~13.34%。2019—2021年，背景区、中沉降区、高沉降区土壤Cd、Cu、Pb的年均净输入通量均大于0，Cd年均净输入通量分别为1.54、1.96、4.38 mg?m-2?a-1；Cu年均净输入通量分别为12.72、28.02、184.0 mg?m-2?a-1；Pb年均净输入通量分别为13.03、21.31、55.04 mg?m-2?a-1。综上，建议加强研究区域大气污染源和灌溉水质的长期监测并采取一定的控制措施，同时避免秸秆直接还田。本研究可为区域农田环境质量保护及重金属污染修复治理提供理论支持。

摘要:大量研究发现干湿变化显著影响土壤微生物群落和温室气体排放。然而，土壤干湿变化下活性微生物和温室气体排放的瞬时动态变化仍不清楚。因此，本实验首先观察稻田土壤在干旱、湿润和干湿变化三种情况下细菌群落和温室气体排放的动态变化，然后运用基于18O的稳定性同位素核酸探针技术（DNA-SIP）和高通量测序探讨干湿变化下土壤活性细菌群落的多样性、构建与潜在功能。相比于干旱和湿润处理，干湿变化显著促进二氧化碳的排放和含有更高相对丰度的放线菌门和浮霉菌门。干湿变化下变形菌门、放线菌门和浮霉菌门的相对丰度均随着培养时间呈现显著增长。而DNA-SIP试验结果表明干湿变化处理活性细菌的alpha多样性随着培养时间显著降低，变形菌门和放线菌门细菌是最主要的活性细菌，其中变形菌门中黏球菌目的相对丰度随培养时间呈显著增加。活性细菌的群落构建由确定性所主导，且随着培养进行，确定性的主导作用进一步加强。活性细菌的功能预测进一步发现碳水化合物代谢潜能随培养时间显著降低。综上，干湿变化处理显著改变土壤细菌群落，并促进稻田土壤二氧化碳排放，干湿变化处理的活性细菌由变形菌门和放线菌门细菌主导，活性细菌的群落构建由确定性过程主导。

摘要:根际微生物能通过多种途径增强作物对盐胁迫的适应性。为获得能显著提高水稻耐盐性的根际促生菌并探究其应用效果，选择耐盐品种湖南籼和盐敏感品种南粳46两个水稻品种，分别比较了耐盐水稻和盐敏感水稻在自然盐土和灭菌盐土中的生理指标，然后基于16S rRNA基因扩增子测序，通过根系细菌群落差异分析和共现网络分析，鉴定了在耐盐水稻根际富集且与耐盐性相关的关键类群。随后，采用根际微生物宏培养方法从耐盐水稻根际筛选出关键细菌类群的可培养菌株。最后通过盆栽试验评估了菌株增强盐敏感水稻耐盐能力的作用效果。结果表明，自然盐土中耐盐水稻株高和根长均显著高于灭菌土壤中的植株，而脯氨酸含量则显著低于灭菌土壤中的植株，表明耐盐水稻品种根际的微生物群落在增强水稻耐盐能力中具有重要作用。扩增子测序分析发现耐盐水稻品种和盐敏感水稻品种根际微生物群落差异显著，差异分析明确黄杆菌科（Flavobacteriaceae）和假单胞菌科（Pseudomonadaceae）为耐盐水稻根际富集的关键细菌类群。通过设置盐胁迫下盐敏感水稻发芽试验和苗期水培试验，筛选出普氏假单胞菌P34和大安金黄杆菌C18两株功能菌。最后通过盆栽试验证明C18和P34作为直接接种剂或种子包衣剂均能在盐胁迫下显著促进盐敏感水稻生长。综上，C18和P34具有良好的增强水稻耐盐能力的潜力，可作为开发盐碱地专用的种子包衣及微生物肥料的候选菌剂。

摘要:针对不同母岩发育土壤的微生物生物量碳代谢特征及驱动因子不明确的科学问题，以石灰岩和碎屑岩两种母岩发育的森林土壤为研究对象，利用18O-H2O标记测定微生物生长速率、微生物呼吸速率、微生物生物量碳利用效率（CUE）以及微生物周转时间，并结合土壤理化性质、土壤有机质矿物保护特性和土壤酶活性以及微生物生物量和群落组成，明确岩性对森林土壤微生物生物量碳代谢的影响机制。结果表明：石灰岩发育土壤的pH和0.05mm～0.002 mm粒径含量高于碎屑岩发育土壤，而有机碳（SOC）、全氮（TN）、可溶性碳（DOC）、C:P和N:P却低于碎屑岩发育土壤（P<0.05）；石灰岩发育土壤交换性钙镁（(Ca+Mg)）和游离态铁铝（(Fe+Al)d）含量高于比碎屑岩发育土壤，但非晶态铁铝（(Fe+Al)o）含量则低于碎屑岩发育土壤；石灰岩发育土壤碳氮磷循环、相关酶活性均显著低于碎屑岩发育土壤（P<0.05）；石灰岩发育土壤微生物生物量磷（MBP）高于碎屑岩发育土壤，但微生物生物量碳（MBC）、真菌细菌比（F:B）和革兰氏阳性菌阴性菌比（G+:G-）则显著低于碎屑岩发育土壤（P < 0.05）；石灰岩发育土壤微生物生长速率和周转速率显著高于碎屑岩发育土壤（P < 0.05），但微生物呼吸速率和CUE在两种土壤之间差异并不显著。土壤微生物生长速率和微生物周转速率均与土壤pH、(Ca+Mg):(Fe+Al)o、(Ca+Mg):SOC、(Fe+Al)d:SOC和革兰氏阴性细菌呈显著正相关（P<0.05），而与DOC、铁铝结合态有机碳、酶活性、MBC:MBN、F:B和G+:G-比呈显著负相关关系（P < 0.05）。此外，土壤CUE与MBC和MBC:MBN呈显著负相关（P < 0.05）；微生物呼吸速率仅与酚氧化酶活性呈显著负相关（P<0.05）。两种岩石发育的森林土壤微生物生物量碳代谢受生物和非生物因素的控制，这一研究结果为解释不同母岩发育森林土壤有机碳库的差异提供参考。

摘要:土壤有机碳（SOC）是陆地生态系统中最大的碳库，其对气候变化的响应直接影响全球碳循环。然而，关于土壤有机碳对长期水热变化的响应及其微生物调控机制尚不清楚。借助跨气候带土壤移置试验平台，开展了一项8年的土壤移置试验，其中将寒温带地区（中国海伦）的黑土剖面移置到温带和中亚热带地区（即封丘和鹰潭）来模拟土壤水热条件增加。水热增加提高了植被生物量，地上部植株C/N与微生物酶活性；降低了土壤有机碳、全氮、微生物残体碳（MNC）和活性矿物的相对含量。并且，微生物残体碳对有机碳的贡献也随着水热条件的增加而降低。通过计算DMNC/DSOC以表征水热增加后微生物残体碳损失速率。结果发现，DMNC/DSOC随着水热条件的增加而显著增加，封丘地区为72.50% ± 9.35%，而在鹰潭达到了82.67 ± 2.37%。重要的是，土壤活性矿物的变化与DMNC/DSOC呈强烈的负相关关系，突出了矿物保护在调控?MNC/?SOC发挥的关键作用。这些结果表明，水热增加降低了土壤矿物对微生物残体碳的保护和/或刺激了土壤中微生物对微生物残体碳的利用，通过减少微生物残体碳促进了有机碳的显著损失。

摘要:云南是我国典型的重金属元素地球化学高背景区，超积累植物能否有效修复镉（Cd）地质高背景土壤，从而实现农产品安全生产，尚鲜见报道。以云南石林、富源和罗平等三地的典型Cd地质高背景农田土壤为对象，开展温室盆栽试验，探究Cd、锌（Zn）超积累植物伴矿景天对土壤Cd的吸取修复效果，及对后茬水稻生长和Cd吸收的作用。结果表明，种植三季伴矿景天使三地土壤全量Cd分别下降24.8%、30.9%和58.8%；伴矿景天在富源玄武岩风化物母质发育的土壤上长势最好，与富源土壤肥力相对最高有关；伴矿景天在罗平石灰岩风化物发育的土壤上重金属吸取修复效果最佳，与罗平土壤呈中性、酸化作用更为明显有关，这些差异由土壤母质、养分与重金属有效性等综合影响所致。经伴矿景天吸取修复三季后，全生育期淹水种稻，其糙米和秸秆Cd浓度均大幅降低，可实现糙米Cd安全生产。未经植物吸取修复，旱作处理下水稻糙米Cd存在超标风险。植物吸取修复后种植水稻，再结合水分管理措施，可进一步降低稻米中Cd浓度，实现稻米安全生产，为Cd地质高背景区土壤的农作物安全生产提供理论依据和技术支撑。

摘要:为揭示典型潮土微生物群落及其生态网络对秸秆还田的响应机制，选择长期小麦-玉米轮作下不同秸秆还田处理的试验地为对象，应用高通量测序和生态网络等方法，阐明秸秆掩埋配施不同氮肥后土壤细菌群落组成、细菌网络共存关系以及与土壤养分的关联。结果表明：（1）与秸秆移除且不施氮肥处理相比，秸秆还田配合常规施肥处理显著降低土壤pH，提高了土壤全氮、有机碳、有效磷、速效钾和硝态氮含量（P < 0.05）。秸秆掩埋配施氮肥有利于增加土壤养分含量。（2）不同秸秆还田方式和氮肥施用量处理的细菌Alpha多样性无显著差异，而细菌群落结构差异显著。pH、SOC和TN等因子驱动了细菌群落结构变异。酸杆菌门、变形菌门、拟杆菌门和绿弯菌门是潮土细菌群落的主要优势菌门。（3）共现网络分析得到4个主要的生态集群，均与土壤养分有显著相关性。模块1中物种丰度与SOC、TN、TP、NO3- -N、AP和AK呈极显著负相关（P < 0.001），与pH呈极显著正相关（P < 0.001）；模块2和模块3中物种丰度与大部分养分含量呈正相关，与pH呈负相关。因此秸秆还田配施氮肥可以通过调节细菌互作关系，从而调控土壤肥力。研究结果可为秸秆的资源化利用和土壤施肥管理提供科学依据。

摘要:煤矿开采改变了矿区土壤条件、地表植被覆盖和微生物生存环境。植被由于生长条件和根际分泌物的不同，影响根际土壤微生物的组成和多样性。以山西省晋华宫煤矿复垦区侧柏、云杉、樟子松、油松、桧柏5种复垦植被为研究对象，分析其土壤理化性质、根际土壤酶活性和微生物群落结构的差异性，并计算综合土壤肥力指数以反映不同复垦植被的生态恢复效果。结果表明：不同植被对土壤物理和化学性质、土壤酶活性、根际微生物多样性和群落结构具有显著影响，樟子松林具有最高的全碳、全氮含量，为微生物提供更多的碳氮等养分，导致其具有显著高的微生物丰度和多样性；不同植被类型间微生物群落差异性显著，变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和拟杆菌门是优势菌门，全硫、容重和碱性蛋白酶是影响土壤根际微生物群落结构的关键因子；土壤综合肥力指数表明樟子松林和云杉林优于其他植被。综上，不同植被对矿区生态恢复的效果具有一定差异，樟子松林和云杉林有助于提高根际土壤细菌多样性和土壤肥力，研究可为半干旱区煤矿复垦区生态恢复的植被选择提供科学依据。

摘要:针对山东省金乡县品牌大蒜主产区长期连作大蒜田中土壤有机质亏缺和大蒜产量连年衰减的典型问题，以不同比例的有机肥替代化肥作为有机质补偿方案，研究了有机肥替代化肥对大蒜产量和土壤障碍的修复效果。试验选取了大于25年连作历史的代表性田块，以未种植大蒜的麦田作为非连作田块对照，设置常规化肥施肥（CF）、以氮（N）为基准进行有机肥替代化肥25%（M25）、50%（M50）和100%（M100）四个处理。结果表明，在长期大蒜连作土壤中，有机替代处理对大蒜的产量衰退具有显著的当季修复效果，增产幅度可达20%，同时改善了土壤中的氮素养分供应状态和土壤大于2 mm团聚体的比例；其中25%有机替代率（M25）具有较佳的经济效益；而在土壤有机质未出现亏缺的非连作土壤中，有机替代处理并无直接的增产效果。综上,本研究明确了增施有机肥仅在土壤有机质出现明显亏缺的连作大蒜土壤中可通过促进大颗粒土壤团聚体的形成和提升全生育期土壤有效态养分的固持能力,进而对连作大蒜土壤生产力的退化具有显著的修复效果。该研究对缓解连作体系中的类似土壤退化问题和维持土壤生产力的可持续性，具有有益的借鉴作用。

摘要:土壤是由不同粒径颗粒组成的，各粒径颗粒的性质差异大、在土壤中的空间位置不同。为了研究它们各自碳的变化差异，评估这些颗粒在土壤有机碳稳定和周转中的作用。选择亚热带阔叶林土壤，采用物理分组的方法，获得不同粒径土壤颗粒（>2 000、2 000~250、250~53、<53、53~20、20~2、<2μm），与全土等重量开展矿化试验，研究碳矿化量差异、主要碳形态变化及其相互关系，反向探究不同粒径颗粒在全土壤中的作用。结果表明，不同粒径颗粒按照质量比例作为权重计算的CO2累积排放量、全碳、C/N、芳香性指数、游离氧化铁含量占全土的95.0%~101.8%。<2 μm和20~2 μm土壤颗粒CO2累积排放量显著高于其他颗粒和全土。全土及各颗粒土壤CO2累积排放量与比表面积、总孔隙体积、全碳、土壤可溶性有机碳（DOC, Dissolved organic carbon）、 土壤微生物生物量碳 (Soil microbial biomass carbon, MBC)、易氧化碳、游离氧化铁呈正相关性，而与C/N呈负相关性。通过对不同粒径颗粒16个指标降维分析，综合特征指数显示<2 μm和20~2 μm颗粒最高，即它们的综合作用最大。因此，全土壤的碳变化可追溯到土壤不同粒径颗粒碳的不同变化及关系，且土壤小粒径的团聚或被大粒径颗粒包闭可能是降低全土碳矿化的机理之一，有利于维持全土壤碳的稳定或增加保存。

摘要:增温对微生物残体积累的影响对土壤碳库收支平衡具有重要意义。目前关于增温背景下微生物残体的响应规律和主要影响因素尚未明确。为此，以土壤氨基糖为微生物残体标识物，筛选国内外已发表的12篇文献，收集总氨基糖数据29组，氨基葡萄糖35组，胞壁酸39组，氨基半乳糖25组，利用Meta分析方法，探讨了增温对土壤微生物残体积累的影响及主控因素。结果表明：整体上，增温背景下微生物残体积累有所增加，但响应规律具有生态系统特异性，其中，农田生态系统中微生物残体对增温的响应更为敏感。增温对不同来源氨基糖的影响程度不同，表现为增温显著增加了土壤中氨基半乳糖和胞壁酸的含量，增幅分别为10.3%和5.0%。相应地，增温显著降低了氨基葡萄糖与胞壁酸的比值，说明增温有利于细菌残体的积累。增温背景下，细菌残体占土壤有机碳（SOC）比例显著增加，微生物残体和真菌残体对SOC的贡献比例无显著改变，暗示增温后真菌残体对有机碳库的贡献有所削弱。Meta分析发现，增温幅度是影响微生物残体积累的主要因子，增温幅度小于或等于2 ℃时，微生物残体的积累数量会增加，增加比例为2.7%~14.6%，而增温幅度大于2 ℃则会降低微生物残体在土壤中的积累，降低比例为8.0%~14.3%。此外，增温的时间尺度不同（短期、中期、长期）也会对微生物残体产生不同的影响效应。综上，增温会显著影响微生物残体在土壤中的积累动态及其对有机碳库的贡献比例，影响强度和方向又与生态系统类型和土壤深度有关，而增温幅度、增温时间和年均降水量是影响微生物残体积累的重要因素。

摘要:氨氧化过程对氧化亚氮（N2O）排放具有重要贡献。在不同土壤类型和农田管理下，氨氧化微生物类群对N2O排放的相对贡献组成规律还缺乏系统的研究。本研究选取典型农田耕层土壤（潮土、黑土、砖红壤），以及有机肥改良的砖红壤剖面土壤，采用选择性抑制法（乙炔和辛炔）研究氨氧化细菌（AOB）、氨氧化古菌和全程硝化菌（AOA+comammox）以及异养硝化菌对土壤硝化潜势、净硝化速率及N2O排放的相对贡献。结果表明，在耕层土壤中，潮土、黑土和砖红壤的pH分别是8.0、6.7和5.7，硝化潜势分别是N 32.5、6.6和4.8 mg?kg-1?d-1，净硝化速率分别是N 7.1、3.0和0.5 mg?kg-1?d-1，7天N2O累积排放量分别是N 38.0、35.4和8.7 μg?kg-1。AOB主导耕层土壤的硝化潜势，对硝化潜势的贡献分别是82%、58%和100%。对于净硝化速率，在潮土和砖红壤中，AOB和AOA+comammox贡献相当（均在30%~40%），而黑土中由AOB主导（72%）。AOB主导耕层土壤的N2O排放，对N2O排放的贡献分别是72%、92%和58%。在改良的砖红壤剖面土壤中，在0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm，pH分别是7.0、5.5和4.9，硝化潜势分别是N 6.6、2.0和1.1 mg?kg-1?d-1，净硝化速率分别是N 4.1、0.9和0.2 mg?kg-1?d-1，N2O排放分别是N 16.3、6.5和2.8 mg?kg-1?d-1。随土壤由深层至表层，硝化潜势、净硝化速率及N2O排放显著提高。AOA+comammox主导表层硝化潜势及净硝化速率的提高（分别贡献63%和54%），AOB主导N2O排放的增加（贡献54%）。本研究为制定与土壤氨氧化特性及土壤性质相匹配的N2O减排措施提供了新的科学依据。

摘要:我国干旱区农田关键带过量施氮造成氮肥利用率低和土壤硝态氮大量累积，威胁生态环境安全。阐明干旱区土壤硝态氮累积特征及其影响因素，可为干旱区水肥综合管理提供科学参考。选择典型干旱区—新疆阿克苏地区为研究区域，从南向北沿地形序列布设三个钻孔点，分别为60年棉田XJ1（40°36′48.7″N，80°48′14.2″E）、32年老苹果园XJ2（41°16′16.2″N，80°19′9.1″E）和15年新苹果园XJ3（41°20′37.6″N，80°17′11.0″E），海拔依次为971 m、1 129 m和1 213 m，采样深度依次为7.75 m、10.52 m和9.91 m，利用线性和非线性相关分析方法研究了土壤有关理化性质与土壤硝态氮浓度变异的关系。结果表明，海拔低处棉田和海拔高处不同种植年限的苹果园土壤深部均出现了硝态氮显著累积特征，深部浓度高达44 mg·kg-1，最大累积深度超过10 m。土壤含水量和不同粒径颗粒（砾石、砂粒、粉粒与黏粒）含量等关键理化性质可解释土壤硝态氮浓度垂直变异的约50%。其中，土壤含水量和土壤颗粒大小是决定土壤硝态氮深部累积特征的重要因素，土壤含水量越高、土壤颗粒越细，土壤硝态氮浓度通常越高。棉田土壤硝态氮在4 m深地下水位以下发生了明显的反硝化作用，使累积的硝态氮浓度降至较低水平（< 1 mg·kg-1）。苹果园因地下水位较深，土壤硝态氮未发生明显的反硝化作用，且已大量迁移累积至植物根系难以触及的深部区域（> 5 m）。土壤含水量是影响土壤硝态氮深部累积特征的地下部直接性因素；土壤颗粒大小通过调控土壤含水量空间变异，而成为影响土壤硝态氮深部累积特征的地下部根本性因素。

摘要:为明确磁铁矿（Fe3O4）与生物炭对厌氧土壤中六氯苯（HCB）还原脱氯降解的影响及其机理，首先制备并表征了纳米Fe3O4、生物炭及纳米Fe3O4/生物炭复合材料，采用红壤性水稻土的泥浆进行厌氧培养试验，分析反应体系的pH、Eh、吸附态和溶解态Fe(II)与HCB脱氯降解过程之间的内在关系。结果发现，灭菌对照处理的HCB脱氯降解作用很弱，表明HCB还原脱氯主要在微生物的作用下进行；添加生物炭可通过降低土壤的酸性、增强反应体系的还原性且促进生成吸附态Fe(II)而加速HCB还原脱氯降解；纳米Fe3O4促进HCB还原脱氯的效果较生物炭更强，主要归因于添加纳米Fe3O4使反应体系中生成更多的吸附态Fe(II)；纳米Fe3O4/生物炭复合材料促进HCB还原脱氯的效果较纳米Fe3O4更强，是因为Fe3O4/生物炭复合材料的比表面积更大且纳米Fe3O4的分散性更好，更有利于反应体系中的电子传递过程。因此，与纳米Fe3O4和生物炭相比，纳米Fe3O4/生物炭复合材料是一种更加理想的HCB污染土壤的修复剂。

摘要:定量化分析土壤结构对于了解土壤的物理、化学和生物过程有至关重要的作用。结合尺度分析理论和图像处理技术可从微观角度阐明土壤结构演变过程，解决生物质炭添加对土壤结构影响的争议问题。本研究以江苏滨海盐渍土为研究对象，设置0%、2%、5% （占0~20 cm表层土壤质量比）3个生物质炭添加水平改良盐渍土。每年在水稻收割后，采用塑料环刀取表层（0~20 cm）原状土，进行Micro-CT扫描获取土壤CT孔隙结构，采用不同的理论方法（多重分形分析和相对熵分析）分析生物质炭改良土壤CT孔隙的复杂尺度行为。结果表明，多重分形分析适合于灰度图像，而相对熵分析适合于二值图像。所有处理的孔隙复杂度逐年增加，生物质炭添加能够加快土壤孔隙结构的发育，孔隙复杂度增加速率更快。在不同生物质炭处理中，2%生物质炭处理的孔隙结构复杂程度最高（?α=0.061，Range?E=0.436），土壤的孔隙结构改善效果最好。高生物质炭的添加量（5%生物质炭处理）减少孔隙结构的复杂度（?α=0.045，Range?E=0.531），降低生物质炭的改良效果。本研究从孔隙微观角度为生物质炭改良孔隙结构提供理论依据。

摘要:南方黏质红壤土壤机械阻力高，本文采用两种植物根系分泌物处理土壤，分析其对两种压实情况下的土壤机械阻力（SPR）影响。通过水培法提取须根系植物香根草和主根系紫花苜蓿根系分泌物，分析其组成特征、并冷冻干燥获取分泌物干物质。分泌物干物质按照4种施加水平处理土壤，之后对平衡后的重塑环刀土壤实施两种压实处理，并分析土壤SPR、含水量（SWC）、团聚体和容重。结果表明：紫花苜蓿根系分泌物中芳香基碳类、烷氧基碳类和羰基碳类相对含量（3.23%、6.83%、55.09%）较香根草高（1.64%、4.12%、45.78%），而疏水物质/亲水物质则呈现相反趋势。SPR随分泌物施加水平升高而降低，但只有施加水平≥0.2 mg·g-1时引起土壤SPR显著降低,且紫花苜蓿降低SPR幅度较香根草明显。相关性和回归分析证明根系分泌物中较低的疏水性物质/亲水性物质比和较高的烷氧基碳类相对含量，通过增加SWC和团聚体平均质量直径降低土壤SPR。综上所述，主根系植物根系分泌物对黏质红壤SPR的缓解效果优于须根系植物。

摘要:探究亚热带喀斯特流域土壤氧化铁特征及其分异，对认识这类特殊地域综合体上土壤的发生发育及类型演化等具有重要意义。以贵州省普定县后寨河流域内53个典型剖面土壤为研究对象，测定诊断表层和诊断表下层不同形态氧化铁含量并计算其风化度指标，分析土壤氧化铁特征及其分异情况，探讨成土环境和土壤属性对氧化铁特征分异的影响。结果表明：由诊断表层至诊断表下层，全铁、游离铁呈增加趋势，平均增幅分别为25.54%和39.63%，铁氧化物具有在诊断表下层富集的特征；诊断表层铁活化度高于诊断表下层，而铁游离度和铁晶胶率与之相反。大部分诊断表下层土壤游离铁在30 g·kg?1以上，铁游离度≥50%，铁活化度< 30%，土壤处于中期脱硅富铝化阶段。母岩、土地利用、流域部位、有机质、pH、黏粒阳离子交换量和质地等对不同形态土壤氧化铁含量及其风化度指标分异均有显著影响（P<0.05）；地理探测器分析表明，母岩与有机质对各氧化铁特征（除铁游离度）分异的解释力较大，二者交互作用下的q值最大（全铁41.9%、游离铁39.8%、非晶质铁40.1%、铁活化度41%、铁晶胶率52.5%），因此母岩和有机质为亚热带喀斯特流域土壤氧化铁特征分异的主控因子。

摘要:横坡垄作是一种常见的水土保持耕作措施，它通过增大坡面拦蓄和入渗能力，进而影响坡面土壤侵蚀过程。为揭示黄土坡耕地养分流失特征，通过人工模拟降雨试验，利用投影面积为4.5 m×1.5 m的径流小区，设计降雨强度（90 mm·h-1）、5个地表坡度（3o、5o、10o、15o、20o）以及横坡垄作和平整坡面两种坡面处理，探究横坡垄作对不同坡度坡耕地产流产沙特性及其携带的氮磷养分流失情况。结果表明：（1）坡面坡度小于20o时，横坡垄作能明显降低降雨过程中坡面的产流产沙量，产流量和产沙量最大分别可降低95%和99%；而当坡度增大至20o时，横坡垄作坡面发生断垄，横坡垄作对径流和泥沙的控制效应随之减弱，产流和产沙量会接近或大于平整坡面。（2）横坡垄作对养分流失浓度的影响较小，但对养分流失量具有明显影响。坡面坡度小于20o时，横坡垄作具有较好的控制坡面养分流失量的效果；当坡度增大至20o时，横坡垄作控制养分流失的作用减弱。径流中全氮的流失量始终大于全磷的流失量；除横坡垄作10o坡面外，泥沙中全磷的流失量均大于全氮的流失量。（3）坡面养分流失量主要由坡面径流量和泥沙量决定。径流养分流失率和产流速率、泥沙养分流失率和产沙速率满足线性正相关关系。横坡垄作对径流和泥沙中养分减少效益分别可以达到45%~100%、59%~100%。整体上而言，横坡垄作是控制坡面土壤侵蚀及减少养分流失的一种有效方法。

摘要:秸秆与化肥和粪肥配施是改善土壤质量的有效措施，但其在不同质地潮土中对小麦产量的影响及影响机制尚不清楚。本研究基于中国科学院封丘农业生态实验站设置的7年长期定位试验，选取砂质、壤质和黏质3种质地潮土（下文分别简称砂土、壤土和黏土），每种质地潮土均包含5个处理：不施化肥+秸秆离田（N0S0）、不施化肥+秸秆还田（N0S）、常规施化肥+秸秆离田（NS0）、常规施化肥+秸秆还田（NS）和施化肥+秸秆还田+鸡粪替代20%氮肥（NSM），研究了不同施肥模式在不同质地潮土中对土壤质量和小麦产量的影响。结果表明，在砂土、壤土和黏土中，与N0S0处理相比，NS处理的籽粒产量分别增加611.56%、440.00%和403.55%，NSM处理的籽粒产量分别增加676.56%、546.67%和492.86%。在砂土、壤土和黏土中，与N0S0处理相比，N0S和NS0处理的土壤质量指数（SQI）显著提升，NS处理则进一步提升。NSM处理在砂土中SQI优于NS处理，但在壤土和黏土中与NS处理无显著差异。随机森林分析表明，砂土中，pH、碱解氮（AHN）、可溶性有机氮（DON）、有效磷（AP）、有机碳（SOC）和速效钾（AK）是影响籽粒产量的关键土壤性质；壤土中，AP、pH、AK、AHN、微生物生物量碳（MBC）和SOC是影响籽粒产量的关键土壤性质；黏土中，AP、DON、AHN和pH是影响籽粒产量的关键土壤性质。偏最小二乘路径模型表明，在砂土、壤土和黏土中，影响小麦产量的关键土壤性质均受施肥模式显著调控，且均对SQI具有显著影响，而SQI均对小麦籽粒产量具有直接显著影响，影响小麦产量的关键土壤性质可以作为监测土壤质量和小麦产量变化的指标以指导优化施肥。此外，在壤土中，SQI还通过影响小麦产量构成因素而间接影响籽粒产量。因此，秸秆与化肥和鸡粪配施改善了土壤质量，并在不同质地潮土中通过不同作用方式直接或间接影响了小麦产量。

摘要:农田土壤重金属污染对食品安全和人体健康构成巨大的威胁。重金属主要通过经口摄入土壤、吸入土壤颗粒、皮肤接触和食物链摄取等暴露途径进入人体，其中经口摄入重金属污染土壤和农产品是主要的暴露途径。人体健康风险评估在农田土壤质量分类和风险管控中起着重要作用。因此，梳理了中国农田土壤重金属污染的人体健康风险评估的发展状况，介绍了人体健康风险评估的基本流程和评估技术，论述了影响人体健康风险评价准确性的主要因素及优化措施。在农田土壤重金属健康风险评估中，应加强耦合污染源识别技术、重视食物消费暴露途径、精准识别不同敏感受体、本土化敏感受体的暴露参数、纳入重金属的生物可给性，同时提高农田土壤重金属健康风险评估的准确性。未来可从加强应对健康风险评估过程不确定性的技术方法、考虑各种饮食的暴露途径和建立本土化的重金属毒性标准数据等多方面深化农田土壤重金属健康风险评估，以期推动中国农田土壤重金属人体健康风险评估的理论和技术发展。

摘要:以猪、鸡、牛和羊骨为原材料厌氧热解制备成生物质炭（骨炭）作为改良剂，探究骨炭最佳制备条件及其对酸性土壤改良效果，并从土壤固相和液相二个角度探究骨炭对酸性土壤铝（Al）形态的影响。结果表明：高温厌氧热解制备的骨炭富含CaO、CaCO3和Ca5(PO4)3(OH)，同时含有NaO、MgO等碱性物质及-OH等多种官能团。但骨炭碱含量受热解温度影响较大，鸡骨和牛骨在800℃、猪骨和羊骨在900℃时其炭碱含量接近峰值并保持稳定，约为生石灰的90%，是最佳制备温度。此温度下制备的四种骨炭均可有效地提高pH<6.0的酸性红黏土、红砂土和砖红壤pH。骨炭中的碱性物质主要以H+缓冲剂的形式存在，从而导致其提高土壤pH的幅度与初始土壤pH成反比。pH=4.40的红黏土中添加5 g?kg-1猪、鸡、羊和牛骨炭后土壤溶液Al浓度分别较对照降低33%、34%、47%和41%，固相有机结合态Al含量无显著变化（P>0.05）。骨炭增加了酸性土壤阳离子交换量，并通过促进活性Al向土壤固相吸附态羟基Al和更稳定态Al转化从而降低土壤溶液Al及交换态Al含量。骨炭富含植物生长所需营养元素，具备无机和有机改良剂的双重特性，是可替代传统石灰作为酸性农田土壤改良剂的优质材料。

摘要:传统和新兴有机氯污染物（Organochlorine pollutants，OCPs）在环境中易形成持久性污染源，可对人类健康和生态环境造成巨大影响。已有大量研究证实，厌氧条件下由土壤微生物胞外呼吸电子传递介导的生源要素循环对OCPs的生物地球化学过程具有重要影响，将进一步调控土壤健康演变方向。从多过程耦合角度厘清残留OCPs的潜在土壤健康风险，在全球“一体化健康”的需求下显得尤为必要。有鉴于此，本文先简明扼要梳理近42年关于土壤中残留OCPs的研究进展与现况，明确热点领域与学术前沿；再从微生物介导的土壤氧化还原多过程耦合角度，梳理OCPs还原脱氯与土壤中关键元素生物化学循环过程之间的潜在关系，深入认识OCPs残留土壤的地下生态环境与健康风险；最后对我国土壤OCPs污染调控的未来研究方向提出建议和展望，为实现OCPs残留土壤的污染治理提供研究思路，以支撑完善土壤健康理论。

摘要:基于植物-土壤反馈理论，连作体系中的根系分泌物必然在加剧土传病害发生中起重要作用，但相关研究证据尚缺少系统总结。本文梳理了连作加剧土传病害发生的现象以及连作累积典型根系分泌物组分的案例。从有利于土传病原菌由土体向根际迁移、增殖和致病（“利病”）、破坏根际有益微生物群落防线（“压益”）和毒害根系免疫系统（“自毒”）等三个方面，阐述连作根系分泌物中某些物质促进土传病原菌入侵的机制。从根系分泌物的角度阐述轮作、间作、套作、伴生和嫁接等多样性种植方式缓解连作土传病害的发生机制。提出鉴定“利病”、“压益”和“自毒”物质以及构建对应的消减技术途径，可为土传病害绿色高效综合防控提供科学支撑。

摘要:构建土壤污染风险管控空间区划体系是对《中华人民共和国土壤污染防治法》“分类分区分阶段管理”思想的深入落实，高分辨率的风险空间区划地图能为划分风险管控优先区和大尺度统筹部署土壤污染防治铺排工作提供科学有效的决策指导。利用正定矩阵因子分析模型（PMF）明确了浙江省宁波市某工业集聚区铬、铜、砷、镉、铅、镍、锑和汞等8种重金属的污染源和贡献率，然后基于“源-径-汇”关系和质量平衡理论形成土壤重金属污染风险管控空间区划技术体系。结果表明，土壤重金属的空间分布具有明显异质性，主要排放源包括火力发电燃煤燃烧源（17.08%）、其他工业源（17.94%）、农业活动排放源（26.07%）、自然源（28.61%）和交通排放源（10.31%）等五类；利用构建的空间区划技术体系可将土壤重金属污染风险划分为极高、高、中、低和极低共五个等级，分别占研究区总面积的8.64%、17.28%、18.27%、22.92%和32.89%。区域风险胁迫水平的空间量化表达能有效识别高风险热点，进而采取优先管控措施实现土壤污染精准防治。