2025年第62卷第5期文章目次
> 新视角与前沿
摘要:
土壤健康是确保粮食安全和维持陆地生态系统服务与功能的重要前提。土壤微生物在调节养分循环、增强根际免疫、阻控环境污染等方面发挥着关键作用，合理开发和应用微生物资源是未来保护土壤健康、发挥土壤功能的重要手段。然而，由于土壤的空间异质性和组分的复杂性，限制了对微生物功能的识别和利用。目前，合成生物学的发展为利用微生物促进土壤健康提供了新的途径和思路。通过充分挖掘和发挥微生物群落的代谢多样性、功能稳定性和环境适应性优势，合理构建合成菌群，可为环境污染受损或耕地质量退化土壤的生态修复提供技术支撑。本文综述了合成菌群构建的方式、工具和应用场景，探讨其在修复污染土壤、提升土壤肥力和促进植物抵御土传病害和非生物胁迫方面的作用机制，并提出未来的研究方向，包括构建合成菌群资源库的构建、开发合成生物学工具开发、利用人工智能筛选菌群等。这对实现在特定范围内精准构建并定向利用合成菌群提升土壤健康、保障土壤可持续利用有重要意义。
土壤健康是确保粮食安全和维持陆地生态系统服务与功能的重要前提。土壤微生物在调节养分循环、增强根际免疫、阻控环境污染等方面发挥着关键作用，合理开发和应用微生物资源是未来保护土壤健康、发挥土壤功能的重要手段。然而，由于土壤的空间异质性和组分的复杂性，限制了对微生物功能的识别和利用。目前，合成生物学的发展为利用微生物促进土壤健康提供了新的途径和思路。通过充分挖掘和发挥微生物群落的代谢多样性、功能稳定性和环境适应性优势，合理构建合成菌群，可为环境污染受损或耕地质量退化土壤的生态修复提供技术支撑。本文综述了合成菌群构建的方式、工具和应用场景，探讨其在修复污染土壤、提升土壤肥力和促进植物抵御土传病害和非生物胁迫方面的作用机制，并提出未来的研究方向，包括构建合成菌群资源库的构建、开发合成生物学工具开发、利用人工智能筛选菌群等。这对实现在特定范围内精准构建并定向利用合成菌群提升土壤健康、保障土壤可持续利用有重要意义。
> 综述与评论
摘要:
土壤污染风险管控和修复是实现建设用地安全利用，保障“住得安心”的关键，其工作成效受到技术发展与环境管理的双重影响，其中联动监管的系统性和衔接性至关重要。国家及各地针对建设用地土壤环境联动监管进行了诸多尝试，通过地方立法、规范性文件、技术标准等多种形式，在部门职责划分、过程监管、准入管理等方面不断细化和规范，有效管控了污染地块环境风险，但联动监管的全面性和衔接性尚有待进一步提升。本文在分析建设用地自然属性、社会经济属性及土壤治理修复特殊性等特点的基础上，系统梳理了目前建设用地土壤污染风险管控和修复的工作现状、典型问题和优化建议。总体上，各级地方在国家制度体系框架下，重点从细化监管范围、制定实施细则、强化监督落实等方面落实国家相关要求，剖析了联动监管范围不明、规划考量力度不足、土地流转嵌入不深、地块信息集成不够等问题，并从明晰监管范围、融合土地规划与土壤修复、细化土地流转工作要求、国土空间“一张图”、多手段强化监督管理等角度提出了部门联动的制度优化建议。未来可从精准化监管、绿色低碳修复转型和提升土壤污染数智化水平等方面深入研究，有效提升联动监管综合成效。研究可为建设用地土壤风险管控和修复的联动监管制度完善以及有效保障建设用地安全利用提供参考。
土壤污染风险管控和修复是实现建设用地安全利用，保障“住得安心”的关键，其工作成效受到技术发展与环境管理的双重影响，其中联动监管的系统性和衔接性至关重要。国家及各地针对建设用地土壤环境联动监管进行了诸多尝试，通过地方立法、规范性文件、技术标准等多种形式，在部门职责划分、过程监管、准入管理等方面不断细化和规范，有效管控了污染地块环境风险，但联动监管的全面性和衔接性尚有待进一步提升。本文在分析建设用地自然属性、社会经济属性及土壤治理修复特殊性等特点的基础上，系统梳理了目前建设用地土壤污染风险管控和修复的工作现状、典型问题和优化建议。总体上，各级地方在国家制度体系框架下，重点从细化监管范围、制定实施细则、强化监督落实等方面落实国家相关要求，剖析了联动监管范围不明、规划考量力度不足、土地流转嵌入不深、地块信息集成不够等问题，并从明晰监管范围、融合土地规划与土壤修复、细化土地流转工作要求、国土空间“一张图”、多手段强化监督管理等角度提出了部门联动的制度优化建议。未来可从精准化监管、绿色低碳修复转型和提升土壤污染数智化水平等方面深入研究，有效提升联动监管综合成效。研究可为建设用地土壤风险管控和修复的联动监管制度完善以及有效保障建设用地安全利用提供参考。
> 研究论文
摘要:
土壤抗蚀性能反映了土壤对侵蚀的易损性或敏感性，是众多土壤侵蚀预测模型的重要参数。因此，量化不同植被类型下的土壤抗蚀性能对于区域土壤侵蚀的预测及土地利用格局的调整具有重要意义。基于此，本研究在三峡库区腹地忠县的秦岭小流域内选择库区7种典型植被类型，探究不同植被类型土壤抗蚀性能的差异及其主控因素。结果表明：不同植被类型的土壤抗蚀性能综合指数（Comprehensive Soil Erosion Resistance Index，CSRI）为0.05～0.72，其中玉米地最小，然后依次为柑橘地、草地、桉树林、马尾松林、灌木林和柏树林；且玉米地和柑橘地的CSRI显著小于其他植被类型（P<0.05），且与玉米地相比，柑橘地、草地、桉树林、马尾松、灌木林和柏树林的CSRI分别增大210%、407%、779%、816%、1095%、1217%。不同植被类型土壤抗蚀性能的差异与近地表土壤性质和植被特性密切相关，CSRI与土壤黏粒含量、总孔隙度、半分解枯落物蓄积量和根质量密度呈显著正相关关系（P<0.05），与有机质和水稳性团聚体含量呈极显著正相关关系（P<0.01），而与土壤容重呈显著负相关关系（P<0.05）。冗余分析结果表明土壤水稳性团聚体、黏粒和有机质含量是导致不同植被类型土壤抗蚀性能存在差异的主控因素，可以解释其64%的差异。路径分析表明，紫色土区不同植被类型土壤风化速率不同导致土壤黏粒含量存在差异，使得土壤水稳性团聚体含量及稳定性发生变化，进而影响土壤抗蚀性能。这与前人在其他土壤类型下认为的土壤抗蚀性能受控于植被特性间接影响土壤结构存在一定差异。
土壤抗蚀性能反映了土壤对侵蚀的易损性或敏感性，是众多土壤侵蚀预测模型的重要参数。因此，量化不同植被类型下的土壤抗蚀性能对于区域土壤侵蚀的预测及土地利用格局的调整具有重要意义。基于此，本研究在三峡库区腹地忠县的秦岭小流域内选择库区7种典型植被类型，探究不同植被类型土壤抗蚀性能的差异及其主控因素。结果表明：不同植被类型的土壤抗蚀性能综合指数（Comprehensive Soil Erosion Resistance Index，CSRI）为0.05～0.72，其中玉米地最小，然后依次为柑橘地、草地、桉树林、马尾松林、灌木林和柏树林；且玉米地和柑橘地的CSRI显著小于其他植被类型（P<0.05），且与玉米地相比，柑橘地、草地、桉树林、马尾松、灌木林和柏树林的CSRI分别增大210%、407%、779%、816%、1095%、1217%。不同植被类型土壤抗蚀性能的差异与近地表土壤性质和植被特性密切相关，CSRI与土壤黏粒含量、总孔隙度、半分解枯落物蓄积量和根质量密度呈显著正相关关系（P<0.05），与有机质和水稳性团聚体含量呈极显著正相关关系（P<0.01），而与土壤容重呈显著负相关关系（P<0.05）。冗余分析结果表明土壤水稳性团聚体、黏粒和有机质含量是导致不同植被类型土壤抗蚀性能存在差异的主控因素，可以解释其64%的差异。路径分析表明，紫色土区不同植被类型土壤风化速率不同导致土壤黏粒含量存在差异，使得土壤水稳性团聚体含量及稳定性发生变化，进而影响土壤抗蚀性能。这与前人在其他土壤类型下认为的土壤抗蚀性能受控于植被特性间接影响土壤结构存在一定差异。
摘要:
排土场是一种典型的人工再塑地貌，由于近年受极端暴雨的影响，边坡极易发生滑坡和泥石流等地质灾害，造成水土流失，导致矿区植被恢复困难。为此，本研究通过人工模拟降雨试验，旨在探究不同降雨强度（50、75、100 mm·h-1）和植被覆盖度（0%、40%、70%）下，排土场坡面土壤剥蚀率随产流时间的变化特征及土壤剥蚀率与水动力学参数之间的定量关系。结果表明，土壤剥蚀率主要受降雨强度及植被覆盖度的影响，对土壤剥蚀率的贡献率分别为50%、36%。3种降雨强度下，植被覆盖度为70%的产流产沙总量较0%分别显著下降18%～27%及84%～87%（P<0.05）。不同植被覆盖度，降雨强度为100 mm·h -1的产流产沙总量较50 mm·h -1分别显著增加1940～2530 mL及66.92～386.14 g（P<0.05）。在0%、40%、70%植被覆盖度下土壤剥蚀率与雷诺数、剪切力和径流功率三个水动力学参数均呈极显著幂函数关系（P<0.01），各水动力学参数间呈极显著线性正相关关系（P<0.01）。就拟合优度而言，不同水力参数植被覆盖度均表现为70%>40%>0%，土壤剥蚀率与径流功率拟合效果最显著，决定系数R2为0.894。该项研究阐明了排土场覆土边坡植被覆盖度与坡面侵蚀动力的关系，揭示了排土场覆土边坡在不同植被覆盖度下的土壤侵蚀过程，研究结果可为矿区排土场植被建设和生态修复提供理论依据。
排土场是一种典型的人工再塑地貌，由于近年受极端暴雨的影响，边坡极易发生滑坡和泥石流等地质灾害，造成水土流失，导致矿区植被恢复困难。为此，本研究通过人工模拟降雨试验，旨在探究不同降雨强度（50、75、100 mm·h-1）和植被覆盖度（0%、40%、70%）下，排土场坡面土壤剥蚀率随产流时间的变化特征及土壤剥蚀率与水动力学参数之间的定量关系。结果表明，土壤剥蚀率主要受降雨强度及植被覆盖度的影响，对土壤剥蚀率的贡献率分别为50%、36%。3种降雨强度下，植被覆盖度为70%的产流产沙总量较0%分别显著下降18%～27%及84%～87%（P<0.05）。不同植被覆盖度，降雨强度为100 mm·h -1的产流产沙总量较50 mm·h -1分别显著增加1940～2530 mL及66.92～386.14 g（P<0.05）。在0%、40%、70%植被覆盖度下土壤剥蚀率与雷诺数、剪切力和径流功率三个水动力学参数均呈极显著幂函数关系（P<0.01），各水动力学参数间呈极显著线性正相关关系（P<0.01）。就拟合优度而言，不同水力参数植被覆盖度均表现为70%>40%>0%，土壤剥蚀率与径流功率拟合效果最显著，决定系数R2为0.894。该项研究阐明了排土场覆土边坡植被覆盖度与坡面侵蚀动力的关系，揭示了排土场覆土边坡在不同植被覆盖度下的土壤侵蚀过程，研究结果可为矿区排土场植被建设和生态修复提供理论依据。
摘要:
为探究亚热带崩岗侵蚀区不同植被恢复类型对土壤团聚体孔隙特征的影响，本研究采集4种植被恢复区土壤表层样品，包括人工乔木林、人工混交林、人工灌木林和人工草地，并以侵蚀劣地作为对照，采用能够提供团聚体内部信息的X射线显微计算机断层扫描（μCT）以5.91 μm分辨率量化3～5 mm团聚体孔隙特征，并结合土壤容重、团聚体粒径分布和机械组成等物理特性对土壤结构进行多尺度物理层次分析。结果表明，植被恢复显著促进了土壤团聚体的形成与稳定，孔隙特征呈现出较高的各向异性和分形维数。不同植被类型改善土壤的物理性质并增强其水分和养分保持能力，优化了土壤结构。孔径分布随植被类型不同而变化，反映了特定环境和管理措施的影响。基于土壤结构指数（Soil Structure Index，SSI）评估土壤结构质量，结果显示，除人工草地外，所有植被恢复区土壤的SSI值均高于侵蚀劣地：人工乔木林（0.66）>人工混交林（0.60）>人工灌木林（0.48）>侵蚀劣地（0.31）>人工草地（0.25），其中乔木林（尤其是柑橘林）在提升土壤结构和稳定性方面表现尤为显著。本研究显示了植被修复在崩岗地区生态恢复和土壤质量提升中的关键作用，不同植被类型对土壤团聚体孔隙特征的正向影响为土地管理和生态恢复提供了重要参考，未来研究可继续探讨不同恢复措施对土壤健康和水土保持的长期效果，从而为土地利用可持续和生态保护提供更为科学的支持。
为探究亚热带崩岗侵蚀区不同植被恢复类型对土壤团聚体孔隙特征的影响，本研究采集4种植被恢复区土壤表层样品，包括人工乔木林、人工混交林、人工灌木林和人工草地，并以侵蚀劣地作为对照，采用能够提供团聚体内部信息的X射线显微计算机断层扫描（μCT）以5.91 μm分辨率量化3～5 mm团聚体孔隙特征，并结合土壤容重、团聚体粒径分布和机械组成等物理特性对土壤结构进行多尺度物理层次分析。结果表明，植被恢复显著促进了土壤团聚体的形成与稳定，孔隙特征呈现出较高的各向异性和分形维数。不同植被类型改善土壤的物理性质并增强其水分和养分保持能力，优化了土壤结构。孔径分布随植被类型不同而变化，反映了特定环境和管理措施的影响。基于土壤结构指数（Soil Structure Index，SSI）评估土壤结构质量，结果显示，除人工草地外，所有植被恢复区土壤的SSI值均高于侵蚀劣地：人工乔木林（0.66）>人工混交林（0.60）>人工灌木林（0.48）>侵蚀劣地（0.31）>人工草地（0.25），其中乔木林（尤其是柑橘林）在提升土壤结构和稳定性方面表现尤为显著。本研究显示了植被修复在崩岗地区生态恢复和土壤质量提升中的关键作用，不同植被类型对土壤团聚体孔隙特征的正向影响为土地管理和生态恢复提供了重要参考，未来研究可继续探讨不同恢复措施对土壤健康和水土保持的长期效果，从而为土地利用可持续和生态保护提供更为科学的支持。
2025, 62(5):1294-1308.
DOI: 10.11766/trxb202409220371
摘要:
准确揭示耕地土壤有机碳时空变化可为粮食安全和“双碳”目标的实现提供科学依据。以30多万图斑和5万多样点建立的1︰1万数据库为基础，利用优化的地统计学插值方法和重心迁移模型定量化分析1982—2018年福建省不同区域耕地表层土壤有机碳库的时空变化。结果表明，福建省耕地土壤有机碳库变化的区域差异较大。1982年和2018年闽东南沿海市域耕地土壤有机碳密度分别介于2.37～2.65 kg·m-2和2.23～2.83 kg·m-2，远小于闽西北内陆市域，且莆田以外的其他市域耕地土壤总体表现为固碳增汇。水稻土和水田是全省最主要的碳汇土壤类型和土地利用类型，有机碳储量提升0.10 kg·m-2，滨海盐土、风砂土和旱地土壤有机碳密度分别下降0.23 kg·m-2、0.22 kg·m-2和0.03 kg·m-2。福建中亚热带耕地土壤有机碳密度由3.02 kg·m-2上升为3.16 kg·m-2，贮碳水平和碳汇强度均高于福建南亚热带。不同区域耕地土壤有机碳库重心的变异方向、角度和距离也有所差异。未来应根据不同区域土壤有机碳水平及其变化差异针对性制定耕地土壤固碳减排措施。
准确揭示耕地土壤有机碳时空变化可为粮食安全和“双碳”目标的实现提供科学依据。以30多万图斑和5万多样点建立的1︰1万数据库为基础，利用优化的地统计学插值方法和重心迁移模型定量化分析1982—2018年福建省不同区域耕地表层土壤有机碳库的时空变化。结果表明，福建省耕地土壤有机碳库变化的区域差异较大。1982年和2018年闽东南沿海市域耕地土壤有机碳密度分别介于2.37～2.65 kg·m-2和2.23～2.83 kg·m-2，远小于闽西北内陆市域，且莆田以外的其他市域耕地土壤总体表现为固碳增汇。水稻土和水田是全省最主要的碳汇土壤类型和土地利用类型，有机碳储量提升0.10 kg·m-2，滨海盐土、风砂土和旱地土壤有机碳密度分别下降0.23 kg·m-2、0.22 kg·m-2和0.03 kg·m-2。福建中亚热带耕地土壤有机碳密度由3.02 kg·m-2上升为3.16 kg·m-2，贮碳水平和碳汇强度均高于福建南亚热带。不同区域耕地土壤有机碳库重心的变异方向、角度和距离也有所差异。未来应根据不同区域土壤有机碳水平及其变化差异针对性制定耕地土壤固碳减排措施。
摘要:
为探明河湖交汇区土壤溶解性有机质（Dissolved organic matter，DOM）总量、组分与来源特征，强化对湿地生态系统中DOM生物地球化学过程的认识，采用紫外/可见光光谱和荧光光谱技术，研究洪泽湖河湖交汇区湖草滩、芦苇滩、杨树林、柳树林土壤DOM的光谱特征。结果表明，不同植被覆盖土壤DOM含量表现为芦苇滩>湖草滩>杨树林>柳树林，其中芦苇滩土壤0～40 cm溶解性有机碳含量可达193.2 mg·kg-1。DOM光谱指数A250/A365、SUVA254、SUVA260和SR值分别介于3.7～4.5、1.3～1.8、0.86～1.8和3.6～4.9，湖草滩土壤DOM分子量、芳香性和疏水性显著高于其他土壤，在垂直结构上，20～40 cm土层DOM分子量、芳香性和疏水性相对较低。通过EEM-PARAFAC解析出4种荧光组分，分别为陆源类腐殖酸、海洋源类腐殖酸、类黄腐酸和类蛋白。各土层腐殖酸类物质含量均占主导，占比达到55.1%～70.1%，20～40 cm土层中蛋白类物质含量部分有所上升，特别是芦苇滩土壤。各植被下土壤FI、BIX和HIX指数分别介于1.3～1.5、0.47～0.72和1.7～7.4，表现出陆源主导形成，自生源特性弱，腐殖化程度较高，分子量与结构相对复杂，不同植被覆盖下土壤DOM性质差异显著。综上，研究结果揭示了洪泽湖河湖交汇区不同植被覆盖土壤DOM总量与光谱特征差异，为理解河湖交汇区DOM环境行为、强化关键区域碳封存效率及其生境保护提供了科学依据。
为探明河湖交汇区土壤溶解性有机质（Dissolved organic matter，DOM）总量、组分与来源特征，强化对湿地生态系统中DOM生物地球化学过程的认识，采用紫外/可见光光谱和荧光光谱技术，研究洪泽湖河湖交汇区湖草滩、芦苇滩、杨树林、柳树林土壤DOM的光谱特征。结果表明，不同植被覆盖土壤DOM含量表现为芦苇滩>湖草滩>杨树林>柳树林，其中芦苇滩土壤0～40 cm溶解性有机碳含量可达193.2 mg·kg-1。DOM光谱指数A250/A365、SUVA254、SUVA260和SR值分别介于3.7～4.5、1.3～1.8、0.86～1.8和3.6～4.9，湖草滩土壤DOM分子量、芳香性和疏水性显著高于其他土壤，在垂直结构上，20～40 cm土层DOM分子量、芳香性和疏水性相对较低。通过EEM-PARAFAC解析出4种荧光组分，分别为陆源类腐殖酸、海洋源类腐殖酸、类黄腐酸和类蛋白。各土层腐殖酸类物质含量均占主导，占比达到55.1%～70.1%，20～40 cm土层中蛋白类物质含量部分有所上升，特别是芦苇滩土壤。各植被下土壤FI、BIX和HIX指数分别介于1.3～1.5、0.47～0.72和1.7～7.4，表现出陆源主导形成，自生源特性弱，腐殖化程度较高，分子量与结构相对复杂，不同植被覆盖下土壤DOM性质差异显著。综上，研究结果揭示了洪泽湖河湖交汇区不同植被覆盖土壤DOM总量与光谱特征差异，为理解河湖交汇区DOM环境行为、强化关键区域碳封存效率及其生境保护提供了科学依据。
2025, 62(5):1320-1327.
DOI: 10.11766/trxb202408060320
摘要:
由于水稻土中的富钾矿物具有独特的释钾机制，在未来的农业生产中要对水稻土矿物钾给予足够的重视。但水稻土发生过程中不同形态钾转化阈值的演变特征和影响因素尚缺乏系统研究，这大大限制了水稻土矿物钾转化模型的建立与发展。为此，本研究选取“富钾”的紫色水稻土和“贫钾”的红壤性水稻土，通过时间序列，研究其发生过程中不同形态钾（包括水溶态钾：WK；交换性钾：EK；非交换性钾：NEK；矿物钾：MK）转化阈值的演变特征和影响因素，以期为降低稻田对可溶性钾肥的依赖提供理论支撑。结果表明，对“富钾”的紫色水稻土而言，传统稻作在0～20 a之内能引起耕作层WK和EK总量明显降低（约降低28%），之后WK↔EK和EK↔NEK之间的转化阈值相对稳定于61±4和106±9 mg·kg-1之间。对“贫钾”的红壤性水稻土而言，WK和EK的总量在0～100 a之内也会大幅度降低并达到很低的水平（约降低30%），之后WK↔EK和EK↔NEK之间的转化阈值相对稳定于32±4和64±4 mg·kg-1之间。在水稻土发生过程中，水稻土钾赋存形态和转化阈值与黏粒和粉粒中的富钾矿物密切相关。层状硅酸盐富钾矿物的释钾机制可以在“富钾”的水稻土发生过程中长期保持稳定。对红壤性水稻土尤其是种稻超过200 a的红壤性水稻土而言，有必要以可持续和钾平衡的方式增加其钾肥的投入，避免农田出现负钾平衡。在稻田中使用富含层状硅酸盐富钾矿物的粉屑作为传统钾肥的替代品具有巨大潜力。
由于水稻土中的富钾矿物具有独特的释钾机制，在未来的农业生产中要对水稻土矿物钾给予足够的重视。但水稻土发生过程中不同形态钾转化阈值的演变特征和影响因素尚缺乏系统研究，这大大限制了水稻土矿物钾转化模型的建立与发展。为此，本研究选取“富钾”的紫色水稻土和“贫钾”的红壤性水稻土，通过时间序列，研究其发生过程中不同形态钾（包括水溶态钾：WK；交换性钾：EK；非交换性钾：NEK；矿物钾：MK）转化阈值的演变特征和影响因素，以期为降低稻田对可溶性钾肥的依赖提供理论支撑。结果表明，对“富钾”的紫色水稻土而言，传统稻作在0～20 a之内能引起耕作层WK和EK总量明显降低（约降低28%），之后WK↔EK和EK↔NEK之间的转化阈值相对稳定于61±4和106±9 mg·kg-1之间。对“贫钾”的红壤性水稻土而言，WK和EK的总量在0～100 a之内也会大幅度降低并达到很低的水平（约降低30%），之后WK↔EK和EK↔NEK之间的转化阈值相对稳定于32±4和64±4 mg·kg-1之间。在水稻土发生过程中，水稻土钾赋存形态和转化阈值与黏粒和粉粒中的富钾矿物密切相关。层状硅酸盐富钾矿物的释钾机制可以在“富钾”的水稻土发生过程中长期保持稳定。对红壤性水稻土尤其是种稻超过200 a的红壤性水稻土而言，有必要以可持续和钾平衡的方式增加其钾肥的投入，避免农田出现负钾平衡。在稻田中使用富含层状硅酸盐富钾矿物的粉屑作为传统钾肥的替代品具有巨大潜力。
摘要:
土壤的发生、演化和分布在空间上与生物气候条件的变化相适应而呈现地带性特点，土壤矿物、有机组成也呈现一定的地带性变化规律，而土壤矿物演化定会伴随土壤表面性质变化。为揭示不同粒径范围土壤颗粒表面性质的地带性变化规律，研究了主要纬度地带性土壤中0～500、500～1 000、1 000～2 000以及大于2 000 nm不同粒径土壤颗粒的表面性质。结果发现：（1）小于2 000 nm颗粒对土壤有机质、次生矿物、比表面积和表面电荷量的贡献起主要作用，而其中小于500 nm土壤颗粒是土壤比表面积和表面电荷量的最大贡献者；（2）土壤颗粒的粒径分布、有机质与矿物含量、表面化学性质等均表现出纬度分布特征，随着纬度降低，0～500 nm极细颗粒含量和次生矿物含量增加，而有机质含量、比表面积、表面电荷量降低；（3）以黄壤分布区为界的高纬度地区土壤（黑土、暗棕壤、黄棕壤）的有机质含量、蒙脱石含量、比表面积以及表面电荷量均远高于低纬度地区土壤（黄壤、红壤、赤红壤、砖红壤）；（4）高纬度地区土壤的比表面积和表面电荷量主要受蒙脱石和有机质含量的影响，而低纬度地区土壤的比表面积和表面电荷量则主要受伊利石和有机质含量的影响。
土壤的发生、演化和分布在空间上与生物气候条件的变化相适应而呈现地带性特点，土壤矿物、有机组成也呈现一定的地带性变化规律，而土壤矿物演化定会伴随土壤表面性质变化。为揭示不同粒径范围土壤颗粒表面性质的地带性变化规律，研究了主要纬度地带性土壤中0～500、500～1 000、1 000～2 000以及大于2 000 nm不同粒径土壤颗粒的表面性质。结果发现：（1）小于2 000 nm颗粒对土壤有机质、次生矿物、比表面积和表面电荷量的贡献起主要作用，而其中小于500 nm土壤颗粒是土壤比表面积和表面电荷量的最大贡献者；（2）土壤颗粒的粒径分布、有机质与矿物含量、表面化学性质等均表现出纬度分布特征，随着纬度降低，0～500 nm极细颗粒含量和次生矿物含量增加，而有机质含量、比表面积、表面电荷量降低；（3）以黄壤分布区为界的高纬度地区土壤（黑土、暗棕壤、黄棕壤）的有机质含量、蒙脱石含量、比表面积以及表面电荷量均远高于低纬度地区土壤（黄壤、红壤、赤红壤、砖红壤）；（4）高纬度地区土壤的比表面积和表面电荷量主要受蒙脱石和有机质含量的影响，而低纬度地区土壤的比表面积和表面电荷量则主要受伊利石和有机质含量的影响。
摘要:
土壤胶体的聚沉特征与土壤肥力和抗蚀能力密切相关，临界聚沉浓度是评判颗粒凝聚和分散的关键参数。快速准确测定土壤胶体的临界聚沉浓度对于评估土壤质量具有重要意义。通过测定蒙脱石、棕壤和胡敏酸胶体3种颗粒表面zeta电位随离子浓度的变化趋势，结合分段线性拟合，进而评估其临界聚沉浓度；同时，用动态激光光散射法验证zeta电位法测定临界聚沉浓度的可行性。结果表明：（1）各体系中颗粒zeta电位绝对值均随电解质浓度的升高而降低，且在相对较低的电解质浓度范围内降低迅速，相对较高浓度范围内变化趋缓。（2）通过zeta电位法评估得到恒电荷表面为主的蒙脱石和棕壤胶体在钾和钙离子体系中的临界聚沉浓度与动态激光光散射法所测结果基本一致。（3）通过zeta电位法评估得到可变电荷表面为主的胡敏酸在钾和钙离子体系中的临界聚沉浓度与动态激光光散射法所测结果差别较大。因此，可利用zeta电位法快速准确地测定以恒电荷为主的蒙脱石、棕壤胶体颗粒的临界聚沉浓度。相较于光散射法，zeta电位法操作简便，所需样品量小、效率高。而对于以可变电荷为主的胡敏酸胶体颗粒，无法通过zeta电位法精确评估得到其临界聚沉浓度。
土壤胶体的聚沉特征与土壤肥力和抗蚀能力密切相关，临界聚沉浓度是评判颗粒凝聚和分散的关键参数。快速准确测定土壤胶体的临界聚沉浓度对于评估土壤质量具有重要意义。通过测定蒙脱石、棕壤和胡敏酸胶体3种颗粒表面zeta电位随离子浓度的变化趋势，结合分段线性拟合，进而评估其临界聚沉浓度；同时，用动态激光光散射法验证zeta电位法测定临界聚沉浓度的可行性。结果表明：（1）各体系中颗粒zeta电位绝对值均随电解质浓度的升高而降低，且在相对较低的电解质浓度范围内降低迅速，相对较高浓度范围内变化趋缓。（2）通过zeta电位法评估得到恒电荷表面为主的蒙脱石和棕壤胶体在钾和钙离子体系中的临界聚沉浓度与动态激光光散射法所测结果基本一致。（3）通过zeta电位法评估得到可变电荷表面为主的胡敏酸在钾和钙离子体系中的临界聚沉浓度与动态激光光散射法所测结果差别较大。因此，可利用zeta电位法快速准确地测定以恒电荷为主的蒙脱石、棕壤胶体颗粒的临界聚沉浓度。相较于光散射法，zeta电位法操作简便，所需样品量小、效率高。而对于以可变电荷为主的胡敏酸胶体颗粒，无法通过zeta电位法精确评估得到其临界聚沉浓度。
摘要:
酸性土壤不利于水稳性大团聚体的形成，进而影响土壤肥力水平和作物的正常生长。施用有机肥是改良酸性土壤的重要途径，但目前有机肥促进酸性土壤团聚体周转形成过程尚不清楚，也缺乏对不同类型有机肥间的评价比较。本研究采用稀土氧化物示踪法，分别在紫色土和红壤上，供试等碳量的不同有机肥进行为期56 d的培养试验。设置4种处理（不添加有机肥对照，CK；普通有机肥，OF；生物质炭有机肥，BC；生物有机肥，BO），测定土壤团聚体稳定性、团聚体各粒级有机碳含量、土壤呼吸以及团聚体周转路径和速率。结果表明，相比于对照处理（CK），添加有机肥有效地减少了团聚体的破碎量，并促进了大团聚体（>0.25 mm）的周转和形成，提高了土壤团聚体平均质量直径（MWD），其中BO处理对提高土壤团聚体的稳定性的效果最佳，可提高53.5%～103.35%；添加有机肥促进了<0.053向2～0.25 mm粒径团聚体的越级转化，且BO处理大团聚体（>0.25 mm）的形成量高于其他处理；通过计算土壤团聚体周转速率发现，添加有机肥降低了大团聚体（>0.25 mm）的周转速率，提高了小团聚体（<0.25 mm）的周转速率；在紫色土上，小团聚体的周转速率高于大团聚体，而在红壤上呈现出相反的趋势。有机肥添加后促进了土壤呼吸，并显著增加了各粒级有机碳含量（P<0.05），不同处理总有机碳含量表现为BC>BO>OF>CK，其中在紫色土上可提高14.50%～27.78%，而在红壤上仅提高了6.40%～9.82%。总体来看，施用有机肥能有效减少团聚体的破碎过程，促进小团聚体向大团聚体的周转，提高团聚体稳定性；且施用生物有机肥更有利于提高土壤水稳性大团聚体结构水平，增加土壤稳定性，改善土壤结构状况。
酸性土壤不利于水稳性大团聚体的形成，进而影响土壤肥力水平和作物的正常生长。施用有机肥是改良酸性土壤的重要途径，但目前有机肥促进酸性土壤团聚体周转形成过程尚不清楚，也缺乏对不同类型有机肥间的评价比较。本研究采用稀土氧化物示踪法，分别在紫色土和红壤上，供试等碳量的不同有机肥进行为期56 d的培养试验。设置4种处理（不添加有机肥对照，CK；普通有机肥，OF；生物质炭有机肥，BC；生物有机肥，BO），测定土壤团聚体稳定性、团聚体各粒级有机碳含量、土壤呼吸以及团聚体周转路径和速率。结果表明，相比于对照处理（CK），添加有机肥有效地减少了团聚体的破碎量，并促进了大团聚体（>0.25 mm）的周转和形成，提高了土壤团聚体平均质量直径（MWD），其中BO处理对提高土壤团聚体的稳定性的效果最佳，可提高53.5%～103.35%；添加有机肥促进了<0.053向2～0.25 mm粒径团聚体的越级转化，且BO处理大团聚体（>0.25 mm）的形成量高于其他处理；通过计算土壤团聚体周转速率发现，添加有机肥降低了大团聚体（>0.25 mm）的周转速率，提高了小团聚体（<0.25 mm）的周转速率；在紫色土上，小团聚体的周转速率高于大团聚体，而在红壤上呈现出相反的趋势。有机肥添加后促进了土壤呼吸，并显著增加了各粒级有机碳含量（P<0.05），不同处理总有机碳含量表现为BC>BO>OF>CK，其中在紫色土上可提高14.50%～27.78%，而在红壤上仅提高了6.40%～9.82%。总体来看，施用有机肥能有效减少团聚体的破碎过程，促进小团聚体向大团聚体的周转，提高团聚体稳定性；且施用生物有机肥更有利于提高土壤水稳性大团聚体结构水平，增加土壤稳定性，改善土壤结构状况。
摘要:
现有研究多关注微生物活动对土壤有机氮矿化的影响，忽视了非生物作用对其贡献，尤其是典型锰氧化物介导下有机氮的非生物矿化过程。以六方锰矿（γ-MnO2）为供试矿物，大豆源蛋白胨为土壤有机氮代表，设计了3个实验体系，即蛋白胨（0.25 g·L-1）单一体系、γ-MnO2（1.0 g·L-1）单一体系以及蛋白胨（0.25 g·L-1）与γ-MnO2（0.25～2.0 g·L-1）混合体系，研究了近中性环境条件下γ-MnO2介导蛋白胨非生物氮矿化过程和反应机制。结果表明，在pH 7.0、空气氛围下，γ-MnO2可促使蛋白胨氮矿化，生成无机态氮。蛋白胨（0.25 g·L-1）矿化速率随着初始γ-MnO2浓度（0.0～2.0 g·L-1）的提高先增大后趋于平衡；Mn（IV）、Mn（III）以及矿物表面产生的活性氧物种（ROS）是蛋白胨矿化生成无机态氮的主要氧化剂。本研究有望深化农田土壤有机氮矿化机理，丰富对农田生态系统中氮循环的认知。
现有研究多关注微生物活动对土壤有机氮矿化的影响，忽视了非生物作用对其贡献，尤其是典型锰氧化物介导下有机氮的非生物矿化过程。以六方锰矿（γ-MnO2）为供试矿物，大豆源蛋白胨为土壤有机氮代表，设计了3个实验体系，即蛋白胨（0.25 g·L-1）单一体系、γ-MnO2（1.0 g·L-1）单一体系以及蛋白胨（0.25 g·L-1）与γ-MnO2（0.25～2.0 g·L-1）混合体系，研究了近中性环境条件下γ-MnO2介导蛋白胨非生物氮矿化过程和反应机制。结果表明，在pH 7.0、空气氛围下，γ-MnO2可促使蛋白胨氮矿化，生成无机态氮。蛋白胨（0.25 g·L-1）矿化速率随着初始γ-MnO2浓度（0.0～2.0 g·L-1）的提高先增大后趋于平衡；Mn（IV）、Mn（III）以及矿物表面产生的活性氧物种（ROS）是蛋白胨矿化生成无机态氮的主要氧化剂。本研究有望深化农田土壤有机氮矿化机理，丰富对农田生态系统中氮循环的认知。
摘要:
土壤线蚓（Enchytraeus crypticus）作为广泛应用于毒理学研究和土壤环境风险评估的模式物种，对土壤中多环芳烃（PAHs）表现出低敏感性，但缺乏相关的毒代动力学研究。选择菲作为PAHs的模式污染物，通过室内培养试验探讨了不同浓度（20、40和80 mg·kg-1）下菲在E. crypticus体内的毒代动力学过程。结果显示，菲在暴露初期迅速积累并达到稳态，吸收阶段末期线蚓体内的菲浓度分别为47.83±11.69、106.8±15.52和364.1±51.11 mg·kg-1；消除阶段表现出先快后慢的特征，消除速率随时间推移逐渐减缓。随着暴露浓度的增加，吸收速率常数显著上升，而消除速率常数下降，导致生物富集系数显著提高。E. crypticus对菲表现出较高的耐受性和生物积累潜力，在高暴露浓度下，菲在其体内显著积累并可能产生持久性残留，对土壤生态系统构成潜在威胁。综合拟合模型准确反映了动态特征，但高污染环境下的风险评估需要更加谨慎。PAHs在不同暴露浓度下的吸收、积累和消除特征差异可能对环境风险评估产生不同影响，因此在评估过程中应予以充分考虑，同时应特别关注低敏感性物种的特例，以更准确地评估PAHs污染物的生态风险。
土壤线蚓（Enchytraeus crypticus）作为广泛应用于毒理学研究和土壤环境风险评估的模式物种，对土壤中多环芳烃（PAHs）表现出低敏感性，但缺乏相关的毒代动力学研究。选择菲作为PAHs的模式污染物，通过室内培养试验探讨了不同浓度（20、40和80 mg·kg-1）下菲在E. crypticus体内的毒代动力学过程。结果显示，菲在暴露初期迅速积累并达到稳态，吸收阶段末期线蚓体内的菲浓度分别为47.83±11.69、106.8±15.52和364.1±51.11 mg·kg-1；消除阶段表现出先快后慢的特征，消除速率随时间推移逐渐减缓。随着暴露浓度的增加，吸收速率常数显著上升，而消除速率常数下降，导致生物富集系数显著提高。E. crypticus对菲表现出较高的耐受性和生物积累潜力，在高暴露浓度下，菲在其体内显著积累并可能产生持久性残留，对土壤生态系统构成潜在威胁。综合拟合模型准确反映了动态特征，但高污染环境下的风险评估需要更加谨慎。PAHs在不同暴露浓度下的吸收、积累和消除特征差异可能对环境风险评估产生不同影响，因此在评估过程中应予以充分考虑，同时应特别关注低敏感性物种的特例，以更准确地评估PAHs污染物的生态风险。
摘要:
近年来，因土传病原菌和抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes，ARGs）富集导致的土壤生物复合污染已严重威胁农产品安全和人类健康。为探究强还原处理（Reductive soil disinfestation，RSD）对土壤生物复合污染的协同修复效果，以具有青枯菌（Ralstonia solanacearum）、ARGs和可移动遗传元件（Mobile genetic elements，MGEs）复合污染的集约化农田土壤（黑土、红壤和潮土）为研究对象，分别设置以1%的乙醇（ET）、苜蓿粉（AL，碳氮比：21.2）和糖蜜（MO，碳氮比：12.6）为有机物料的RSD处理，同时设置最大持水量（FCK）和不处理对照（CK），采用荧光定量PCR技术分析处理前后土壤青枯菌与主要ARGs和MGEs的变化，并通过相对丰度的消减率来衡量RSD处理对土壤生物复合污染的消减效果。结果表明，RSD处理能有效消减多种ARGs和MGEs，其中AL和MO处理能显著降低黑土中aadA7、aadA21、tet36、sul1、IS6100基因的相对丰度，消减率为28.4%～49.9%；而ET处理后，潮土中aadA7、msrE、tetG、tetM、tet36、intl1、IS6100和IS26基因的相对丰度显著下降，消减率达到56.2%～81.6%。同时，RSD处理能有效降低土壤中青枯菌的相对丰度，其中红壤和潮土中的下降幅度分别为88.0%～92.3%和76.1%～94.2%。相关性分析显示，土壤中青枯菌的相对丰度与ARGs、MGEs的相对丰度存在一定的偶联关系，其中潮土中青枯菌的相对丰度与大部分ARGs（aadA7、msrE、tetG、tetM和tet36）和MGEs（intl1、IS6100和IS26）基因的相对丰度呈显著正相关，表明RSD处理对潮土中的生物复合污染具有较好的协同消减作用。此外，不同土壤类型中青枯菌、ARGs和MGEs的相对丰度与土壤理化性质的相关性存在较大差异，表明RSD处理对土壤生物复合污染的修复效果差异与土壤理化性质高度相关。综上所述，RSD处理能够协同消减土壤青枯菌与ARGs和MGEs叠加形成的生物复合污染，但其协同消减作用受土壤类型和有机物料类型所影响。
近年来，因土传病原菌和抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes，ARGs）富集导致的土壤生物复合污染已严重威胁农产品安全和人类健康。为探究强还原处理（Reductive soil disinfestation，RSD）对土壤生物复合污染的协同修复效果，以具有青枯菌（Ralstonia solanacearum）、ARGs和可移动遗传元件（Mobile genetic elements，MGEs）复合污染的集约化农田土壤（黑土、红壤和潮土）为研究对象，分别设置以1%的乙醇（ET）、苜蓿粉（AL，碳氮比：21.2）和糖蜜（MO，碳氮比：12.6）为有机物料的RSD处理，同时设置最大持水量（FCK）和不处理对照（CK），采用荧光定量PCR技术分析处理前后土壤青枯菌与主要ARGs和MGEs的变化，并通过相对丰度的消减率来衡量RSD处理对土壤生物复合污染的消减效果。结果表明，RSD处理能有效消减多种ARGs和MGEs，其中AL和MO处理能显著降低黑土中aadA7、aadA21、tet36、sul1、IS6100基因的相对丰度，消减率为28.4%～49.9%；而ET处理后，潮土中aadA7、msrE、tetG、tetM、tet36、intl1、IS6100和IS26基因的相对丰度显著下降，消减率达到56.2%～81.6%。同时，RSD处理能有效降低土壤中青枯菌的相对丰度，其中红壤和潮土中的下降幅度分别为88.0%～92.3%和76.1%～94.2%。相关性分析显示，土壤中青枯菌的相对丰度与ARGs、MGEs的相对丰度存在一定的偶联关系，其中潮土中青枯菌的相对丰度与大部分ARGs（aadA7、msrE、tetG、tetM和tet36）和MGEs（intl1、IS6100和IS26）基因的相对丰度呈显著正相关，表明RSD处理对潮土中的生物复合污染具有较好的协同消减作用。此外，不同土壤类型中青枯菌、ARGs和MGEs的相对丰度与土壤理化性质的相关性存在较大差异，表明RSD处理对土壤生物复合污染的修复效果差异与土壤理化性质高度相关。综上所述，RSD处理能够协同消减土壤青枯菌与ARGs和MGEs叠加形成的生物复合污染，但其协同消减作用受土壤类型和有机物料类型所影响。
摘要:
为系统性评价环境修复领域改性纳米零价铁的发展历程，探明领域内发展现状、不足与趋势，基于Web of Science核心合集数据库，借助文献计量学手段，综合评估1994—2024年改性纳米零价铁领域的国际合作网络特征及演进规律。结果表明：首先，全球在改性纳米零价铁环境修复领域合作密切、高度互联，中国以总量占比49.02%的学术产出量稳居全球首位，但论文平均被引频次排名相对较低，反映成果转化效能需进一步提升。研究趋势分析表明，受制于环境风险不确定性及技术经济性瓶颈，该领域的研究热度可能由快速增长转入缓慢下降期。其次，技术发展层面，硫化改性、氢氧化镁包覆以及负载和多种方式耦合改性构成主流技术体系。应用研究聚焦于土壤与地下水环境中六价铬、三氯乙烯等污染物的去除，而针对改性纳米零价铁毒性效应的研究相对有限。未来研究应着力构建“技术研发-机理解析-风险评估”三位一体的研究框架：重点突破表面功能化改性技术，研发绿色、经济、高效的改性材料；发展全氟化合物、内分泌干扰物等新兴污染物以及复合污染物协同去除机制；建立基于生命周期评价的生态风险预测和迁移转化模型；开发微生物耦合修复系统及成套设备等。
为系统性评价环境修复领域改性纳米零价铁的发展历程，探明领域内发展现状、不足与趋势，基于Web of Science核心合集数据库，借助文献计量学手段，综合评估1994—2024年改性纳米零价铁领域的国际合作网络特征及演进规律。结果表明：首先，全球在改性纳米零价铁环境修复领域合作密切、高度互联，中国以总量占比49.02%的学术产出量稳居全球首位，但论文平均被引频次排名相对较低，反映成果转化效能需进一步提升。研究趋势分析表明，受制于环境风险不确定性及技术经济性瓶颈，该领域的研究热度可能由快速增长转入缓慢下降期。其次，技术发展层面，硫化改性、氢氧化镁包覆以及负载和多种方式耦合改性构成主流技术体系。应用研究聚焦于土壤与地下水环境中六价铬、三氯乙烯等污染物的去除，而针对改性纳米零价铁毒性效应的研究相对有限。未来研究应着力构建“技术研发-机理解析-风险评估”三位一体的研究框架：重点突破表面功能化改性技术，研发绿色、经济、高效的改性材料；发展全氟化合物、内分泌干扰物等新兴污染物以及复合污染物协同去除机制；建立基于生命周期评价的生态风险预测和迁移转化模型；开发微生物耦合修复系统及成套设备等。
摘要:
明确中国花生产区土壤养分状况，对指导花生科学施肥、促进花生高产高效生产至关重要。于2022年在中国花生主产区采集1 020个耕层土壤样品，评价了中国花生种植土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾及pH状况，分析了不同起垄种植方式、产量水平、土壤类型及土壤质地下花生种植土壤养分的变化特征。结果表明，中国花生主产区土壤有机质、全氮、碱解氮含量平均分别为15.15 g·kg-1、1.01 g·kg-1、104.49 mg·kg-1，分别有78.62%、60.49%和43.72%的样点处于缺乏水平，且主要集中在东北、西北和黄淮海花生产区的辽宁、河北、河南、新疆等地。土壤有效磷含量平均为39.76 mg·kg-1，仅有13.14%的样点缺磷，且主要分布在南方区的云南和长江流域花生产区的四川等地。土壤速效钾含量平均为126.71 mg·kg-1，有38.62%的样点缺钾，主要分布在黄淮海的河北和南方花生产区的广东等地。耕作方式、种植方式、产量水平影响土壤养分状况，起垄种植的土壤碱解氮和速效钾含量分别较平作显著提高6.04%和31.72%；夏播花生土壤有机质、碱解氮、速效钾和全氮含量较春播和麦套花生分别平均提高24.33%、67.37%、25.85%和14.87%；高产地块土壤pH、碱解氮、有效磷含量较低产地块分别提高5.48%、6.33%和26.24%。不同土壤类型的土壤养分特征也存在差异，各土类土壤有机质含量（16.08 g·kg-1）整体偏低，以风沙土（11.5 g·kg-1）最低；风沙土（79.2 mg·kg-1）、褐土（75.33 mg·kg-1）、灰钙土（84.29 mg·kg-1）和潮土（84.88 mg·kg-1）的土壤碱解氮含量缺乏；各土类土壤有效磷含量（39.43 mg·kg-1）较为丰富，以砂姜黑土（70.31 mg·kg-1）最高；砖红壤的土壤速效钾含量（78.78 mg·kg-1）缺乏。整体而言，中国不同花生产区土壤养分存在较大差异，土壤有机质、全氮、碱解氮不足主要出现在东北、西北和黄淮海风沙土、潮土和褐土花生产区，土壤有效磷基本不缺，土壤速效钾不足主要出现在南方砖红壤花生产区。建议中国花生主产区应严格控制磷肥投入，在土壤氮、钾缺乏的花生产区适量增施氮肥和钾肥。
明确中国花生产区土壤养分状况，对指导花生科学施肥、促进花生高产高效生产至关重要。于2022年在中国花生主产区采集1 020个耕层土壤样品，评价了中国花生种植土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾及pH状况，分析了不同起垄种植方式、产量水平、土壤类型及土壤质地下花生种植土壤养分的变化特征。结果表明，中国花生主产区土壤有机质、全氮、碱解氮含量平均分别为15.15 g·kg-1、1.01 g·kg-1、104.49 mg·kg-1，分别有78.62%、60.49%和43.72%的样点处于缺乏水平，且主要集中在东北、西北和黄淮海花生产区的辽宁、河北、河南、新疆等地。土壤有效磷含量平均为39.76 mg·kg-1，仅有13.14%的样点缺磷，且主要分布在南方区的云南和长江流域花生产区的四川等地。土壤速效钾含量平均为126.71 mg·kg-1，有38.62%的样点缺钾，主要分布在黄淮海的河北和南方花生产区的广东等地。耕作方式、种植方式、产量水平影响土壤养分状况，起垄种植的土壤碱解氮和速效钾含量分别较平作显著提高6.04%和31.72%；夏播花生土壤有机质、碱解氮、速效钾和全氮含量较春播和麦套花生分别平均提高24.33%、67.37%、25.85%和14.87%；高产地块土壤pH、碱解氮、有效磷含量较低产地块分别提高5.48%、6.33%和26.24%。不同土壤类型的土壤养分特征也存在差异，各土类土壤有机质含量（16.08 g·kg-1）整体偏低，以风沙土（11.5 g·kg-1）最低；风沙土（79.2 mg·kg-1）、褐土（75.33 mg·kg-1）、灰钙土（84.29 mg·kg-1）和潮土（84.88 mg·kg-1）的土壤碱解氮含量缺乏；各土类土壤有效磷含量（39.43 mg·kg-1）较为丰富，以砂姜黑土（70.31 mg·kg-1）最高；砖红壤的土壤速效钾含量（78.78 mg·kg-1）缺乏。整体而言，中国不同花生产区土壤养分存在较大差异，土壤有机质、全氮、碱解氮不足主要出现在东北、西北和黄淮海风沙土、潮土和褐土花生产区，土壤有效磷基本不缺，土壤速效钾不足主要出现在南方砖红壤花生产区。建议中国花生主产区应严格控制磷肥投入，在土壤氮、钾缺乏的花生产区适量增施氮肥和钾肥。
摘要:
将农田秸秆转化为生物质炭还田作为南方酸性红壤区土壤改良与固碳减排的潜在途径得到国内外广泛关注。依托2011年6月建立的水稻-小麦水旱轮作与谷子-小麦旱旱轮作土柱试验，利用13C固态核磁共振技术分析长期秸秆生物质炭施加（BC0，每季0 t·hm-2；BC11.3，每季11.3 t·hm-2）下第四纪红黏土与第三纪红砂壤母质发育的两种水稻土（QP、TP）与旱地土（QU、TU）的有机碳数量和化学组成的变化，以期明确酸性红壤区上秸秆炭化还田在不同土壤中的固碳效应差异。结果表明：（1）土壤质地、水旱利用方式及二者的交互作用显著影响秸秆生物质炭处理下的土壤有机碳密度。与BC0相比，BC11.3处理11年后相同利用方式下偏黏质土0～20 cm土壤有机碳密度增幅（QP，25.22 kg·m-2；QU，8.07 kg·m-2）高于砂质土（TP，8.67 kg·m-2；TU，7.58 kg·m-2），水稻土高于旱地土。（2）相同利用方式下，不同质地的土壤有机碳各官能团组分含量均无明显差异；水旱利用方式的变化显著影响土壤有机碳稳定性，水稻土的烷基碳和烷氧碳比例高于旱地土，而芳香碳的比例低于旱地土。旱地土存留有机碳稳定性更高。（3）秸秆炭化还田后土壤pH、容重、田间持水量、总孔隙度和粉粒含量是影响土壤有机碳含量、土壤疏水性指数和芳香度的主要因素。综上，南方酸性红壤区长期秸秆炭化还田后偏黏质土壤有机碳固存量高于砂质土壤，但长期稳定性无差异；水稻土有机碳固存量大于旱地，但土壤有机碳稳定性低于旱地土。
将农田秸秆转化为生物质炭还田作为南方酸性红壤区土壤改良与固碳减排的潜在途径得到国内外广泛关注。依托2011年6月建立的水稻-小麦水旱轮作与谷子-小麦旱旱轮作土柱试验，利用13C固态核磁共振技术分析长期秸秆生物质炭施加（BC0，每季0 t·hm-2；BC11.3，每季11.3 t·hm-2）下第四纪红黏土与第三纪红砂壤母质发育的两种水稻土（QP、TP）与旱地土（QU、TU）的有机碳数量和化学组成的变化，以期明确酸性红壤区上秸秆炭化还田在不同土壤中的固碳效应差异。结果表明：（1）土壤质地、水旱利用方式及二者的交互作用显著影响秸秆生物质炭处理下的土壤有机碳密度。与BC0相比，BC11.3处理11年后相同利用方式下偏黏质土0～20 cm土壤有机碳密度增幅（QP，25.22 kg·m-2；QU，8.07 kg·m-2）高于砂质土（TP，8.67 kg·m-2；TU，7.58 kg·m-2），水稻土高于旱地土。（2）相同利用方式下，不同质地的土壤有机碳各官能团组分含量均无明显差异；水旱利用方式的变化显著影响土壤有机碳稳定性，水稻土的烷基碳和烷氧碳比例高于旱地土，而芳香碳的比例低于旱地土。旱地土存留有机碳稳定性更高。（3）秸秆炭化还田后土壤pH、容重、田间持水量、总孔隙度和粉粒含量是影响土壤有机碳含量、土壤疏水性指数和芳香度的主要因素。综上，南方酸性红壤区长期秸秆炭化还田后偏黏质土壤有机碳固存量高于砂质土壤，但长期稳定性无差异；水稻土有机碳固存量大于旱地，但土壤有机碳稳定性低于旱地土。
摘要:
微生物残体碳主要由真菌残体碳和细菌残体碳构成，其中真菌残体碳化学组成更复杂，较难被微生物分解，在土壤中表现出更强的稳定性。真菌残体碳在微生物残体碳总量中的占比越高，整体的微生物残体碳稳定性也越强。因此，真菌残体碳与细菌残体碳比值可作为指示微生物残体碳稳定性的关键指标。然而，由于缺乏全球尺度的观测数据，微生物残体碳稳定性的空间分布规律及其驱动因素尚不明确。本研究结合Meta分析和机器学习方法，探讨了全球范围内微生物残体碳稳定性的空间分布特征及其驱动因素。研究结果显示，全球尺度上，微生物残体碳稳定性的平均值为3.09。从生态系统类型来看，森林生态系统最高（3.94），而沙漠生态系统最低（1.09）。在气候带分布上，寒带地区最高（4.14），干旱气候带最低（1.69）。干旱指数分析显示，半湿润区域的微生物残体碳的稳定性最高（3.77），极度干旱区域最低（0.75）。总体而言，气候因子与微生物残体碳的稳定性呈负相关关系，年均温度较高或年蒸发量较大时，微生物残体碳的稳定性较低。土壤中有机碳、全氮和微生物量氮是微生物残体碳稳定性的关键因素，与微生物残体碳稳定性均呈正相关关系。此外，年均温和蒸发量通过影响土壤有机碳、全氮、全磷含量，间接调控微生物残体碳稳定性。本研究揭示了微生物残体碳稳定性的全球空间分布及其主要驱动因素，为制定基于残体稳定性的有机碳保护与提升的土壤管理策略提供理论支持。
微生物残体碳主要由真菌残体碳和细菌残体碳构成，其中真菌残体碳化学组成更复杂，较难被微生物分解，在土壤中表现出更强的稳定性。真菌残体碳在微生物残体碳总量中的占比越高，整体的微生物残体碳稳定性也越强。因此，真菌残体碳与细菌残体碳比值可作为指示微生物残体碳稳定性的关键指标。然而，由于缺乏全球尺度的观测数据，微生物残体碳稳定性的空间分布规律及其驱动因素尚不明确。本研究结合Meta分析和机器学习方法，探讨了全球范围内微生物残体碳稳定性的空间分布特征及其驱动因素。研究结果显示，全球尺度上，微生物残体碳稳定性的平均值为3.09。从生态系统类型来看，森林生态系统最高（3.94），而沙漠生态系统最低（1.09）。在气候带分布上，寒带地区最高（4.14），干旱气候带最低（1.69）。干旱指数分析显示，半湿润区域的微生物残体碳的稳定性最高（3.77），极度干旱区域最低（0.75）。总体而言，气候因子与微生物残体碳的稳定性呈负相关关系，年均温度较高或年蒸发量较大时，微生物残体碳的稳定性较低。土壤中有机碳、全氮和微生物量氮是微生物残体碳稳定性的关键因素，与微生物残体碳稳定性均呈正相关关系。此外，年均温和蒸发量通过影响土壤有机碳、全氮、全磷含量，间接调控微生物残体碳稳定性。本研究揭示了微生物残体碳稳定性的全球空间分布及其主要驱动因素，为制定基于残体稳定性的有机碳保护与提升的土壤管理策略提供理论支持。
摘要:
秸秆还田是提高农田土壤有机碳（SOC）含量的有效措施，为研究长期秸秆还田条件下黑土SOC的动态变化规律，基于典型黑土区18年长期玉米-大豆轮作定位试验，对无肥（NF）、化肥（NPK）和秸秆还田配施化肥（NPKS）3个处理下耕层（0～20 cm）SOC随时间的动态变化进行研究，同时采用物理和化学分组方法，探讨秸秆还田对SOC组成的影响。结果表明：（1）与初始（2004年）土壤相比，NPKS处理使SOC含量显著增加了12.97%，年均增加0.18 g·kg-1，NF处理SOC含量显著降低了3.90%，而NPK处理无显著变化。（2）NPKS处理下的SOC含量与年份以及累积碳投入呈显著正相关，但从不同时间段来看，2004—2015年NPKS处理的SOC含量与累积碳投入呈显著正相关，2015—2022年二者无显著相关性，说明连续秸秆还田导致的SOC提升主要发生在前11年，11年后SOC达到了平衡。（3）NPKS处理使得土壤游离态轻组碳（fLFC）、闭蓄态轻组碳（oLFC）、重组碳（HFC）、胡敏酸碳（HAC）、富里酸碳（FAC）和胡敏素碳（HMC）含量分别增加了47.77%、34.77%、11.18%、13.00%、6.32%和11.71%。秸秆还田增加了fLFC和oLFC两个活性组分的比例，降低了HFC的比例，但HFC对SOC增量的贡献超过了80%，是SOC长期固存的核心组分。此外，秸秆还田提高了土壤的胡敏酸-富里酸比值（HA/FA），使土壤有机质的腐质化程度提高。综上，长期连续秸秆还田可有效提升黑土有机碳含量，但连续秸秆还田11年后，SOC会达到新的平衡而不再持续增长；尽管活性组分的提升比例高于稳定性组分，但稳定组分对维持SOC的稳定性和数量方面仍起着关键作用。
秸秆还田是提高农田土壤有机碳（SOC）含量的有效措施，为研究长期秸秆还田条件下黑土SOC的动态变化规律，基于典型黑土区18年长期玉米-大豆轮作定位试验，对无肥（NF）、化肥（NPK）和秸秆还田配施化肥（NPKS）3个处理下耕层（0～20 cm）SOC随时间的动态变化进行研究，同时采用物理和化学分组方法，探讨秸秆还田对SOC组成的影响。结果表明：（1）与初始（2004年）土壤相比，NPKS处理使SOC含量显著增加了12.97%，年均增加0.18 g·kg-1，NF处理SOC含量显著降低了3.90%，而NPK处理无显著变化。（2）NPKS处理下的SOC含量与年份以及累积碳投入呈显著正相关，但从不同时间段来看，2004—2015年NPKS处理的SOC含量与累积碳投入呈显著正相关，2015—2022年二者无显著相关性，说明连续秸秆还田导致的SOC提升主要发生在前11年，11年后SOC达到了平衡。（3）NPKS处理使得土壤游离态轻组碳（fLFC）、闭蓄态轻组碳（oLFC）、重组碳（HFC）、胡敏酸碳（HAC）、富里酸碳（FAC）和胡敏素碳（HMC）含量分别增加了47.77%、34.77%、11.18%、13.00%、6.32%和11.71%。秸秆还田增加了fLFC和oLFC两个活性组分的比例，降低了HFC的比例，但HFC对SOC增量的贡献超过了80%，是SOC长期固存的核心组分。此外，秸秆还田提高了土壤的胡敏酸-富里酸比值（HA/FA），使土壤有机质的腐质化程度提高。综上，长期连续秸秆还田可有效提升黑土有机碳含量，但连续秸秆还田11年后，SOC会达到新的平衡而不再持续增长；尽管活性组分的提升比例高于稳定性组分，但稳定组分对维持SOC的稳定性和数量方面仍起着关键作用。
摘要:
土壤有机碳（Soil organic carbon，SOC）是影响砂姜黑土区作物产量的关键因子之一，而秸秆还田是持续提升SOC的有效途径。不同秸秆还田方式下植物和微生物来源碳的累积特征及其相对贡献尚不明确。本研究利用连续7年的秸秆还田与耕作方式定位试验，探究不同秸秆还田方式（免耕还田、旋耕还田、深翻还田）下砂姜黑土0～10、10～20、20～40 cm土层中植物和微生物源碳的积累特征及其相对贡献。结果表明：经过7年秸秆还田，旋耕还田和深翻还田处理增加了各土层（0～10、10～20、20～40 cm）SOC含量。免耕还田处理下0～10 cm土层SOC含量较初始值增加43.3%，但在10～20和20～40 cm土层中无显著差异，SOC出现了一定的表聚现象。深翻还田促进了木质素酚在10～20和20～40 cm土层中的积累，这两个土层中木质素酚含量较旋耕还田分别增加57.3%和36.6%。同时，深翻还田抑制了木质素酚的降解，表现为10～20和20～40 cm土层中香草基和丁香基酚类的酸醛比（（Ad/Al）V和（Ad/Al）S）较免耕还田和旋耕还田低。此外，与旋耕还田相比，深翻还田有利于10～20和20～40 cm土层中总氨基糖，尤其是氨基葡萄糖（GluN）的积累，然而，0～10和10～20 cm土层胞壁酸（MurN）的积累受到了抑制。真菌细菌残体碳之比表明，深翻还田处理下10～20和20～40 cm土层微生物群落向真菌方向转变，微生物源碳的稳定性较高。综上所述，深翻还田促进了砂姜黑土10～40 cm土层植物和微生物源碳的积累和稳定，对砂姜黑土区秸秆资源高效利用及土壤质量提升具有重要意义。
土壤有机碳（Soil organic carbon，SOC）是影响砂姜黑土区作物产量的关键因子之一，而秸秆还田是持续提升SOC的有效途径。不同秸秆还田方式下植物和微生物来源碳的累积特征及其相对贡献尚不明确。本研究利用连续7年的秸秆还田与耕作方式定位试验，探究不同秸秆还田方式（免耕还田、旋耕还田、深翻还田）下砂姜黑土0～10、10～20、20～40 cm土层中植物和微生物源碳的积累特征及其相对贡献。结果表明：经过7年秸秆还田，旋耕还田和深翻还田处理增加了各土层（0～10、10～20、20～40 cm）SOC含量。免耕还田处理下0～10 cm土层SOC含量较初始值增加43.3%，但在10～20和20～40 cm土层中无显著差异，SOC出现了一定的表聚现象。深翻还田促进了木质素酚在10～20和20～40 cm土层中的积累，这两个土层中木质素酚含量较旋耕还田分别增加57.3%和36.6%。同时，深翻还田抑制了木质素酚的降解，表现为10～20和20～40 cm土层中香草基和丁香基酚类的酸醛比（（Ad/Al）V和（Ad/Al）S）较免耕还田和旋耕还田低。此外，与旋耕还田相比，深翻还田有利于10～20和20～40 cm土层中总氨基糖，尤其是氨基葡萄糖（GluN）的积累，然而，0～10和10～20 cm土层胞壁酸（MurN）的积累受到了抑制。真菌细菌残体碳之比表明，深翻还田处理下10～20和20～40 cm土层微生物群落向真菌方向转变，微生物源碳的稳定性较高。综上所述，深翻还田促进了砂姜黑土10～40 cm土层植物和微生物源碳的积累和稳定，对砂姜黑土区秸秆资源高效利用及土壤质量提升具有重要意义。
摘要:
草原土壤有机质矿化对温度和水分的响应对于评估草原土壤对未来气候变化的作用具有重要意义。本研究通过分离矿物结合态有机质（Mineral-associated organic matter，MAOM）和颗粒态有机质（Particulate organic matter，POM），并设置5种不同温度和水分条件进行培养试验，以确定其在不同条件下的矿化差异。结果表明，在最适条件（25℃，50%土壤持水量（Soil water holding capacity，WHC））下，全土180 d内CO2累积排放量为2 688 mg·kg-1。两种碳库的矿化速率均随温度的升高而显著增加，而随土壤水分含量无显著变化。对于CO2累积排放量，以单位土壤质量计时，MAOM远大于POM；而以单位有机碳计，POM远大于MAOM。同时，不同条件下两种碳库的CO2累积排放量差异显著，表明控制两种碳库矿化的机制存在差异。此外，MAOM的CO2排放速率与可溶性有机碳（Dissolved organic carbon，DOC）、碳氮比（C：N）呈极显著相关，且MAOM中土壤微生物生物量碳（Microbial biomass carbon，MBC）与温度呈显著负相关。全土及两种碳库土壤有机碳含量在短时间内均变化不显著。本研究通过量化不同碳库在不同条件下的矿化速率，为理解土壤碳库周转、完善土壤碳库模型提供了基础数据，有助于更准确地估算和预测全球变化背景下土壤CO2排放变化。
草原土壤有机质矿化对温度和水分的响应对于评估草原土壤对未来气候变化的作用具有重要意义。本研究通过分离矿物结合态有机质（Mineral-associated organic matter，MAOM）和颗粒态有机质（Particulate organic matter，POM），并设置5种不同温度和水分条件进行培养试验，以确定其在不同条件下的矿化差异。结果表明，在最适条件（25℃，50%土壤持水量（Soil water holding capacity，WHC））下，全土180 d内CO2累积排放量为2 688 mg·kg-1。两种碳库的矿化速率均随温度的升高而显著增加，而随土壤水分含量无显著变化。对于CO2累积排放量，以单位土壤质量计时，MAOM远大于POM；而以单位有机碳计，POM远大于MAOM。同时，不同条件下两种碳库的CO2累积排放量差异显著，表明控制两种碳库矿化的机制存在差异。此外，MAOM的CO2排放速率与可溶性有机碳（Dissolved organic carbon，DOC）、碳氮比（C：N）呈极显著相关，且MAOM中土壤微生物生物量碳（Microbial biomass carbon，MBC）与温度呈显著负相关。全土及两种碳库土壤有机碳含量在短时间内均变化不显著。本研究通过量化不同碳库在不同条件下的矿化速率，为理解土壤碳库周转、完善土壤碳库模型提供了基础数据，有助于更准确地估算和预测全球变化背景下土壤CO2排放变化。
摘要:
农田防护林作为重要的生态保护措施，探究典型林带配置对土壤水碳储量的影响，可以有效提高农田防护林体系的生态效益。本研究选取河套灌区典型配置的农田防护林系统（二行林带、四行林带、五行林带和八行林带），测定距林带距离、土壤深度、不同月份三个维度的土壤水储量（Soil Moisture Storage，SMS）和土壤碳储量（Soil Carbon Stocks，SCS），以及土壤性质、植被属性和小气候因素等生态环境因子，探究影响农田防护林土壤水碳储量的主要因素。结果表明：（1）SMS和SCS在四行林带配置下最高，分别为240.2 mm和26.7 kg·m-2；不同林带配置下的水碳储量整体情况为四行>八行>五行>二行。（2）时间尺度上，5月份的SMS最高（277.7 mm），10月份的SCS最高（22.04 kg·m-2）。在水平距离上，SMS随着远离林带呈现上升趋势，而SCS随着远离林带呈下降趋势。在垂直深度上，SMS随深度增加而呈上升趋势，而SCS随深度增加逐渐减少。（3）农田防护林能显著降低风速、减少太阳辐射、降温、提升相对湿度和减少土壤蒸发。（4）各生态环境因子对水碳储量的影响效果依次为土壤性质>小气候因素>植被属性。本研究通过分析评价农田防护林不同林带配置下各环境因子对土壤水碳储量的影响，可为农田防护林建设提供理论依据和科学基础。
农田防护林作为重要的生态保护措施，探究典型林带配置对土壤水碳储量的影响，可以有效提高农田防护林体系的生态效益。本研究选取河套灌区典型配置的农田防护林系统（二行林带、四行林带、五行林带和八行林带），测定距林带距离、土壤深度、不同月份三个维度的土壤水储量（Soil Moisture Storage，SMS）和土壤碳储量（Soil Carbon Stocks，SCS），以及土壤性质、植被属性和小气候因素等生态环境因子，探究影响农田防护林土壤水碳储量的主要因素。结果表明：（1）SMS和SCS在四行林带配置下最高，分别为240.2 mm和26.7 kg·m-2；不同林带配置下的水碳储量整体情况为四行>八行>五行>二行。（2）时间尺度上，5月份的SMS最高（277.7 mm），10月份的SCS最高（22.04 kg·m-2）。在水平距离上，SMS随着远离林带呈现上升趋势，而SCS随着远离林带呈下降趋势。在垂直深度上，SMS随深度增加而呈上升趋势，而SCS随深度增加逐渐减少。（3）农田防护林能显著降低风速、减少太阳辐射、降温、提升相对湿度和减少土壤蒸发。（4）各生态环境因子对水碳储量的影响效果依次为土壤性质>小气候因素>植被属性。本研究通过分析评价农田防护林不同林带配置下各环境因子对土壤水碳储量的影响，可为农田防护林建设提供理论依据和科学基础。
摘要:
丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge）是我国传统大宗中药材之一，为多年生草本植物。集约化种植导致丹参土传病害频发，其中根腐病为典型的丹参土传病害，严重制约了丹参产量与品质提升。本研究从加拿大一枝黄花（Solidago canadensis L.）根际分离筛选出4株溶杆菌，并比较了其对丹参根腐病致病菌Fusarium oxysporum 220的拮抗能力。为筛选拮抗菌株的高效发酵基质，选取烟草秸秆、稻草秸秆、高粱秸秆、玉米秸秆和加拿大一枝黄花秸秆进行微生物固体发酵，并以最优发酵秸秆为基质制备产酶溶杆菌生物有机肥（BOF）。进一步利用盆栽试验评估BOF防控丹参根腐病的能力，最后基于宏基因组测序，分析了生物有机肥富集的关键类群和功能基因。结果表明，产酶溶杆菌Lysobacter enzymogenes Le395对丹参根腐病致病菌Fusarium oxysporum 220具有较强拮抗作用。有机肥原料筛选实验发现菌株Le395最佳发酵基质为加拿大一枝黄花秸秆。盆栽实验发现施加BOF处理对丹参根腐病具有较好的防控效率，与对照组（CK）相比，发病率降低50.3%，病情指数降低50.2%。同时该生物有机肥具有良好的促生效果，施加BOF的处理地上部分鲜物质量较CK增加163.1%，地下部分鲜物质量增加147.0%。结合qPCR和宏基因组测序分析发现，施加BOF能够显著降低丹参根际镰刀菌属丰度和尖孢镰刀菌的数量，提高根际溶杆菌属和产酶溶杆菌的丰度，同时调控了根际微生物群落结构组成，提高了根际抗病促生相关功能基因的丰度。相关研究结果为建立以生物有机肥为核心的丹参根腐病生态绿色防控策略提供了理论和技术支撑。
丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge）是我国传统大宗中药材之一，为多年生草本植物。集约化种植导致丹参土传病害频发，其中根腐病为典型的丹参土传病害，严重制约了丹参产量与品质提升。本研究从加拿大一枝黄花（Solidago canadensis L.）根际分离筛选出4株溶杆菌，并比较了其对丹参根腐病致病菌Fusarium oxysporum 220的拮抗能力。为筛选拮抗菌株的高效发酵基质，选取烟草秸秆、稻草秸秆、高粱秸秆、玉米秸秆和加拿大一枝黄花秸秆进行微生物固体发酵，并以最优发酵秸秆为基质制备产酶溶杆菌生物有机肥（BOF）。进一步利用盆栽试验评估BOF防控丹参根腐病的能力，最后基于宏基因组测序，分析了生物有机肥富集的关键类群和功能基因。结果表明，产酶溶杆菌Lysobacter enzymogenes Le395对丹参根腐病致病菌Fusarium oxysporum 220具有较强拮抗作用。有机肥原料筛选实验发现菌株Le395最佳发酵基质为加拿大一枝黄花秸秆。盆栽实验发现施加BOF处理对丹参根腐病具有较好的防控效率，与对照组（CK）相比，发病率降低50.3%，病情指数降低50.2%。同时该生物有机肥具有良好的促生效果，施加BOF的处理地上部分鲜物质量较CK增加163.1%，地下部分鲜物质量增加147.0%。结合qPCR和宏基因组测序分析发现，施加BOF能够显著降低丹参根际镰刀菌属丰度和尖孢镰刀菌的数量，提高根际溶杆菌属和产酶溶杆菌的丰度，同时调控了根际微生物群落结构组成，提高了根际抗病促生相关功能基因的丰度。相关研究结果为建立以生物有机肥为核心的丹参根腐病生态绿色防控策略提供了理论和技术支撑。
摘要:
丛枝菌根真菌在土壤微生物生态网络中发挥着至关重要的作用，与 80%左右的植物可形成共生结构，是可持续土壤管理的关键组成部分。为揭示华北平原潮土区丛枝菌根真菌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，应用高通量测序和生态网络等方法，阐明不同秸秆还田方式及施肥处理下土壤丛枝菌根真菌群落组成、网络互作关系及其与土壤养分的关系。试验共设置5个处理，具体为：T1，秸秆移除+PK肥；T2，秸秆覆盖+PK肥；T3，秸秆移除+NPK肥；T4，秸秆覆盖+NPK肥；T5，秸秆掩埋+NPK肥。结果表明：（1）秸秆还田配施NPK肥处理降低土壤pH，显著提高了土壤有机质、全氮、铵态氮、速效钾和有效磷的含量（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显著影响了丛枝菌根真菌群落组成，而群落alpha多样性无显著差异，球囊霉属和类球囊霉属是潮土丛枝菌根真菌群落的主要优势属。（3）共现网络分析得到7个生态网络模块，其中模块VI中物种丰度与土壤养分指标（包括有机质、硝态氮、有效磷、速效钾和全氮）和乙酰氨基葡萄糖苷酶呈显著正相关（P < 0.05），与pH呈显著负相关（P < 0.05）。因此不同秸秆还田方式可以通过改善土壤理化性质、调节土壤微生物群落结构和多样性及调节丛枝菌根真菌网络互作关联等方式调控土壤肥力。研究结果对加强土壤健康管理和可持续农业发展具有重要意义。
丛枝菌根真菌在土壤微生物生态网络中发挥着至关重要的作用，与 80%左右的植物可形成共生结构，是可持续土壤管理的关键组成部分。为揭示华北平原潮土区丛枝菌根真菌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，应用高通量测序和生态网络等方法，阐明不同秸秆还田方式及施肥处理下土壤丛枝菌根真菌群落组成、网络互作关系及其与土壤养分的关系。试验共设置5个处理，具体为：T1，秸秆移除+PK肥；T2，秸秆覆盖+PK肥；T3，秸秆移除+NPK肥；T4，秸秆覆盖+NPK肥；T5，秸秆掩埋+NPK肥。结果表明：（1）秸秆还田配施NPK肥处理降低土壤pH，显著提高了土壤有机质、全氮、铵态氮、速效钾和有效磷的含量（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显著影响了丛枝菌根真菌群落组成，而群落alpha多样性无显著差异，球囊霉属和类球囊霉属是潮土丛枝菌根真菌群落的主要优势属。（3）共现网络分析得到7个生态网络模块，其中模块VI中物种丰度与土壤养分指标（包括有机质、硝态氮、有效磷、速效钾和全氮）和乙酰氨基葡萄糖苷酶呈显著正相关（P < 0.05），与pH呈显著负相关（P < 0.05）。因此不同秸秆还田方式可以通过改善土壤理化性质、调节土壤微生物群落结构和多样性及调节丛枝菌根真菌网络互作关联等方式调控土壤肥力。研究结果对加强土壤健康管理和可持续农业发展具有重要意义。
摘要:
青枯菌（Ralstonia solanacearum）作为一种极具危害性的植物病原细菌，会寄生番茄等作物引起青枯病的发生，造成宿主死亡与作物减产，严重危害农业经济。根际作为微生物—植物交互的重要场所，决定了病原菌入侵结果与植物健康状况。然而，病原菌入侵下的细菌与真菌互作过程尚不明确，限制了对青枯病害发生的理解。通过荧光定量PCR（qPCR）量化微生物丰度，并通过高通量扩增子测序技术调查罹病和健康番茄植株的根际土壤中细菌和真菌群落，以探究青枯菌入侵对根际细菌和真菌组成结构及互作关联的影响。结果表明，罹病和健康植株根际的细菌群落存在显著差异，罹病根际中含有更高数量的青枯菌，而健康植株的根际则显著富集了放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes），这些类群包含了更多具有生物防治潜力的有益细菌。此外，病原菌的入侵压缩了真菌在根际的生存空间，显著降低了根际中真菌的qPCR数量和生态位宽度。共现网络分析表明，罹病根际的细菌—真菌网络更为复杂，真菌节点占比（46.7%）显著增加（健康根际为31.0%），其中子囊菌门（Ascomycota）物种成为关键网络节点，反映出病原菌入侵增强了细菌与真菌（尤其是Ascomycota物种）之间的密切关联。在细菌与真菌的直接关联中，罹病根际的负相关占比（46.3%）明显高于健康根际（35.4%），表明病原菌引导的细菌—真菌互作关系更多呈现负向性。并且，Ascomycota和Actinobacteria是其中关键的真菌和细菌类群，分别是罹病和健康状态下的根际指示微生物，与病原菌数量呈现显著正相关（R2 = 0.393，P = 0.002）和负相关关系（R2 = 0.523，P = 0.000 2）。本研究阐明了青枯菌对根际微生物群落的扰动作用，尤其是对细菌—真菌生态关联的影响结果，从根际微生物生态的角度阐释了番茄青枯病发生下的根际微生物结构特征变化，为青枯病防控策略提供了理论依据。
青枯菌（Ralstonia solanacearum）作为一种极具危害性的植物病原细菌，会寄生番茄等作物引起青枯病的发生，造成宿主死亡与作物减产，严重危害农业经济。根际作为微生物—植物交互的重要场所，决定了病原菌入侵结果与植物健康状况。然而，病原菌入侵下的细菌与真菌互作过程尚不明确，限制了对青枯病害发生的理解。通过荧光定量PCR（qPCR）量化微生物丰度，并通过高通量扩增子测序技术调查罹病和健康番茄植株的根际土壤中细菌和真菌群落，以探究青枯菌入侵对根际细菌和真菌组成结构及互作关联的影响。结果表明，罹病和健康植株根际的细菌群落存在显著差异，罹病根际中含有更高数量的青枯菌，而健康植株的根际则显著富集了放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes），这些类群包含了更多具有生物防治潜力的有益细菌。此外，病原菌的入侵压缩了真菌在根际的生存空间，显著降低了根际中真菌的qPCR数量和生态位宽度。共现网络分析表明，罹病根际的细菌—真菌网络更为复杂，真菌节点占比（46.7%）显著增加（健康根际为31.0%），其中子囊菌门（Ascomycota）物种成为关键网络节点，反映出病原菌入侵增强了细菌与真菌（尤其是Ascomycota物种）之间的密切关联。在细菌与真菌的直接关联中，罹病根际的负相关占比（46.3%）明显高于健康根际（35.4%），表明病原菌引导的细菌—真菌互作关系更多呈现负向性。并且，Ascomycota和Actinobacteria是其中关键的真菌和细菌类群，分别是罹病和健康状态下的根际指示微生物，与病原菌数量呈现显著正相关（R2 = 0.393，P = 0.002）和负相关关系（R2 = 0.523，P = 0.000 2）。本研究阐明了青枯菌对根际微生物群落的扰动作用，尤其是对细菌—真菌生态关联的影响结果，从根际微生物生态的角度阐释了番茄青枯病发生下的根际微生物结构特征变化，为青枯病防控策略提供了理论依据。
摘要:
探究了海藻肥中的主要功能成分——褐藻类物质对土壤性质、碳组分、酶活性和温室气体排放的潜在影响。采用土壤室内培养的方法，设置空白对照（CK）、褐藻原粉处理（Sea）、黏度为66 mPaŸs的海藻酸钠处理（Alg66）、黏度为360 mPaŸs的海藻酸钠处理（Alg360）和岩藻多糖处理（Fuc），共5个处理，在25 ℃下培养112 d，定期取样测定土壤理化性质、土壤碳组分、土壤酶活性和温室气体。结果发现，与CK相比，添加褐藻类物质均能提高土壤有机碳含量和全氮含量，Sea处理土壤有效磷和速效钾含量分别提高了19.83%和260.23%；褐藻提取多糖处理（Alg66、Alg360、Fuc）土壤有效磷含量分别降低了17.67%、2.74%和20.15%，土壤速效钾含量分别降低了11.41%、3.85%和6.36%。Fuc处理能显著提高活性碳组分含量，尤其是溶解性有机碳，在培养期结束时较其他处理差异显著，含量为CK的6.34倍。Fuc处理提高了土壤β-葡萄糖苷酶（BG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-木糖苷酶（BX）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）的活性。与CK相比，添加褐藻类物质均提高了CO2排放量，Alg66、Alg360能够减少N2O排放，各处理对CH4排放的影响无明显差异。上述结果表明，褐藻类物质能够提高土壤碳氮养分。岩藻多糖显著提高土壤酶活性和活性碳组分含量，海藻酸钠能够降低N2O排放。由此可见，褐藻类物质具有一定的绿色增效潜力，其不同成分对土壤的作用效果各异，在新型肥料的生产与应用领域存在发展空间。
探究了海藻肥中的主要功能成分——褐藻类物质对土壤性质、碳组分、酶活性和温室气体排放的潜在影响。采用土壤室内培养的方法，设置空白对照（CK）、褐藻原粉处理（Sea）、黏度为66 mPaŸs的海藻酸钠处理（Alg66）、黏度为360 mPaŸs的海藻酸钠处理（Alg360）和岩藻多糖处理（Fuc），共5个处理，在25 ℃下培养112 d，定期取样测定土壤理化性质、土壤碳组分、土壤酶活性和温室气体。结果发现，与CK相比，添加褐藻类物质均能提高土壤有机碳含量和全氮含量，Sea处理土壤有效磷和速效钾含量分别提高了19.83%和260.23%；褐藻提取多糖处理（Alg66、Alg360、Fuc）土壤有效磷含量分别降低了17.67%、2.74%和20.15%，土壤速效钾含量分别降低了11.41%、3.85%和6.36%。Fuc处理能显著提高活性碳组分含量，尤其是溶解性有机碳，在培养期结束时较其他处理差异显著，含量为CK的6.34倍。Fuc处理提高了土壤β-葡萄糖苷酶（BG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-木糖苷酶（BX）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）的活性。与CK相比，添加褐藻类物质均提高了CO2排放量，Alg66、Alg360能够减少N2O排放，各处理对CH4排放的影响无明显差异。上述结果表明，褐藻类物质能够提高土壤碳氮养分。岩藻多糖显著提高土壤酶活性和活性碳组分含量，海藻酸钠能够降低N2O排放。由此可见，褐藻类物质具有一定的绿色增效潜力，其不同成分对土壤的作用效果各异，在新型肥料的生产与应用领域存在发展空间。
摘要:
生物结皮作为荒漠生态系统重要的地表覆被物，可通过多种途径增加土壤有机碳（Soil organic carbon，SOC）固存。然而，有关生物结皮覆盖下微生物残体碳（Microbial necromass carbon，MNC）对SOC的贡献及影响因素仍不清楚。以毛乌素沙地广泛分布的藻、地衣与苔藓结皮为研究对象，采集不同类型结皮的结皮层与层下0～5 cm土壤样品，分析土壤氨基糖含量和土壤理化性质，探究三类生物结皮覆盖土壤中MNC变化及其驱动因素。结果显示：（1）藻、地衣与苔藓结皮层土壤中MNC对SOC贡献分别约为57.7%、47.9%和22.5%，结皮层下土壤中分别约为40.7%、40.2%和28.5%；（2）真菌残体碳（Fungal necromass carbon，FNC）对SOC平均贡献（28.4%±10.7%）显著高于细菌残体碳（Bacterial necromass carbon，BNC）（11.2%±4.8%）；（3）FNC和BNC对颗粒有机碳的显著性高于矿物结合态有机碳；（4）FNC、BNC与氮含量（铵态氮、硝态氮及全氮）、SOC呈显著正相关，与土壤pH、交换性钙离子、土壤含水量呈显著负相关。综上所述，MNC对SOC的贡献度随藻、地衣、苔藓结皮逐渐降低，且主要贡献于活性碳库，FNC对SOC的贡献占据主导地位。土壤中的氮含量、SOC、pH、交换性钙离子和含水量对MNC的积累与分解具有显著影响。研究结果有助于促进对生物结皮覆盖土壤中微生物介导的土壤碳循环与碳固持机制的深入认识，并为荒漠区碳管理策略的制定提供科学依据。
生物结皮作为荒漠生态系统重要的地表覆被物，可通过多种途径增加土壤有机碳（Soil organic carbon，SOC）固存。然而，有关生物结皮覆盖下微生物残体碳（Microbial necromass carbon，MNC）对SOC的贡献及影响因素仍不清楚。以毛乌素沙地广泛分布的藻、地衣与苔藓结皮为研究对象，采集不同类型结皮的结皮层与层下0～5 cm土壤样品，分析土壤氨基糖含量和土壤理化性质，探究三类生物结皮覆盖土壤中MNC变化及其驱动因素。结果显示：（1）藻、地衣与苔藓结皮层土壤中MNC对SOC贡献分别约为57.7%、47.9%和22.5%，结皮层下土壤中分别约为40.7%、40.2%和28.5%；（2）真菌残体碳（Fungal necromass carbon，FNC）对SOC平均贡献（28.4%±10.7%）显著高于细菌残体碳（Bacterial necromass carbon，BNC）（11.2%±4.8%）；（3）FNC和BNC对颗粒有机碳的显著性高于矿物结合态有机碳；（4）FNC、BNC与氮含量（铵态氮、硝态氮及全氮）、SOC呈显著正相关，与土壤pH、交换性钙离子、土壤含水量呈显著负相关。综上所述，MNC对SOC的贡献度随藻、地衣、苔藓结皮逐渐降低，且主要贡献于活性碳库，FNC对SOC的贡献占据主导地位。土壤中的氮含量、SOC、pH、交换性钙离子和含水量对MNC的积累与分解具有显著影响。研究结果有助于促进对生物结皮覆盖土壤中微生物介导的土壤碳循环与碳固持机制的深入认识，并为荒漠区碳管理策略的制定提供科学依据。
摘要:
探析覆盖作物种植模式对枸杞园土壤中代谢物组分、微生物多样性及枸杞产量的影响，旨在为区域经济林可持续发展提供理论依据。通过田间裂区设计，主处理设置传统枸杞单作（M）和覆盖种植（I）2种模式，副处理为施用有机肥（3个施肥水平），分析不同种植模式下土壤理化性质、微生物群落结构、关键代谢物组分和作物产量变化，以及差异代谢物与微生物指标的相关关系。结果表明，与传统枸杞单作相比，覆盖种植模式表层土壤电导率、有机碳含量、全氮含量、有效氮（铵态氮和硝态氮）含量、速效钾含量和微生物生物量氮分别显著增加29.66%、47.80%、39.09%、46.23%、36.64%和22.56%，同时，覆盖种植提高了土壤微生物多样性，其中细菌香农指数显著增加4%，辛普森指数显著降低43.04%。通过代谢组分析共鉴定出867种代谢物，差异代谢组分84种，包括脂类、有机酸、苯丙烷类和碳水化合物等；关键代谢物6种，其中对枸杞产量具有促进作用的代谢物2 种；覆盖种植下枸杞产量显著提高6.36%。因此，覆盖作物能够改善土壤微生态环境，引起土壤中特定代谢物变化，有效提升枸杞产量，适用于枸杞种植。
探析覆盖作物种植模式对枸杞园土壤中代谢物组分、微生物多样性及枸杞产量的影响，旨在为区域经济林可持续发展提供理论依据。通过田间裂区设计，主处理设置传统枸杞单作（M）和覆盖种植（I）2种模式，副处理为施用有机肥（3个施肥水平），分析不同种植模式下土壤理化性质、微生物群落结构、关键代谢物组分和作物产量变化，以及差异代谢物与微生物指标的相关关系。结果表明，与传统枸杞单作相比，覆盖种植模式表层土壤电导率、有机碳含量、全氮含量、有效氮（铵态氮和硝态氮）含量、速效钾含量和微生物生物量氮分别显著增加29.66%、47.80%、39.09%、46.23%、36.64%和22.56%，同时，覆盖种植提高了土壤微生物多样性，其中细菌香农指数显著增加4%，辛普森指数显著降低43.04%。通过代谢组分析共鉴定出867种代谢物，差异代谢组分84种，包括脂类、有机酸、苯丙烷类和碳水化合物等；关键代谢物6种，其中对枸杞产量具有促进作用的代谢物2 种；覆盖种植下枸杞产量显著提高6.36%。因此，覆盖作物能够改善土壤微生态环境，引起土壤中特定代谢物变化，有效提升枸杞产量，适用于枸杞种植。
