2026年第63卷第3期文章目次
> 新视角与前沿
2026, 63(3):649-658.
DOI: 10.11766/trxb202503050101
摘要:
盐碱地是一种重要的农业土地资源。近年来，中国在盐碱地治理方面采取了多种改良措施并取得了重要进展。然而，盐碱地改良和利用依然面临成本高、水资源严重制约的问题，且改良后的盐碱地稳定性差、易反复，低耗水、高效率的技术支撑有待加强。针对上述重大问题，提出盐碱地作物“根际适生微域”学术思路，围绕盐碱地作物“出苗难、立地难”的问题，与整体改土策略相对，阐释盐碱地作物“根际适生微域”（RSM）理论框架，即在植物根系范围微小空间，人为建造与周围环境有所不同的特定局部环境，具备独特的物理、化学和生物特征，能够支持特定的生物群落或生命活动。拟通过土壤培肥增碳降盐、养分均衡供应抑盐、物理结构优化消板、根际生物功能强化等多理论交叉创新，提出以“活土促根、离子养根、酸化调根、生物护根”为核心的技术路径构建设想，系统描绘“根际适生微域”构建原理和技术路径的探索。以耐盐高值作物品种为先锋，通过水分调控促进根际钠离子的运移，并思考以新型缓控释肥料为核心，辅以抗盐、促生和生物强化因子的盐碱地作物“根际适生微域”技术路径，文章指出了作物“根际适生微域”与盐碱地改良研究的重点方向与内容，以期推动盐碱地改良技术瓶颈突破和相关学科发展。
盐碱地是一种重要的农业土地资源。近年来，中国在盐碱地治理方面采取了多种改良措施并取得了重要进展。然而，盐碱地改良和利用依然面临成本高、水资源严重制约的问题，且改良后的盐碱地稳定性差、易反复，低耗水、高效率的技术支撑有待加强。针对上述重大问题，提出盐碱地作物“根际适生微域”学术思路，围绕盐碱地作物“出苗难、立地难”的问题，与整体改土策略相对，阐释盐碱地作物“根际适生微域”（RSM）理论框架，即在植物根系范围微小空间，人为建造与周围环境有所不同的特定局部环境，具备独特的物理、化学和生物特征，能够支持特定的生物群落或生命活动。拟通过土壤培肥增碳降盐、养分均衡供应抑盐、物理结构优化消板、根际生物功能强化等多理论交叉创新，提出以“活土促根、离子养根、酸化调根、生物护根”为核心的技术路径构建设想，系统描绘“根际适生微域”构建原理和技术路径的探索。以耐盐高值作物品种为先锋，通过水分调控促进根际钠离子的运移，并思考以新型缓控释肥料为核心，辅以抗盐、促生和生物强化因子的盐碱地作物“根际适生微域”技术路径，文章指出了作物“根际适生微域”与盐碱地改良研究的重点方向与内容，以期推动盐碱地改良技术瓶颈突破和相关学科发展。
> 综述与评论
2026, 63(3):659-675.
DOI: 10.11766/trxb202502180068
摘要:
土壤微生物驱动元素地球化学循环，对促进土壤健康和生态系统可持续性至关重要。然而土壤微生物物种组成复杂、功能多样，使得基于微生物功能性状的分类和利用面临巨大的挑战。微生物生活史研究将微生物代谢特征与其生态过程联系起来，对理解微生物群落与生态系统服务功能之间的关系具有重要意义。本文系统综述了土壤微生物生活史策略理论框架的发展与应用进展，梳理了微生物生活史策略的核心理论及其发展历程，重点探讨了二分法（r-K理论和寡营养-富营养分类）和三分法（C-S-R和Y-A-S分类框架等）的核心内涵及其在土壤微生物研究中的实践价值。然而，当前的研究主要依赖微生物功能基因组成的描述性分析，缺乏对微生物功能的动态表达解析和调控机制研究，在此基础上提出土壤微生物群落生活史策略研究支撑农业绿色发展的研究方向，强调了未来需要建立微生物群落生活史策略的多维动态解析体系，解析土壤微生物生活史策略转换的驱动机制，同时完善农业生态系统服务功能的土壤微生物生活史策略响应框架，将微生物生活史策略分类发展为生态系统功能调控的核心理论工具，为应对全球变化与粮食安全提供土壤微生物组解决方案。
土壤微生物驱动元素地球化学循环，对促进土壤健康和生态系统可持续性至关重要。然而土壤微生物物种组成复杂、功能多样，使得基于微生物功能性状的分类和利用面临巨大的挑战。微生物生活史研究将微生物代谢特征与其生态过程联系起来，对理解微生物群落与生态系统服务功能之间的关系具有重要意义。本文系统综述了土壤微生物生活史策略理论框架的发展与应用进展，梳理了微生物生活史策略的核心理论及其发展历程，重点探讨了二分法（r-K理论和寡营养-富营养分类）和三分法（C-S-R和Y-A-S分类框架等）的核心内涵及其在土壤微生物研究中的实践价值。然而，当前的研究主要依赖微生物功能基因组成的描述性分析，缺乏对微生物功能的动态表达解析和调控机制研究，在此基础上提出土壤微生物群落生活史策略研究支撑农业绿色发展的研究方向，强调了未来需要建立微生物群落生活史策略的多维动态解析体系，解析土壤微生物生活史策略转换的驱动机制，同时完善农业生态系统服务功能的土壤微生物生活史策略响应框架，将微生物生活史策略分类发展为生态系统功能调控的核心理论工具，为应对全球变化与粮食安全提供土壤微生物组解决方案。
2026, 63(3):676-690.
DOI: 10.11766/trxb202502020044
摘要:
土壤作为重要的陆地有机碳库，在缓解气候变化和促进农业可持续发展中具有重要作用。铁氧化物是土壤中重要的活性组分，在有机碳的固定和周转中发挥着核心作用。一方面，铁氧化物通过吸附和共沉淀等方式与有机碳结合，形成结构稳定的铁结合态有机碳；另一方面，铁作为催化剂通过美拉德反应促进有机碳向稳定性更高的分子转化。然而，铁氧化物对有机碳的保护作用受环境因素调控，特别是铁在氧化还原过程中通过释放活性氧和促进电子传递可加速有机碳的周转。本文系统梳理了土壤铁氧化物在碳固持与周转过程中的作用机制，阐述了有机碳分子对铁氧化物形态转化的反馈效应，深入探讨了环境因素和生物作用对铁碳耦合的调控机制，强调了矿物保护和生物活性限制在维持土壤碳库稳定中的重要作用。最后，对铁碳研究领域的未来发展进行展望，包括土壤有机碳聚合反应的直观验证与量化、土壤微区生物过程对铁碳耦合的调控机制、铁氧化还原过程中有机碳固定与形态转化的权衡机制、铁碳耦合的跨尺度模型整合与碳汇潜力评估等。以上工作的开展将有助于精准解析土壤铁碳耦合的物理-化学-生物机制，为铁碳周转及其碳汇效应提供理论支撑。
土壤作为重要的陆地有机碳库，在缓解气候变化和促进农业可持续发展中具有重要作用。铁氧化物是土壤中重要的活性组分，在有机碳的固定和周转中发挥着核心作用。一方面，铁氧化物通过吸附和共沉淀等方式与有机碳结合，形成结构稳定的铁结合态有机碳；另一方面，铁作为催化剂通过美拉德反应促进有机碳向稳定性更高的分子转化。然而，铁氧化物对有机碳的保护作用受环境因素调控，特别是铁在氧化还原过程中通过释放活性氧和促进电子传递可加速有机碳的周转。本文系统梳理了土壤铁氧化物在碳固持与周转过程中的作用机制，阐述了有机碳分子对铁氧化物形态转化的反馈效应，深入探讨了环境因素和生物作用对铁碳耦合的调控机制，强调了矿物保护和生物活性限制在维持土壤碳库稳定中的重要作用。最后，对铁碳研究领域的未来发展进行展望，包括土壤有机碳聚合反应的直观验证与量化、土壤微区生物过程对铁碳耦合的调控机制、铁氧化还原过程中有机碳固定与形态转化的权衡机制、铁碳耦合的跨尺度模型整合与碳汇潜力评估等。以上工作的开展将有助于精准解析土壤铁碳耦合的物理-化学-生物机制，为铁碳周转及其碳汇效应提供理论支撑。
2026, 63(3):691-703.
DOI: 10.11766/trxb202503290145
摘要:
直接施用调理剂是改良酸性土壤的重要方法。为了深入了解我国市售酸性土壤调理剂的性质特征，本研究对我国酸性土壤调理剂的产品登记情况和发明专利申请信息进行了系统整理与分析，并针对24种市售酸性土壤调理剂包装上标注的形态特征和主要有效成分进行了测定、匹配和验证。通过X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析，进一步明确了这些商品化酸性土壤调理剂的主要化学组分。结果显示，我国酸性土壤调理剂产品种类丰富，在各类土壤调理剂中占比高达78%。受市场需求、原料产地以及农业发展特点等因素影响，酸性土壤调理剂的生产厂商主要集中于广东和山东地区。我国酸性土壤调理剂产品的发明专利授权率较低，不足10%，其中已授权专利所涉及的原材料以有机物料和工农业副产品为主，天然矿物和化工产品次之。在产品登记信息中，碳酸盐矿物和牡蛎壳是最常用的原材料。与专利申请相比，实际生产中选择的原材料更加廉价且易获取。我国酸性土壤调理剂的形态主要包括粉剂和颗粒态，其产品登记比例约为2:1。pH、CaO和MgO三个碱度指标是衡量酸性土壤调理剂改善土壤酸度及补充盐基养分效果的关键参数。然而，部分商品化酸性土壤调理剂在包装上未完全标明这三项重要参数。通过对24种市售酸性土壤调理剂的测定发现，所有样品均具有较高的pH和CaO含量，大部分产品还含有少量MgO，绝大多数调理剂产品的碱度测定值与其标明值或标明范围相符。XRD和FTIR分析结果表明，我国市售酸性土壤调理剂的主要成分为CaCO3。此外，因原材料和加工工艺的不同，部分产品还含有Ca（OH）2、CaO、CaMg（CO3）2、MgO等快速调节土壤酸度的碱性物质。除上述碱性物质外，大多数酸性土壤调理剂中还含有硅酸盐矿物或SiO2等含硅物质。综上所述，当前我国酸性土壤调理剂的主要功能集中于调节土壤酸度。然而，由于产品功能较为单一，市场推广面临一定挑战。为满足农业生产多样化的实际需求，亟需进一步研发既能调节土壤酸度，又兼具培肥功能的多功效调理剂产品，以提升产品实用性和市场竞争力。此外，酸化土壤改良是一项系统工程。除了加强新产品的研发，还需同步推进土壤酸化监测与预警、酸化土壤改良技术与模式集成等相关工作，从而切实推动我国酸性耕地的改良进程及其可持续利用。
直接施用调理剂是改良酸性土壤的重要方法。为了深入了解我国市售酸性土壤调理剂的性质特征，本研究对我国酸性土壤调理剂的产品登记情况和发明专利申请信息进行了系统整理与分析，并针对24种市售酸性土壤调理剂包装上标注的形态特征和主要有效成分进行了测定、匹配和验证。通过X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析，进一步明确了这些商品化酸性土壤调理剂的主要化学组分。结果显示，我国酸性土壤调理剂产品种类丰富，在各类土壤调理剂中占比高达78%。受市场需求、原料产地以及农业发展特点等因素影响，酸性土壤调理剂的生产厂商主要集中于广东和山东地区。我国酸性土壤调理剂产品的发明专利授权率较低，不足10%，其中已授权专利所涉及的原材料以有机物料和工农业副产品为主，天然矿物和化工产品次之。在产品登记信息中，碳酸盐矿物和牡蛎壳是最常用的原材料。与专利申请相比，实际生产中选择的原材料更加廉价且易获取。我国酸性土壤调理剂的形态主要包括粉剂和颗粒态，其产品登记比例约为2:1。pH、CaO和MgO三个碱度指标是衡量酸性土壤调理剂改善土壤酸度及补充盐基养分效果的关键参数。然而，部分商品化酸性土壤调理剂在包装上未完全标明这三项重要参数。通过对24种市售酸性土壤调理剂的测定发现，所有样品均具有较高的pH和CaO含量，大部分产品还含有少量MgO，绝大多数调理剂产品的碱度测定值与其标明值或标明范围相符。XRD和FTIR分析结果表明，我国市售酸性土壤调理剂的主要成分为CaCO3。此外，因原材料和加工工艺的不同，部分产品还含有Ca（OH）2、CaO、CaMg（CO3）2、MgO等快速调节土壤酸度的碱性物质。除上述碱性物质外，大多数酸性土壤调理剂中还含有硅酸盐矿物或SiO2等含硅物质。综上所述，当前我国酸性土壤调理剂的主要功能集中于调节土壤酸度。然而，由于产品功能较为单一，市场推广面临一定挑战。为满足农业生产多样化的实际需求，亟需进一步研发既能调节土壤酸度，又兼具培肥功能的多功效调理剂产品，以提升产品实用性和市场竞争力。此外，酸化土壤改良是一项系统工程。除了加强新产品的研发，还需同步推进土壤酸化监测与预警、酸化土壤改良技术与模式集成等相关工作，从而切实推动我国酸性耕地的改良进程及其可持续利用。
> 研究论文
2026, 63(3):704-717.
DOI: 10.11766/trxb202502140060
摘要:
土壤盐渍化严重制约农业可持续发展，精准监测土壤盐分对农业管理和生态保护至关重要。本研究利用无人机成像光谱技术结合机器学习算法，探索滨海地区土壤盐分含量（SSC）的反演与空间制图方法。通过竞争自适应重加权采样（CARS）算法筛选特征波段并计算光谱指数，采用递归特征消除法（RFE）筛选光谱指数，利用偏最小二乘回归（PLSR）、支持向量回归（SVR）、随机森林回归（RFR）构建6种不同光谱变换的全波段预测模型和利用SVR、RFR、极端梯度提升（XGBoost）和反向传播神经网络（BPNN）构建光谱指数预测模型，并通过精度评估选择最佳模型进行SSC空间制图。结果表明：研究区实测SSC范围为1.23～8.96 g·kg-1，均值为3.12 g·kg-1；全波段模型中，经SG平滑处理的原始光谱的RFR模型精度最高；光谱指数模型中，基于特征选择的XGBoost模型表现最优；反演结果揭示了研究区土壤盐分中低含量广泛分布、高值零散分布的空间特征，XGBoost适合全面预测整体分布，而经SG平滑处理的原始光谱的RFR更适合低盐分情况的分布。本研究创新性地结合了全波段优化光谱指数与传统光谱指数来构建SSC预测模型，为无人机成像光谱技术在田间尺度SSC快速监测提供了范例。
土壤盐渍化严重制约农业可持续发展，精准监测土壤盐分对农业管理和生态保护至关重要。本研究利用无人机成像光谱技术结合机器学习算法，探索滨海地区土壤盐分含量（SSC）的反演与空间制图方法。通过竞争自适应重加权采样（CARS）算法筛选特征波段并计算光谱指数，采用递归特征消除法（RFE）筛选光谱指数，利用偏最小二乘回归（PLSR）、支持向量回归（SVR）、随机森林回归（RFR）构建6种不同光谱变换的全波段预测模型和利用SVR、RFR、极端梯度提升（XGBoost）和反向传播神经网络（BPNN）构建光谱指数预测模型，并通过精度评估选择最佳模型进行SSC空间制图。结果表明：研究区实测SSC范围为1.23～8.96 g·kg-1，均值为3.12 g·kg-1；全波段模型中，经SG平滑处理的原始光谱的RFR模型精度最高；光谱指数模型中，基于特征选择的XGBoost模型表现最优；反演结果揭示了研究区土壤盐分中低含量广泛分布、高值零散分布的空间特征，XGBoost适合全面预测整体分布，而经SG平滑处理的原始光谱的RFR更适合低盐分情况的分布。本研究创新性地结合了全波段优化光谱指数与传统光谱指数来构建SSC预测模型，为无人机成像光谱技术在田间尺度SSC快速监测提供了范例。
2026, 63(3):718-729.
DOI: 10.11766/trxb202409300379
摘要:
土壤盐碱化导致耕地肥力下降、作物生产力低下，严重制约旱区农业高质量发展。生物质材料在盐碱地改良方面表现出较好的作用效果。通过室内一维垂直入渗试验，探讨添加不同生物质材料（8‰生物炭（B）、8‰生化黄腐酸（BF）以及4‰生物炭与4‰生化黄腐酸混合施用（BBF））对盐碱土理化特性及水盐运移特征，每层土壤与生物质材料完全混合，且按等体积装柱。结果表明：施加生物炭与生化黄腐酸均能使土壤容重减小、孔隙度增大，B处理与其他处理差异显著（P<0.05）。在相同入渗时间下，B、BF、BBF处理的湿润锋运移深度与CK相比均明显减小，其中同一入渗时间下，BF处理的湿润锋运移深度最小。Kostiakov和Philip两种模型均能很好模拟入渗过程，吸渗率S表现出CK>B>BBF>BF的变化规律。B、BF、BBF处理显著提高了0～15 cm土层的土壤体积含水率，且各处理之间差异显著（P<0.05）。15 cm土层处的土壤含盐量在B、BF、BBF处理下均高于CK，且20～30 cm土层土壤含盐量随着深度增加逐渐增大，BF处理对含盐量影响最显著。各处理土壤pH低于初始值，在0～15 cm土层B、BF、BBF处理的pH较CK有所增加。同时，0～15 cm土层内土壤盐分离子浓度较CK增大，尤其是水溶性Na+浓度显著增加。研究表明，生物炭和生化黄腐酸在盐碱土改良中显著减小容重、增大孔隙，同时降低入渗速率并提高累积量，但Na+浓度增加可能影响长期效果，因此在改良盐碱土中应侧重于考虑生物质材料自身的理化特性，建议选择理化特性合适且盐分较低的生物质材料，并进行除盐处理以优化治理效果。
土壤盐碱化导致耕地肥力下降、作物生产力低下，严重制约旱区农业高质量发展。生物质材料在盐碱地改良方面表现出较好的作用效果。通过室内一维垂直入渗试验，探讨添加不同生物质材料（8‰生物炭（B）、8‰生化黄腐酸（BF）以及4‰生物炭与4‰生化黄腐酸混合施用（BBF））对盐碱土理化特性及水盐运移特征，每层土壤与生物质材料完全混合，且按等体积装柱。结果表明：施加生物炭与生化黄腐酸均能使土壤容重减小、孔隙度增大，B处理与其他处理差异显著（P<0.05）。在相同入渗时间下，B、BF、BBF处理的湿润锋运移深度与CK相比均明显减小，其中同一入渗时间下，BF处理的湿润锋运移深度最小。Kostiakov和Philip两种模型均能很好模拟入渗过程，吸渗率S表现出CK>B>BBF>BF的变化规律。B、BF、BBF处理显著提高了0～15 cm土层的土壤体积含水率，且各处理之间差异显著（P<0.05）。15 cm土层处的土壤含盐量在B、BF、BBF处理下均高于CK，且20～30 cm土层土壤含盐量随着深度增加逐渐增大，BF处理对含盐量影响最显著。各处理土壤pH低于初始值，在0～15 cm土层B、BF、BBF处理的pH较CK有所增加。同时，0～15 cm土层内土壤盐分离子浓度较CK增大，尤其是水溶性Na+浓度显著增加。研究表明，生物炭和生化黄腐酸在盐碱土改良中显著减小容重、增大孔隙，同时降低入渗速率并提高累积量，但Na+浓度增加可能影响长期效果，因此在改良盐碱土中应侧重于考虑生物质材料自身的理化特性，建议选择理化特性合适且盐分较低的生物质材料，并进行除盐处理以优化治理效果。
2026, 63(3):730-741.
DOI: 10.11766/trxb202503020095
摘要:
土壤钠吸附比（Sodium adsorption ratio，SAR）是表征盐碱地钠离子危害及土壤碱化程度的重要指标，然而在河北滨海地区，受独特的盐分形成和积累及复杂的物理化学共同影响，土壤SAR特征及影响因素仍不明确，不利于其精准预测。因此，本文以河北省沧州市典型滨海盐碱地为研究对象，通过采集0～20 cm和20～40 cm不同层次土壤样品，测定土壤离子组成、容重（BD）、含水量（SWC）、有机质（SOM）、总孔隙度（STP）、毛管孔隙度（SCP）、饱和导水率（Ks）、电导率（EC）和pH。分析SAR特征，探讨其主要影响因素，并利用线性回归（LR）模型、决策树回归（DT）模型、随机森林回归（RF）模型及K-最近邻回归（KNN）模型对SAR进行预测。结果表明，SAR在上下两层（0～20 cm和20～40 cm）的平均值分别为22.23和28.02，无显著性差异（P=0.126），该地区土壤为中度盐化-钠质土。相关性分析发现，SAR与K+、Cl-、SO2- 4、EC、pH、BD、HCO3-、SOM、SWC、STP、SCP、KS均呈显著相关，其中与Cl-、SO2- 4、EC相关性较高，为主要影响因子。在SAR的预测模型对比中，使用EC和pH共同预测SAR的模型精度更高，且RF模型具有最优预测精度，预测参数中土壤EC占比最高。本研究系统揭示了SAR的影响因素，并构建多因子协同预测框架，为滨海盐碱土的改良与资源利用提供了科学依据。
土壤钠吸附比（Sodium adsorption ratio，SAR）是表征盐碱地钠离子危害及土壤碱化程度的重要指标，然而在河北滨海地区，受独特的盐分形成和积累及复杂的物理化学共同影响，土壤SAR特征及影响因素仍不明确，不利于其精准预测。因此，本文以河北省沧州市典型滨海盐碱地为研究对象，通过采集0～20 cm和20～40 cm不同层次土壤样品，测定土壤离子组成、容重（BD）、含水量（SWC）、有机质（SOM）、总孔隙度（STP）、毛管孔隙度（SCP）、饱和导水率（Ks）、电导率（EC）和pH。分析SAR特征，探讨其主要影响因素，并利用线性回归（LR）模型、决策树回归（DT）模型、随机森林回归（RF）模型及K-最近邻回归（KNN）模型对SAR进行预测。结果表明，SAR在上下两层（0～20 cm和20～40 cm）的平均值分别为22.23和28.02，无显著性差异（P=0.126），该地区土壤为中度盐化-钠质土。相关性分析发现，SAR与K+、Cl-、SO2- 4、EC、pH、BD、HCO3-、SOM、SWC、STP、SCP、KS均呈显著相关，其中与Cl-、SO2- 4、EC相关性较高，为主要影响因子。在SAR的预测模型对比中，使用EC和pH共同预测SAR的模型精度更高，且RF模型具有最优预测精度，预测参数中土壤EC占比最高。本研究系统揭示了SAR的影响因素，并构建多因子协同预测框架，为滨海盐碱土的改良与资源利用提供了科学依据。
2026, 63(3):742-754.
DOI: 10.11766/trxb202503280144
摘要:
铁（Fe）是植物生长必需的微量营养元素，不同形态铁（全铁Total Fe、有效铁Available Fe、游离铁Free Fe）的精准监测对土壤健康管理和农业生产优化至关重要，全铁和游离铁也是某些土壤类型鉴定的必需指标。与传统土壤测定方法相比，光谱技术具有快速、经济、环保的优势，近年来逐渐成为土壤Fe测定的替代方案。但光谱技术在系统反演不同形态铁方面报道甚少，为此，本研究基于贵州省501个典型农田耕作层（0～20 cm）土壤样品的颜色参数（CP）、可见-近红外光谱（VNIR）、中红外光谱（MIR）及融合光谱（SF）数据，对光谱进行Savitzky-Golay（SG）平滑去噪处理，再用标准正态变量变换（SNV）方法进行基线校正，分别应用偏最小二乘回归（PLSR）和支持向量机（SVM）两种方法进行建模，系统比较了单一光谱与融合光谱对三种形态铁的预测性能，通过成本效率比（CER）和效率指数（EI）两个指标量化不同预测策略精度与成本的关系。结果表明：（1）单一光谱模型中，VNIR光谱在全铁预测中表现最优（决定系数R2=0.85，相对分析偏差RPD=2.59，均方根误差RMSE=5.48 g·kg-1），MIR光谱在游离铁预测中精度最高（R2=0.80，RPD=2.23，RMSE=4.15 g·kg-1）；决策级融合（SF3）光谱进一步提高了3种形态铁的预测精度，其中有效铁提升幅度最大，但仍难做到有效预测（RPD=1.37），因此不推荐使用光谱技术对土壤有效铁进行预测。（2）成本-精度分析显示，光谱技术可显著降低成本（降幅达40%～85%），其中VNIR和MIR技术在全铁和游离铁预测中兼具高精度和高经济性，适用于需综合考虑精度与成本的场景，而融合光谱（SF）精度提升有限且成本增加较多，适合精度要求更高场景。该研究表明光谱技术能在保证一定预测精度的基础上显著降低土壤铁含量测定成本，可替代传统方法实现全铁与游离铁的高效监测，从而为精准农业实施提供有效的技术支持。
铁（Fe）是植物生长必需的微量营养元素，不同形态铁（全铁Total Fe、有效铁Available Fe、游离铁Free Fe）的精准监测对土壤健康管理和农业生产优化至关重要，全铁和游离铁也是某些土壤类型鉴定的必需指标。与传统土壤测定方法相比，光谱技术具有快速、经济、环保的优势，近年来逐渐成为土壤Fe测定的替代方案。但光谱技术在系统反演不同形态铁方面报道甚少，为此，本研究基于贵州省501个典型农田耕作层（0～20 cm）土壤样品的颜色参数（CP）、可见-近红外光谱（VNIR）、中红外光谱（MIR）及融合光谱（SF）数据，对光谱进行Savitzky-Golay（SG）平滑去噪处理，再用标准正态变量变换（SNV）方法进行基线校正，分别应用偏最小二乘回归（PLSR）和支持向量机（SVM）两种方法进行建模，系统比较了单一光谱与融合光谱对三种形态铁的预测性能，通过成本效率比（CER）和效率指数（EI）两个指标量化不同预测策略精度与成本的关系。结果表明：（1）单一光谱模型中，VNIR光谱在全铁预测中表现最优（决定系数R2=0.85，相对分析偏差RPD=2.59，均方根误差RMSE=5.48 g·kg-1），MIR光谱在游离铁预测中精度最高（R2=0.80，RPD=2.23，RMSE=4.15 g·kg-1）；决策级融合（SF3）光谱进一步提高了3种形态铁的预测精度，其中有效铁提升幅度最大，但仍难做到有效预测（RPD=1.37），因此不推荐使用光谱技术对土壤有效铁进行预测。（2）成本-精度分析显示，光谱技术可显著降低成本（降幅达40%～85%），其中VNIR和MIR技术在全铁和游离铁预测中兼具高精度和高经济性，适用于需综合考虑精度与成本的场景，而融合光谱（SF）精度提升有限且成本增加较多，适合精度要求更高场景。该研究表明光谱技术能在保证一定预测精度的基础上显著降低土壤铁含量测定成本，可替代传统方法实现全铁与游离铁的高效监测，从而为精准农业实施提供有效的技术支持。
2026, 63(3):755-766.
DOI: 10.11766/trxb202504260193
摘要:
为全面揭示土壤生物孔隙分布特征，本研究采用高分辨率X射线CT技术，从三个尺度（直径10 cm、高20 cm的大土柱，直径5 cm、高5 cm的小土柱，以及3～5 mm的团聚体）探究不同轮作模式对砂姜黑土0～20 cm土层生物孔隙结构特征的影响，并对比分析不同尺度下生物孔隙结构特征差异。结果表明：与小麦-玉米轮作相比，小麦-羊角豆轮作显著提高了三个尺度下的生物孔隙度，增幅分别为237%、243%和119%（P<0.05）；小麦-决明子轮作分别提升了111%、217%和114%（P<0.05）。大土柱尺度下生物孔隙平均直径（1444～3374 μm）和最大直径（4792～8854 μm）均显著高于其他尺度，能够完整捕获粗大生物孔隙并揭示其垂直分布特征，但无法有效识别细生物孔隙（<60 μm）；小土柱尺度适用于中细生物孔隙（30～60 μm）识别，常用于评估土壤的水气传输特性；团聚体尺度则能检测极细生物孔隙（6～30 μm），且其生物孔隙比例较高（21.6%～34.4%）。综上，覆盖作物轮作在三个尺度下均能够有效改善砂姜黑土生物孔隙结构，建议未来研究中联用多尺度CT观测手段，以更全面揭示生物孔隙的空间分布与演变规律。
为全面揭示土壤生物孔隙分布特征，本研究采用高分辨率X射线CT技术，从三个尺度（直径10 cm、高20 cm的大土柱，直径5 cm、高5 cm的小土柱，以及3～5 mm的团聚体）探究不同轮作模式对砂姜黑土0～20 cm土层生物孔隙结构特征的影响，并对比分析不同尺度下生物孔隙结构特征差异。结果表明：与小麦-玉米轮作相比，小麦-羊角豆轮作显著提高了三个尺度下的生物孔隙度，增幅分别为237%、243%和119%（P<0.05）；小麦-决明子轮作分别提升了111%、217%和114%（P<0.05）。大土柱尺度下生物孔隙平均直径（1444～3374 μm）和最大直径（4792～8854 μm）均显著高于其他尺度，能够完整捕获粗大生物孔隙并揭示其垂直分布特征，但无法有效识别细生物孔隙（<60 μm）；小土柱尺度适用于中细生物孔隙（30～60 μm）识别，常用于评估土壤的水气传输特性；团聚体尺度则能检测极细生物孔隙（6～30 μm），且其生物孔隙比例较高（21.6%～34.4%）。综上，覆盖作物轮作在三个尺度下均能够有效改善砂姜黑土生物孔隙结构，建议未来研究中联用多尺度CT观测手段，以更全面揭示生物孔隙的空间分布与演变规律。
2026, 63(3):767-777.
DOI: 10.11766/trxb202502220080
摘要:
生物质炭作为一种土壤改良剂，在改善土壤理化性质、增强土壤结构稳定性等方面扮演着重要角色。然而，较少有研究从流变学方法的角度探讨生物质炭添加对土壤结构力学稳定性的影响。本研究基于两年田间试验，以不同生物质炭添加量（0%、1%、3%、5%、10%）的土壤为研究对象，测定各处理土壤的基础理化性质，并采用振幅扫描模式测定土壤在不同含水率（30%、37.5%、45%、60%）条件下的抗剪强度及黏弹性参数，分析不同生物质炭添加含量下土壤抗剪强度及黏弹性参数的变化规律。结果表明，生物质炭添加通过改善土壤基础理化性质（如提高土壤阳离子交换量和有机碳含量等），提高了土壤储能模量和剪切应力，特别是在低含水率（30%～37.5%）条件下。生物质炭扩大了土壤的线性黏弹区范围和屈服点应力，提高了土壤的结构稳定性。当生物质炭添加量达到10%时，即使在高含水率条件下仍能表现出稳定性较强的特征。生物质炭添加通过提高土壤的抗剪强度和黏弹性，进而改善了土壤结构力学稳定性，从而可为黄土区土壤结构改良措施的制定提供理论依据。
生物质炭作为一种土壤改良剂，在改善土壤理化性质、增强土壤结构稳定性等方面扮演着重要角色。然而，较少有研究从流变学方法的角度探讨生物质炭添加对土壤结构力学稳定性的影响。本研究基于两年田间试验，以不同生物质炭添加量（0%、1%、3%、5%、10%）的土壤为研究对象，测定各处理土壤的基础理化性质，并采用振幅扫描模式测定土壤在不同含水率（30%、37.5%、45%、60%）条件下的抗剪强度及黏弹性参数，分析不同生物质炭添加含量下土壤抗剪强度及黏弹性参数的变化规律。结果表明，生物质炭添加通过改善土壤基础理化性质（如提高土壤阳离子交换量和有机碳含量等），提高了土壤储能模量和剪切应力，特别是在低含水率（30%～37.5%）条件下。生物质炭扩大了土壤的线性黏弹区范围和屈服点应力，提高了土壤的结构稳定性。当生物质炭添加量达到10%时，即使在高含水率条件下仍能表现出稳定性较强的特征。生物质炭添加通过提高土壤的抗剪强度和黏弹性，进而改善了土壤结构力学稳定性，从而可为黄土区土壤结构改良措施的制定提供理论依据。
2026, 63(3):778-790.
DOI: 10.11766/trxb202408300349
摘要:
土壤胶体稳定性在土壤养分保持、结构形成和作物生长中起着重要作用。施用有机物料是改良盐碱土的有效措施，但有机物料施入盐碱土后对土壤胶体稳定性的影响尚不清楚。通过室内土壤培养和胶体稳定性实验，探究生物炭（BC）、牛粪（CM）和玉米秸秆（MS）对不同盐碱程度土壤（非盐碱土、轻度盐碱土和中度盐碱土）胶体稳定性的影响。研究结果表明：（1）添加有机物料显著降低盐碱土胶体直径，使其与非盐碱土胶体颗粒相近。轻度盐碱土中，MS处理效果最为明显，胶体粒径由785.7 nm降至360.2 nm；中度盐碱土中，CM处理效果最为明显，胶体粒径由675.8 nm降至393.6 nm。（2）土壤胶体稳定性与土壤盐碱程度有关。与非盐碱土和轻度盐碱土相比，中度盐碱土胶体具有极高的稳定性，这可能与其高pH、高碱度相关。（3）不同有机物料对非盐碱土和轻度盐碱土胶体稳定性的影响较小，但CM和MS处理显著降低中度盐碱土胶体稳定性，胶体颗粒发生聚沉。因此在中度盐碱土中，与生物炭相比，施用牛粪和玉米秸秆可能具备更加明显的改良效果。综上所述，有机物料的施用改善了盐碱土胶体的基本理化性质，优化了土壤胶体状态；与生物炭相比，牛粪和玉米秸秆因其丰富的官能团和养分，施入土壤后显著降低了中度盐碱土胶体稳定性，进而导致胶体颗粒絮凝，促进微团聚体的形成。
土壤胶体稳定性在土壤养分保持、结构形成和作物生长中起着重要作用。施用有机物料是改良盐碱土的有效措施，但有机物料施入盐碱土后对土壤胶体稳定性的影响尚不清楚。通过室内土壤培养和胶体稳定性实验，探究生物炭（BC）、牛粪（CM）和玉米秸秆（MS）对不同盐碱程度土壤（非盐碱土、轻度盐碱土和中度盐碱土）胶体稳定性的影响。研究结果表明：（1）添加有机物料显著降低盐碱土胶体直径，使其与非盐碱土胶体颗粒相近。轻度盐碱土中，MS处理效果最为明显，胶体粒径由785.7 nm降至360.2 nm；中度盐碱土中，CM处理效果最为明显，胶体粒径由675.8 nm降至393.6 nm。（2）土壤胶体稳定性与土壤盐碱程度有关。与非盐碱土和轻度盐碱土相比，中度盐碱土胶体具有极高的稳定性，这可能与其高pH、高碱度相关。（3）不同有机物料对非盐碱土和轻度盐碱土胶体稳定性的影响较小，但CM和MS处理显著降低中度盐碱土胶体稳定性，胶体颗粒发生聚沉。因此在中度盐碱土中，与生物炭相比，施用牛粪和玉米秸秆可能具备更加明显的改良效果。综上所述，有机物料的施用改善了盐碱土胶体的基本理化性质，优化了土壤胶体状态；与生物炭相比，牛粪和玉米秸秆因其丰富的官能团和养分，施入土壤后显著降低了中度盐碱土胶体稳定性，进而导致胶体颗粒絮凝，促进微团聚体的形成。
2026, 63(3):791-801.
DOI: 10.11766/trxb202409030355
摘要:
土壤有机碳库是陆地生态系统中最大的碳库，在缓解气候变化和维持土壤肥力方面发挥重要作用。微生物残体碳（Microbial necromass carbon，MNC）占土壤有机碳的50%左右，对稳定土壤碳库至关重要。MNC在土壤中的积累转化与土壤团聚体的形成稳定密切相关，但目前尚未有研究全面系统地探讨两者之间的关系。本研究结合Meta分析和机器学习方法，深入探讨MNC与土壤团聚体稳定性（以平均重量直径（Mean weight diameter，MWD）为指标）之间的关系。研究结果表明，MWD是MNC的重要预测变量，且两者在全球范围内存在显著的正相关关系（P< 0.05）。基于全球预测数据的相关性分析进一步验证了这一关系，并发现其在不同生态系统中普遍存在。偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析结果揭示，土壤团聚体通过形成物理屏障直接保护MNC，同时也通过调节土壤物理性质和养分状况间接影响MNC的积累与转化。尤其在土壤养分方面，土壤养分对MNC的正向影响最为显著（路径系数0.67，P< 0.05）。此外，MWD影响MNC的具体过程在不同生态系统中存在显著差异，具体表现在路径的方向和强度有所不同，如通过土壤物理性质和养分的间接作用在农田生态系统中较为显著，而在森林生态系统中直接作用较强。这些发现有助于深化对微生物残体碳积累转化过程与土壤团聚体形成稳定过程之间相互作用的理解，并为将团聚体稳定性作为MNC预测模型的潜在指标提供了理论支持。
土壤有机碳库是陆地生态系统中最大的碳库，在缓解气候变化和维持土壤肥力方面发挥重要作用。微生物残体碳（Microbial necromass carbon，MNC）占土壤有机碳的50%左右，对稳定土壤碳库至关重要。MNC在土壤中的积累转化与土壤团聚体的形成稳定密切相关，但目前尚未有研究全面系统地探讨两者之间的关系。本研究结合Meta分析和机器学习方法，深入探讨MNC与土壤团聚体稳定性（以平均重量直径（Mean weight diameter，MWD）为指标）之间的关系。研究结果表明，MWD是MNC的重要预测变量，且两者在全球范围内存在显著的正相关关系（P< 0.05）。基于全球预测数据的相关性分析进一步验证了这一关系，并发现其在不同生态系统中普遍存在。偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析结果揭示，土壤团聚体通过形成物理屏障直接保护MNC，同时也通过调节土壤物理性质和养分状况间接影响MNC的积累与转化。尤其在土壤养分方面，土壤养分对MNC的正向影响最为显著（路径系数0.67，P< 0.05）。此外，MWD影响MNC的具体过程在不同生态系统中存在显著差异，具体表现在路径的方向和强度有所不同，如通过土壤物理性质和养分的间接作用在农田生态系统中较为显著，而在森林生态系统中直接作用较强。这些发现有助于深化对微生物残体碳积累转化过程与土壤团聚体形成稳定过程之间相互作用的理解，并为将团聚体稳定性作为MNC预测模型的潜在指标提供了理论支持。
2026, 63(3):802-811.
DOI: 10.11766/trxb202408270343
摘要:
作为陆地生态系统中重要的碳源和碳汇，稻田土壤有机质（SOM）积累过程已较为明晰，但团聚体中SOM分子组成的变化及其对SOM积累的作用机制尚不明确。本研究借助慈溪地区稻田土壤时间序列，结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）和三维荧光光谱（3D-EEM）技术，探究长期植稻土壤不同粒径团聚体中SOM分子组成的变化特征及其在固碳过程中的贡献。结果表明：大团聚体（>250 μm）和微团聚体（<250 μm）中的有机碳含量均在前100年快速增加，之后缓慢增长。脂肪族类SOM在植稻100年间由12%～13%快速降至1%，而芳香族类SOM由16%～17%增至30%～38%。可溶性有机质（DOM）中的色氨酸类DOM由16%～17%增至33%，而富里酸和胡敏酸类腐殖质由41%～42%分别下降至36%～37%和31%。此后，各类组分均保持相对稳定。DOM的荧光指数（FI）和自生源指数（BIX）均先升后降，而腐殖化指数（HIX）则是先降后增。表明植稻初期微生物群落活跃，活性代谢物质含量高；长期植稻后，微生物持续产生复杂结构的腐殖类物质。综上所述，长期植稻下不同粒径团聚体中有机质分子组成的变化较小，但也进一步证实了稻田土壤有机碳的积累不仅受团聚体的化学吸附和物理保护的作用，微生物的转化作用同样重要。研究结果将为完善稻田土壤有机碳积累机制以及土壤肥力的可持续提供科学依据。
作为陆地生态系统中重要的碳源和碳汇，稻田土壤有机质（SOM）积累过程已较为明晰，但团聚体中SOM分子组成的变化及其对SOM积累的作用机制尚不明确。本研究借助慈溪地区稻田土壤时间序列，结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）和三维荧光光谱（3D-EEM）技术，探究长期植稻土壤不同粒径团聚体中SOM分子组成的变化特征及其在固碳过程中的贡献。结果表明：大团聚体（>250 μm）和微团聚体（<250 μm）中的有机碳含量均在前100年快速增加，之后缓慢增长。脂肪族类SOM在植稻100年间由12%～13%快速降至1%，而芳香族类SOM由16%～17%增至30%～38%。可溶性有机质（DOM）中的色氨酸类DOM由16%～17%增至33%，而富里酸和胡敏酸类腐殖质由41%～42%分别下降至36%～37%和31%。此后，各类组分均保持相对稳定。DOM的荧光指数（FI）和自生源指数（BIX）均先升后降，而腐殖化指数（HIX）则是先降后增。表明植稻初期微生物群落活跃，活性代谢物质含量高；长期植稻后，微生物持续产生复杂结构的腐殖类物质。综上所述，长期植稻下不同粒径团聚体中有机质分子组成的变化较小，但也进一步证实了稻田土壤有机碳的积累不仅受团聚体的化学吸附和物理保护的作用，微生物的转化作用同样重要。研究结果将为完善稻田土壤有机碳积累机制以及土壤肥力的可持续提供科学依据。
2026, 63(3):812-822.
DOI: 10.11766/trxb202503120112
摘要:
土壤碳库中矿物结合态有机碳（Mineral-associated Organic Carbon，MAOC）的稳定性高，其组分比例的增加对提升耕地质量具有至关重要的意义。尽管长期施肥显著提升了砂姜黑土MAOC在土壤有机碳（Soil Organic Carbon，SOC）中的占比，但MAOC中植物与微生物源碳的积累特征及其对SOC的相对贡献尚不明确。本研究依托砂姜黑土长期施肥定位试验（1982—），采用生物标志物法和化学计量学法，探究了不同施肥措施[对照（CK）、单施化肥（NPK）、秸秆半量还田与化肥配施（NPKLS）和秸秆全量还田与化肥配施（NPKHS）]下耕层（0～20 cm）土壤MAOC中植物和微生物源碳的累积特征与相对贡献。结果表明，与CK处理相比，NPKHS和NPKLS处理使MAOC含量显著提高29.6%～54.3%（P < 0.05），且MAOC与SOC（R2=0.95，P<0.05）和碳投入量（R2=0.98，P<0.01）均呈显著线性正相关。植物源组分中，NPKHS处理下香草基酚类（Vanillyl phenols，V）和丁香基酚类（Syringyl phenols，S）的含量相较于CK分别增加了14.8%和13.3%，S/V和肉桂基酚类（Cinnamyl phenols，C）与香草基酚类之比C/V降低了1.27%～9.46%，但酸醛比（Ad/Al）V和（Ad/Al）S差异不显著（P>0.05）。微生物源组分中，NPKHS处理显著提高了氨基糖含量，与CK处理相比增幅高达91.4%（P<0.05）。其中，真菌残体碳（fungal necromass carbon，FNC）和细菌残体碳（bacterial necromass carbon，BNC）含量分别增加了92.7%和48.5%，并且真菌残体碳维持绝对优势（FNC/BNC=4.39）。生物标志物法表明微生物源碳贡献率高达72.6%～73.4%，而化学计量学法显示植物源碳贡献为74.0%～82.6%。与以往的草地/森林生态系统研究结果（53%～65%）相比，化学计量学法可能高估了植物源碳的贡献。综上，长期施肥主要通过增加微生物源碳积累促进了砂姜黑土MAOC的形成和稳定，对砂姜黑土区秸秆资源高效利用和耕地质量提升具有重要意义。
土壤碳库中矿物结合态有机碳（Mineral-associated Organic Carbon，MAOC）的稳定性高，其组分比例的增加对提升耕地质量具有至关重要的意义。尽管长期施肥显著提升了砂姜黑土MAOC在土壤有机碳（Soil Organic Carbon，SOC）中的占比，但MAOC中植物与微生物源碳的积累特征及其对SOC的相对贡献尚不明确。本研究依托砂姜黑土长期施肥定位试验（1982—），采用生物标志物法和化学计量学法，探究了不同施肥措施[对照（CK）、单施化肥（NPK）、秸秆半量还田与化肥配施（NPKLS）和秸秆全量还田与化肥配施（NPKHS）]下耕层（0～20 cm）土壤MAOC中植物和微生物源碳的累积特征与相对贡献。结果表明，与CK处理相比，NPKHS和NPKLS处理使MAOC含量显著提高29.6%～54.3%（P < 0.05），且MAOC与SOC（R2=0.95，P<0.05）和碳投入量（R2=0.98，P<0.01）均呈显著线性正相关。植物源组分中，NPKHS处理下香草基酚类（Vanillyl phenols，V）和丁香基酚类（Syringyl phenols，S）的含量相较于CK分别增加了14.8%和13.3%，S/V和肉桂基酚类（Cinnamyl phenols，C）与香草基酚类之比C/V降低了1.27%～9.46%，但酸醛比（Ad/Al）V和（Ad/Al）S差异不显著（P>0.05）。微生物源组分中，NPKHS处理显著提高了氨基糖含量，与CK处理相比增幅高达91.4%（P<0.05）。其中，真菌残体碳（fungal necromass carbon，FNC）和细菌残体碳（bacterial necromass carbon，BNC）含量分别增加了92.7%和48.5%，并且真菌残体碳维持绝对优势（FNC/BNC=4.39）。生物标志物法表明微生物源碳贡献率高达72.6%～73.4%，而化学计量学法显示植物源碳贡献为74.0%～82.6%。与以往的草地/森林生态系统研究结果（53%～65%）相比，化学计量学法可能高估了植物源碳的贡献。综上，长期施肥主要通过增加微生物源碳积累促进了砂姜黑土MAOC的形成和稳定，对砂姜黑土区秸秆资源高效利用和耕地质量提升具有重要意义。
2026, 63(3):823-832.
DOI: 10.11766/trxb202408190332
摘要:
深入探讨化肥减施和有机肥替代对土壤有机碳的影响，对于理解农业土壤有机碳库对施肥的响应过程，并对早日实现农业减肥固碳具有重要意义。运用Meta整合分析法及随机森林模型分析化肥减施和有机肥替代下土壤有机碳含量的变化特征，系统研究了各种因子对土壤有机碳的影响程度。结果表明，化肥减施下土壤有机碳总体下降2.61%，地处温带地区（年均气温<10 ℃、年均降水<1 000 mm）有机碳损失较大，但随海拔高度变化，有机碳无显著损失。初始有机碳含量高的土壤有利于有机碳的保持。随土壤初始pH和有效磷含量的增加，土壤有机碳的损失总体呈增强趋势，有机碳含量最高可下降6.91%。而初始速效钾的影响却正好相反。化肥减施下农田和果园土壤有机碳下降幅度相近，菜地有机碳变化不显著。有机肥替代下土壤有机碳显著增加14.39%，地处中低海拔和年均降水<600 mm的亚热带地区更有利于有机碳的积累。除低碱解氮水平外（50 mg·kg-1），不同水平初始有机碳、全氮和碱解氮含量土壤有机碳未表现出显著差异。随初始pH和有效磷含量的提高，有机碳的累积效应增强，而初始速效钾的影响却正好相反。有机肥替代下以水旱轮作和菜地利用最有利于有机碳的积累。pH和碱解氮分别是影响减施化肥和有机肥替代土壤有机碳的最重要因子。
深入探讨化肥减施和有机肥替代对土壤有机碳的影响，对于理解农业土壤有机碳库对施肥的响应过程，并对早日实现农业减肥固碳具有重要意义。运用Meta整合分析法及随机森林模型分析化肥减施和有机肥替代下土壤有机碳含量的变化特征，系统研究了各种因子对土壤有机碳的影响程度。结果表明，化肥减施下土壤有机碳总体下降2.61%，地处温带地区（年均气温<10 ℃、年均降水<1 000 mm）有机碳损失较大，但随海拔高度变化，有机碳无显著损失。初始有机碳含量高的土壤有利于有机碳的保持。随土壤初始pH和有效磷含量的增加，土壤有机碳的损失总体呈增强趋势，有机碳含量最高可下降6.91%。而初始速效钾的影响却正好相反。化肥减施下农田和果园土壤有机碳下降幅度相近，菜地有机碳变化不显著。有机肥替代下土壤有机碳显著增加14.39%，地处中低海拔和年均降水<600 mm的亚热带地区更有利于有机碳的积累。除低碱解氮水平外（50 mg·kg-1），不同水平初始有机碳、全氮和碱解氮含量土壤有机碳未表现出显著差异。随初始pH和有效磷含量的提高，有机碳的累积效应增强，而初始速效钾的影响却正好相反。有机肥替代下以水旱轮作和菜地利用最有利于有机碳的积累。pH和碱解氮分别是影响减施化肥和有机肥替代土壤有机碳的最重要因子。
2026, 63(3):833-843.
DOI: 10.11766/trxb202502120058
摘要:
紫色土是中国所特有的土壤类型，具有母质快速风化、低渗透性和抗侵蚀能力差的特点，所以采取大量的坡改梯以防治水土流失，但该措施与作物类型的协同作用对当地坡耕地有机碳库及其组成的影响尚不明确。本研究选取重庆东河小流域内玉米顺坡、玉米坡改梯、柑橘顺坡、柑橘坡改梯、玉米柑橘套种梯田为研究对象，利用生物标志物的方法，比较不同类型坡耕地土壤有机碳库及其组成的差异，揭示坡改梯与作物类型对紫色土区坡耕地土壤有机碳库及其组成的影响。结果表明：（1）不同类型坡耕地中SOC、POC、MAOC的含量均会随坡改梯的实施而降低；（2）坡改梯会显著降低玉米样地的总木质素酚含量，也会显著降低柑橘样地木质素酚的氧化程度；（3）各样地微生物源有机碳的主要来源均为真菌残体碳，其占比为74.50%～98.88%，且单一作物种植模式下，坡改梯会降低土壤中真菌残体碳含量。总之，坡改梯虽然有助于减少水土流失，但对紫色土区坡耕地土壤有机碳库及其组成有着复杂的影响，本文研究结果为优化紫色土区农业管理实践、实现可持续的土地利用提供了科学依据。
紫色土是中国所特有的土壤类型，具有母质快速风化、低渗透性和抗侵蚀能力差的特点，所以采取大量的坡改梯以防治水土流失，但该措施与作物类型的协同作用对当地坡耕地有机碳库及其组成的影响尚不明确。本研究选取重庆东河小流域内玉米顺坡、玉米坡改梯、柑橘顺坡、柑橘坡改梯、玉米柑橘套种梯田为研究对象，利用生物标志物的方法，比较不同类型坡耕地土壤有机碳库及其组成的差异，揭示坡改梯与作物类型对紫色土区坡耕地土壤有机碳库及其组成的影响。结果表明：（1）不同类型坡耕地中SOC、POC、MAOC的含量均会随坡改梯的实施而降低；（2）坡改梯会显著降低玉米样地的总木质素酚含量，也会显著降低柑橘样地木质素酚的氧化程度；（3）各样地微生物源有机碳的主要来源均为真菌残体碳，其占比为74.50%～98.88%，且单一作物种植模式下，坡改梯会降低土壤中真菌残体碳含量。总之，坡改梯虽然有助于减少水土流失，但对紫色土区坡耕地土壤有机碳库及其组成有着复杂的影响，本文研究结果为优化紫色土区农业管理实践、实现可持续的土地利用提供了科学依据。
2026, 63(3):844-854.
DOI: 10.11766/trxb202502260087
摘要:
农田土壤有机碳（SOC）是陆地生态系统碳库的重要组成部分，施用有机粪肥作为一种重要的农业管理措施，已被广泛证实可以显著提升SOC储量。但目前大多数研究主要集中在0～20 cm表层土壤的SOC固定及机制，深层土壤的固碳潜力亟待深入研究。本研究采用Meta分析方法，系统分析有机粪肥施用对全球农田土壤剖面SOC分布及储量的影响。结果表明，施用有机粪肥处理表层土层（0～20 cm）SOC储量从28.3 t·hm-2增加至36.4 t·hm-2，增幅为28.6%；20～40 cm土层SOC储量从23.6 t·hm-2增长至27.5 t·hm-2，增幅为16.5%；而在>40 cm土层SOC储量从45.6 t·hm-2增长至48.7 t·hm-2，增幅为6.8%。新SOC固存效率表现为0～20 cm土层最高（14.1%），显著高于20～40 cm（10.0%）和>40 cm土层（2.9%）。土壤固碳效率受自然因素（年均温度、年均降水量）和人为因素（施肥类型、氮肥用量、土地利用方式、施用年限）的共同调控。其中年均温度、年均降水量对固碳效率的影响在不同土层存在差异，而有机粪肥配施氮肥可显著提升表层土壤SOC储量。本研究为制定基于土壤剖面特征的差异化固碳策略提供了理论依据，对优化农业管理增强土壤碳储存和缓解气候变化，实现农业可持续发展具有重要意义。
农田土壤有机碳（SOC）是陆地生态系统碳库的重要组成部分，施用有机粪肥作为一种重要的农业管理措施，已被广泛证实可以显著提升SOC储量。但目前大多数研究主要集中在0～20 cm表层土壤的SOC固定及机制，深层土壤的固碳潜力亟待深入研究。本研究采用Meta分析方法，系统分析有机粪肥施用对全球农田土壤剖面SOC分布及储量的影响。结果表明，施用有机粪肥处理表层土层（0～20 cm）SOC储量从28.3 t·hm-2增加至36.4 t·hm-2，增幅为28.6%；20～40 cm土层SOC储量从23.6 t·hm-2增长至27.5 t·hm-2，增幅为16.5%；而在>40 cm土层SOC储量从45.6 t·hm-2增长至48.7 t·hm-2，增幅为6.8%。新SOC固存效率表现为0～20 cm土层最高（14.1%），显著高于20～40 cm（10.0%）和>40 cm土层（2.9%）。土壤固碳效率受自然因素（年均温度、年均降水量）和人为因素（施肥类型、氮肥用量、土地利用方式、施用年限）的共同调控。其中年均温度、年均降水量对固碳效率的影响在不同土层存在差异，而有机粪肥配施氮肥可显著提升表层土壤SOC储量。本研究为制定基于土壤剖面特征的差异化固碳策略提供了理论依据，对优化农业管理增强土壤碳储存和缓解气候变化，实现农业可持续发展具有重要意义。
2026, 63(3):855-866.
DOI: 10.11766/trxb202501170036
摘要:
生物质炭和硅藻土作为土壤改良剂备受关注，但其对滨海盐渍土硝化过程及氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）的影响及作用机制尚不清楚。选取黄河三角洲典型滨海盐渍化土壤，设置不施肥对照（CK）、尿素（U）、尿素+双氰胺（DCD）、尿素+硅藻土（DE）和尿素+生物质炭（BC）5个处理，进行42 d的室内培养试验，探究其对土壤硝化作用的影响，并采用定量PCR和高通量测序技术分析AOA和AOB的丰度及群落结构。结果表明，DCD在短期内显著抑制了硝化过程，抑制率达73.1%，但其抑制效果随时间逐渐减弱；生物质炭在短期内也表现出硝化抑制作用，但后期促进了AOA丰度；而硅藻土对硝化抑制不显著，却显著提高了AOB丰度。相关性分析表明，AOA和AOB的amoA基因丰度对硝化过程呈现显著相反的调控作用：AOA与铵态氮（NH4+-N）含量和硝化抑制率（NIR）呈显著正相关，与硝态氮（NO3--N）含量呈显著负相关；而AOB与NH4+-N含量和NIR呈显著负相关，与NO3--N含量、净硝化速率（NNR）呈极显著正相关，且AOB与NNR的相关性显著强于AOA。聚类分析显示，BC和DCD处理的AOA和AOB群落结构更为相似，这可能与两者均通过调控土壤氮素转化过程和微生物活动有关。本研究揭示了生物质炭和硅藻土在滨海盐渍土中对氨氧化微生物群落的差异化调控机制，为盐渍土改良提供了新的理论依据。
生物质炭和硅藻土作为土壤改良剂备受关注，但其对滨海盐渍土硝化过程及氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）的影响及作用机制尚不清楚。选取黄河三角洲典型滨海盐渍化土壤，设置不施肥对照（CK）、尿素（U）、尿素+双氰胺（DCD）、尿素+硅藻土（DE）和尿素+生物质炭（BC）5个处理，进行42 d的室内培养试验，探究其对土壤硝化作用的影响，并采用定量PCR和高通量测序技术分析AOA和AOB的丰度及群落结构。结果表明，DCD在短期内显著抑制了硝化过程，抑制率达73.1%，但其抑制效果随时间逐渐减弱；生物质炭在短期内也表现出硝化抑制作用，但后期促进了AOA丰度；而硅藻土对硝化抑制不显著，却显著提高了AOB丰度。相关性分析表明，AOA和AOB的amoA基因丰度对硝化过程呈现显著相反的调控作用：AOA与铵态氮（NH4+-N）含量和硝化抑制率（NIR）呈显著正相关，与硝态氮（NO3--N）含量呈显著负相关；而AOB与NH4+-N含量和NIR呈显著负相关，与NO3--N含量、净硝化速率（NNR）呈极显著正相关，且AOB与NNR的相关性显著强于AOA。聚类分析显示，BC和DCD处理的AOA和AOB群落结构更为相似，这可能与两者均通过调控土壤氮素转化过程和微生物活动有关。本研究揭示了生物质炭和硅藻土在滨海盐渍土中对氨氧化微生物群落的差异化调控机制，为盐渍土改良提供了新的理论依据。
2026, 63(3):867-877.
DOI: 10.11766/trxb202502280084
摘要:
水稻是重要的口粮作物，客观真实地探究其子代磷素吸收与分配对持续多年CO2浓度升高对土壤磷素的管理具有重要意义，有利于农业的可持续发展。在江苏常熟的自由大气CO2富集系统（FACE）中进行子代FACE实验，在正常大气CO2浓度和高CO2浓度（较对照高200 μmol·mol-1）条件下将扬稻6号（籼稻）和武运粳23（粳稻）连续子代培育七代，分析当代和子代在植株磷素浓度、积累量以及分配比例对CO2浓度升高方面的响应差异。结果表明，连续多年CO2浓度升高对扬稻6号和武运粳23当代与子代植株各器官磷含量均无显著性的影响。连续多年CO2浓度升高能显著增加两个品种当代与子代地上部的磷素积累量，扬稻6号子代植株地上部和穗的磷素积累量的增幅要低于当代植株，高CO2浓度对武运粳23号子代植株各器官的磷素积累量的增幅要高于当代植株。高CO2浓度对武运粳23号秸秆磷素分配比例的增幅效应随着母本种子在高CO2浓度处理下的代数的增加而显著线性增加。结果表明，基于过去FACE试验均为当季结果，不能准确反映未来持续高CO2浓度对水稻植株磷素吸收与分配的真实效应。研究对未来CO2浓度升高背景下田间磷素管理具有重要的指导意义。
水稻是重要的口粮作物，客观真实地探究其子代磷素吸收与分配对持续多年CO2浓度升高对土壤磷素的管理具有重要意义，有利于农业的可持续发展。在江苏常熟的自由大气CO2富集系统（FACE）中进行子代FACE实验，在正常大气CO2浓度和高CO2浓度（较对照高200 μmol·mol-1）条件下将扬稻6号（籼稻）和武运粳23（粳稻）连续子代培育七代，分析当代和子代在植株磷素浓度、积累量以及分配比例对CO2浓度升高方面的响应差异。结果表明，连续多年CO2浓度升高对扬稻6号和武运粳23当代与子代植株各器官磷含量均无显著性的影响。连续多年CO2浓度升高能显著增加两个品种当代与子代地上部的磷素积累量，扬稻6号子代植株地上部和穗的磷素积累量的增幅要低于当代植株，高CO2浓度对武运粳23号子代植株各器官的磷素积累量的增幅要高于当代植株。高CO2浓度对武运粳23号秸秆磷素分配比例的增幅效应随着母本种子在高CO2浓度处理下的代数的增加而显著线性增加。结果表明，基于过去FACE试验均为当季结果，不能准确反映未来持续高CO2浓度对水稻植株磷素吸收与分配的真实效应。研究对未来CO2浓度升高背景下田间磷素管理具有重要的指导意义。
2026, 63(3):878-890.
DOI: 10.11766/trxb202503240131
摘要:
有机硒是土壤硒（Se）的重要存在形态，阐明有机硒与土壤氧化铁矿物之间的界面作用机制有助于深入理解硒元素在土壤环境中的迁移转化行为。通过测试水铁矿、针铁矿和赤铁矿吸附硒代蛋氨酸前后的X-射线光电子能谱（XPS）、X-射线吸收精细结构谱（XAFS）与衰减漫反射傅里叶变换红外光谱（DRIFTS-IR），分析了硒代蛋氨酸作用后的氧化铁表面物种、铁（Fe）元素配位结构以及吸附态硒代蛋氨酸的构型。结果表明：硒代蛋氨酸中的羧基以双齿配位垂直构型吸附于水铁矿表面；硒代蛋氨酸对针铁矿显示出明显的溶解效应，吸附态硒代蛋氨酸以卧式构型通过羧基与表面Fe原子发生单齿配位，并且存在Se原子与表面Fe的配位作用；硒代蛋氨酸对赤铁矿具有微弱的溶解性和最强的还原效应，氨基氮和Se原子均可通过表面配位作用吸附在赤铁矿表面。此外，三种氧化铁与硒代蛋氨酸相互作用时，硒代蛋氨酸存在完全矿化为亚硒酸根和不完全氧化的两种转化路径。
有机硒是土壤硒（Se）的重要存在形态，阐明有机硒与土壤氧化铁矿物之间的界面作用机制有助于深入理解硒元素在土壤环境中的迁移转化行为。通过测试水铁矿、针铁矿和赤铁矿吸附硒代蛋氨酸前后的X-射线光电子能谱（XPS）、X-射线吸收精细结构谱（XAFS）与衰减漫反射傅里叶变换红外光谱（DRIFTS-IR），分析了硒代蛋氨酸作用后的氧化铁表面物种、铁（Fe）元素配位结构以及吸附态硒代蛋氨酸的构型。结果表明：硒代蛋氨酸中的羧基以双齿配位垂直构型吸附于水铁矿表面；硒代蛋氨酸对针铁矿显示出明显的溶解效应，吸附态硒代蛋氨酸以卧式构型通过羧基与表面Fe原子发生单齿配位，并且存在Se原子与表面Fe的配位作用；硒代蛋氨酸对赤铁矿具有微弱的溶解性和最强的还原效应，氨基氮和Se原子均可通过表面配位作用吸附在赤铁矿表面。此外，三种氧化铁与硒代蛋氨酸相互作用时，硒代蛋氨酸存在完全矿化为亚硒酸根和不完全氧化的两种转化路径。
2026, 63(3):891-904.
DOI: 10.11766/trxb202503130114
摘要:
蔬菜生产普遍存在氮肥用量高、轮作强度大等特点，导致土壤酸化、结构恶化、有害微生物滋生等问题，严重阻碍了菜地的健康可持续发展。因此，本研究在酸性菜地上，以不施改良剂（CK）为对照，施用有机肥、腐植酸钾、碳酸钙及其组合，通过测定土壤理化性质、有机碳组分、微生物群落结构，探索短时间内提升耕地质量的有效措施。结果表明：（1）与CK相比，单施全量有机肥显著提高了非根际土壤全氮、有效磷、速效钾含量，土壤非根际和根际易氧化有机碳分别显著提高22.70%和9.76%。单施全量碳酸钙处理显著提升了土壤pH，但降低了非根际土壤有效磷及根际土壤碱解氮、速效钾、有机碳含量。三种改良剂复合施用较CK不仅显著提升土壤pH和白菜产量，还增加了有机碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳含量，同时增加了土壤细菌、真菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌含量。（2）土壤理化性质与微生物群落结构间相关性分析表明：碱解氮和易氧化有机碳与非根际土壤中各类微生物群均显著正相关，可溶性有机碳与细菌显著正相关。在根际土壤中，可溶性有机碳与细菌和革兰氏阴性菌显著正相关。冗余分析的结果表明，在非根际土壤中，土壤碱解氮对微生物群落的影响最大；在根际土壤中，土壤速效钾和可溶性有机碳含量是影响根际土壤微生物群落的主要因子。（3）土壤理化性质及产量间相关性分析表明：产量与非根际土壤pH和根际土壤交换性钙、交换性镁显著正相关，与根际土壤碱解氮显著负相关。此外，结构方程模型表明，交换性钙、有效磷、碱解氮对白菜产量有显著正效应，革兰氏阳性菌通过有效磷而对产量产生间接影响。综上所述，三种改良剂复合施用在降低土壤酸度的同时，提高了土壤有机碳固存，增加土壤中各类微生物的生物量，进而稳定提升土壤的生产能力。
蔬菜生产普遍存在氮肥用量高、轮作强度大等特点，导致土壤酸化、结构恶化、有害微生物滋生等问题，严重阻碍了菜地的健康可持续发展。因此，本研究在酸性菜地上，以不施改良剂（CK）为对照，施用有机肥、腐植酸钾、碳酸钙及其组合，通过测定土壤理化性质、有机碳组分、微生物群落结构，探索短时间内提升耕地质量的有效措施。结果表明：（1）与CK相比，单施全量有机肥显著提高了非根际土壤全氮、有效磷、速效钾含量，土壤非根际和根际易氧化有机碳分别显著提高22.70%和9.76%。单施全量碳酸钙处理显著提升了土壤pH，但降低了非根际土壤有效磷及根际土壤碱解氮、速效钾、有机碳含量。三种改良剂复合施用较CK不仅显著提升土壤pH和白菜产量，还增加了有机碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳含量，同时增加了土壤细菌、真菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌含量。（2）土壤理化性质与微生物群落结构间相关性分析表明：碱解氮和易氧化有机碳与非根际土壤中各类微生物群均显著正相关，可溶性有机碳与细菌显著正相关。在根际土壤中，可溶性有机碳与细菌和革兰氏阴性菌显著正相关。冗余分析的结果表明，在非根际土壤中，土壤碱解氮对微生物群落的影响最大；在根际土壤中，土壤速效钾和可溶性有机碳含量是影响根际土壤微生物群落的主要因子。（3）土壤理化性质及产量间相关性分析表明：产量与非根际土壤pH和根际土壤交换性钙、交换性镁显著正相关，与根际土壤碱解氮显著负相关。此外，结构方程模型表明，交换性钙、有效磷、碱解氮对白菜产量有显著正效应，革兰氏阳性菌通过有效磷而对产量产生间接影响。综上所述，三种改良剂复合施用在降低土壤酸度的同时，提高了土壤有机碳固存，增加土壤中各类微生物的生物量，进而稳定提升土壤的生产能力。
2026, 63(3):905-916.
DOI: 10.11766/trxb202505080209
摘要:
土壤铵态氮（NH4+-N）的15N同位素比值在氮转化研究中具有重要的应用价值。扩散法作为分离转化土壤NH4+-N的最有效方法，其在低浓度标记丰度、自然丰度NH4+-N上的应用仍有限。通过优化酸阱材料及制作方法、培养时间、反应体积和培养温度，探讨仅使用扩散法转化、测定低浓度（≤1 mg·L-1）标记和自然丰度NH4+-15N的可行性。结果发现：（1）使用价格低廉的纯聚四氟乙烯（PTFE）膜并改进制作方式的扩散包式酸阱不仅降低成本、操作简便，且提高回收率至99.8%。（2）扩散法可准确、灵敏测定低至0.2 mg·L-1的标记NH4+-15N丰度，误差低于0.060 atom%，经校正后与理论值差距小于0.020 atom%；单独使用扩散法也能准确、灵敏测定大于等于1 mg·L-1的自然丰度NH4+-15N，误差小于等于0.30‰，测定值与理论值的差距小于0.38‰；更低浓度的标记或自然丰度NH4+-15N需将扩散法与其他方法结合。（3）加温虽能有效缩短扩散时间，提高回收率，却也增大了杂质氮和可溶性有机氮的干扰，在实际测定中需谨慎使用。扩散法仍然是转化、测定土壤中NH4+-15N丰度的有力方法，改进后的扩散法可用于不同浓度、丰度的NH4+-15N测定。
土壤铵态氮（NH4+-N）的15N同位素比值在氮转化研究中具有重要的应用价值。扩散法作为分离转化土壤NH4+-N的最有效方法，其在低浓度标记丰度、自然丰度NH4+-N上的应用仍有限。通过优化酸阱材料及制作方法、培养时间、反应体积和培养温度，探讨仅使用扩散法转化、测定低浓度（≤1 mg·L-1）标记和自然丰度NH4+-15N的可行性。结果发现：（1）使用价格低廉的纯聚四氟乙烯（PTFE）膜并改进制作方式的扩散包式酸阱不仅降低成本、操作简便，且提高回收率至99.8%。（2）扩散法可准确、灵敏测定低至0.2 mg·L-1的标记NH4+-15N丰度，误差低于0.060 atom%，经校正后与理论值差距小于0.020 atom%；单独使用扩散法也能准确、灵敏测定大于等于1 mg·L-1的自然丰度NH4+-15N，误差小于等于0.30‰，测定值与理论值的差距小于0.38‰；更低浓度的标记或自然丰度NH4+-15N需将扩散法与其他方法结合。（3）加温虽能有效缩短扩散时间，提高回收率，却也增大了杂质氮和可溶性有机氮的干扰，在实际测定中需谨慎使用。扩散法仍然是转化、测定土壤中NH4+-15N丰度的有力方法，改进后的扩散法可用于不同浓度、丰度的NH4+-15N测定。
2026, 63(3):917-930.
DOI: 10.11766/trxb202506260313
摘要:
土壤健康是实现农业可持续发展的根本。以江苏省南部典型稻麦轮作区土壤为研究对象，通过测定物理、化学、生物指标，采用主成分分析法筛选土壤健康评价指标并确定指标权重，结合隶属函数确定土壤健康指数并进行分级。通过高通量测序获取微生物群落指标，利用随机森林模型进行指标筛选，构建基于随机森林方法的土壤健康评价体系。结果表明，秸秆炭化还田可显著增加土壤有效磷含量，但速效钾含量相较于秸秆直接还田略有降低。不同处理对真菌群落α多样性指数的影响相较于细菌群落更加显著。江苏南部典型稻麦轮作区土壤健康评价最小数据集由有机质、有效磷、速效钾、转化酶与脲酶组成。施加氮肥、单倍秸秆还田以及秸秆炭化还田均可提高土壤健康指数，双倍秸秆还田短期内降低了土壤健康指数。通过随机森林模型筛选出的微生物群落指标为螺旋体门（Spirochaetota）、放线菌门（Actinobacteriota）和被孢霉门（Mortierellomycota）相对丰度、细菌Chao1指数、真菌香农指数、rbcL、nosZ、ureC及soxA等功能基因相对丰度。上述研究结果为江苏省南部区域农业管理措施的制定提供了科学依据，并为构建基于微生物群落指标的土壤健康体系提供了思路。
土壤健康是实现农业可持续发展的根本。以江苏省南部典型稻麦轮作区土壤为研究对象，通过测定物理、化学、生物指标，采用主成分分析法筛选土壤健康评价指标并确定指标权重，结合隶属函数确定土壤健康指数并进行分级。通过高通量测序获取微生物群落指标，利用随机森林模型进行指标筛选，构建基于随机森林方法的土壤健康评价体系。结果表明，秸秆炭化还田可显著增加土壤有效磷含量，但速效钾含量相较于秸秆直接还田略有降低。不同处理对真菌群落α多样性指数的影响相较于细菌群落更加显著。江苏南部典型稻麦轮作区土壤健康评价最小数据集由有机质、有效磷、速效钾、转化酶与脲酶组成。施加氮肥、单倍秸秆还田以及秸秆炭化还田均可提高土壤健康指数，双倍秸秆还田短期内降低了土壤健康指数。通过随机森林模型筛选出的微生物群落指标为螺旋体门（Spirochaetota）、放线菌门（Actinobacteriota）和被孢霉门（Mortierellomycota）相对丰度、细菌Chao1指数、真菌香农指数、rbcL、nosZ、ureC及soxA等功能基因相对丰度。上述研究结果为江苏省南部区域农业管理措施的制定提供了科学依据，并为构建基于微生物群落指标的土壤健康体系提供了思路。
2026, 63(3):931-942.
DOI: 10.11766/trxb202501270043
摘要:
根际是植物与土壤互作的界面，植物通过根系分泌物影响土壤微生物群落组成，同时根际微生物通过多种机制影响植物的生长和发育。因此，建立一套精准的根系分泌物收集方法及根际土壤样品采集技术，是理解植物根系-土壤界面生态过程的关键环节和前提。然而，在土壤栽培条件下，原位根际土壤和根系分泌物的收集是一大技术难题。介绍一种新型原位动态可视化精准收集根际土壤和根系分泌物的装置，包括植物生长区室、根系生长区室、土壤区室和根系分泌物采集装置。该装置通过分区设计，能够实现在根系生长区室原位收集根系分泌物，同时允许在土壤区室原位收集根际土壤；利用定时控制的真空泵和采样系统，实现对根系分泌物的精准、连续采样，并通过窗孔精确采集根际土壤样品。本装置通过巧妙的结构设计可集成根系分泌物和根际土壤原位匹配性收集；根系分泌物收集过程中植物根系扰动小，采样回收率高，准确性高，可为原位动态解析植物根系与微生物的互作机制奠定基础。
根际是植物与土壤互作的界面，植物通过根系分泌物影响土壤微生物群落组成，同时根际微生物通过多种机制影响植物的生长和发育。因此，建立一套精准的根系分泌物收集方法及根际土壤样品采集技术，是理解植物根系-土壤界面生态过程的关键环节和前提。然而，在土壤栽培条件下，原位根际土壤和根系分泌物的收集是一大技术难题。介绍一种新型原位动态可视化精准收集根际土壤和根系分泌物的装置，包括植物生长区室、根系生长区室、土壤区室和根系分泌物采集装置。该装置通过分区设计，能够实现在根系生长区室原位收集根系分泌物，同时允许在土壤区室原位收集根际土壤；利用定时控制的真空泵和采样系统，实现对根系分泌物的精准、连续采样，并通过窗孔精确采集根际土壤样品。本装置通过巧妙的结构设计可集成根系分泌物和根际土壤原位匹配性收集；根系分泌物收集过程中植物根系扰动小，采样回收率高，准确性高，可为原位动态解析植物根系与微生物的互作机制奠定基础。
2026, 63(3):943-954.
DOI: 10.11766/trxb202504040158
摘要:
入侵植物南美蟛蜞菊（Sphagneticola trilobata）因其对环境的快速适应性，自入侵中国以来不断向高纬度地区扩张。作为根际环境的组成部分，根际微生物群落在植物入侵和抵御非生物胁迫过程中起重要作用，但关于根际微生物对入侵植物耐寒性的影响亟待解析。以南美蟛蜞菊在中国的最南方（三亚）和最北方（温州）两个地理种群为研究对象，以其各自经过低温驯化的南美蟛蜞菊根际土壤微生物作为菌剂，通过土壤反馈试验探究低温驯化后的根际土壤微生物对南美蟛蜞菊不同种群耐寒性的影响。结果表明：在低温胁迫下，接种根际微生物群落显著提高南美蟛蜞菊的生物量、根系生长、叶绿素和叶氮含量；接种北方种群驯化的根际土壤微生物菌剂显著增强南美蟛蜞菊的最大光化学效率和光合性能指数，显著减少花青素相对含量，表明其更少受到低温胁迫影响。上述研究结果表明，南美蟛蜞菊可通过招募根际微生物提高自身对低温胁迫的耐受能力，并且北方种群的效果更佳，预示着驯化招募的耐寒根际微生物可促进南美蟛蜞菊向更高纬度地区扩张。本研究从根际微生物角度解释了不同种群南美蟛蜞菊耐寒性差异的可能原因，强调了加强对南美蟛蜞菊当前入侵边界区监管的必要性与紧迫性。
入侵植物南美蟛蜞菊（Sphagneticola trilobata）因其对环境的快速适应性，自入侵中国以来不断向高纬度地区扩张。作为根际环境的组成部分，根际微生物群落在植物入侵和抵御非生物胁迫过程中起重要作用，但关于根际微生物对入侵植物耐寒性的影响亟待解析。以南美蟛蜞菊在中国的最南方（三亚）和最北方（温州）两个地理种群为研究对象，以其各自经过低温驯化的南美蟛蜞菊根际土壤微生物作为菌剂，通过土壤反馈试验探究低温驯化后的根际土壤微生物对南美蟛蜞菊不同种群耐寒性的影响。结果表明：在低温胁迫下，接种根际微生物群落显著提高南美蟛蜞菊的生物量、根系生长、叶绿素和叶氮含量；接种北方种群驯化的根际土壤微生物菌剂显著增强南美蟛蜞菊的最大光化学效率和光合性能指数，显著减少花青素相对含量，表明其更少受到低温胁迫影响。上述研究结果表明，南美蟛蜞菊可通过招募根际微生物提高自身对低温胁迫的耐受能力，并且北方种群的效果更佳，预示着驯化招募的耐寒根际微生物可促进南美蟛蜞菊向更高纬度地区扩张。本研究从根际微生物角度解释了不同种群南美蟛蜞菊耐寒性差异的可能原因，强调了加强对南美蟛蜞菊当前入侵边界区监管的必要性与紧迫性。
2026, 63(3):955-967.
DOI: 10.11766/trxb202503300148
摘要:
杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国亚热带地区一种重要的用材树种，栽培历史悠久。然而，长期的单一经营模式导致多种生态问题，如土壤养分耗竭、生物多样性丧失和森林生产力下降。为实现杉木人工林的可持续发展，提高其生态功能和经济效益，将珍贵树种引入杉木人工林，并探究套种对土壤化学性质及微生物群落的影响。以浙江省庆元林场杉木纯林（PC）及4种杉木-珍贵树种混交林（南方红豆杉-MTC、红豆树-MOC、浙江楠-MPC、厚朴-MHC）为对象，基于多点采样法获取0～10 cm土层样品，结合化学分析、高通量测序及网络模型，系统解析套种对林地土壤-微生物互作的影响。结果表明：（1）套种显著改善土壤化学性质，MPC处理土壤pH提升11.2%（P<0.05），MTC处理土壤有机碳含量达31.8 g·kg-1，较PC增加26.2%（P<0.05），MOC处理有效磷含量较PC提高3.96倍（P<0.01）。（2）混交林细菌共现网络节点数、边数及路径长度增加，各处理下微生物共现网络的度中心性、接近中心性和特征向量中心性存在显著差异（P<0.05），其中MTC处理下土壤细菌共现网络的度中心性和特征向量中心性最高，形成了更高效、稳定的细菌群落结构。（3）功能基因分析表明，PC处理以氮呼吸和固氮功能为主，而MTC和MPC处理分别激活木聚糖分解及硝酸盐还原功能。（4）偏最小二乘路径模型（PLS-PM）表明，土壤化学性质通过调控关键微生物类群（如放线菌门）间接影响碳氮循环基因表达。套种珍贵树种通过优化土壤理化性质、增强微生物网络复杂性与功能冗余性，显著提升杉木林生态系统稳定性。今后应优先推广南方红豆杉-杉木混交模式，并辅以浙江楠套种协同优化土壤质量。
杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国亚热带地区一种重要的用材树种，栽培历史悠久。然而，长期的单一经营模式导致多种生态问题，如土壤养分耗竭、生物多样性丧失和森林生产力下降。为实现杉木人工林的可持续发展，提高其生态功能和经济效益，将珍贵树种引入杉木人工林，并探究套种对土壤化学性质及微生物群落的影响。以浙江省庆元林场杉木纯林（PC）及4种杉木-珍贵树种混交林（南方红豆杉-MTC、红豆树-MOC、浙江楠-MPC、厚朴-MHC）为对象，基于多点采样法获取0～10 cm土层样品，结合化学分析、高通量测序及网络模型，系统解析套种对林地土壤-微生物互作的影响。结果表明：（1）套种显著改善土壤化学性质，MPC处理土壤pH提升11.2%（P<0.05），MTC处理土壤有机碳含量达31.8 g·kg-1，较PC增加26.2%（P<0.05），MOC处理有效磷含量较PC提高3.96倍（P<0.01）。（2）混交林细菌共现网络节点数、边数及路径长度增加，各处理下微生物共现网络的度中心性、接近中心性和特征向量中心性存在显著差异（P<0.05），其中MTC处理下土壤细菌共现网络的度中心性和特征向量中心性最高，形成了更高效、稳定的细菌群落结构。（3）功能基因分析表明，PC处理以氮呼吸和固氮功能为主，而MTC和MPC处理分别激活木聚糖分解及硝酸盐还原功能。（4）偏最小二乘路径模型（PLS-PM）表明，土壤化学性质通过调控关键微生物类群（如放线菌门）间接影响碳氮循环基因表达。套种珍贵树种通过优化土壤理化性质、增强微生物网络复杂性与功能冗余性，显著提升杉木林生态系统稳定性。今后应优先推广南方红豆杉-杉木混交模式，并辅以浙江楠套种协同优化土壤质量。
2026, 63(3):968-980.
DOI: 10.11766/trxb202502250084
摘要:
为探究生物质炭对北疆灌区农田土壤地力的持续改良效应。本研究通过三年田间定位试验，设置不施生物质炭（B0）、低生物质炭用量（10 t·hm-2，B1）与高生物质炭用量（20 t·hm-2，B2）三个处理，系统分析生物质炭对土壤团聚体碳氮组分、酶活性及微生物群落结构的影响。结果表明，生物质炭用量10 t·hm-2 在改善土壤结构方面效果最佳。具体表现在，大于2 mm和小于0.25 mm团聚体中有机碳含量随生物质炭的施用呈上升趋势。其中，在大于2 mm团聚体中B1相较B0显著提升44.05%，小于0.25 mm团聚体有机碳随生物质炭的施用呈先上升后下降的趋势，在B1达到最高；大于2 mm团聚体全氮随生物质炭用量增加呈先上升后下降的趋势，在B1达到最高。此外，研究结果显示，生物质炭施用会提高大于 2 mm和2～0.25 mm团聚体中微生物生物量碳、微生物生物量氮，降低小于0.25 mm团聚体微生物生物量氮含量。同时，三种团聚体脲酶活性均随生物质炭施用量呈上升趋势，在三种团聚体中B1与B0相比脲酶分别提高14.53%、5.43%和1.08%；过氧化氢酶在B1条件下达到最高，三种团聚体中分别较B0提高10.64%、21.43%和23.4%；蔗糖酶活性虽略有下降，但仍维持在较高水平，保障碳源供应。施用生物质炭显著提高了土壤细菌群落的α多样性（香农（Shannon）和Chao1指数），其促进作用随团聚体粒径减小而增强，且在10 t·hm-2（B1）施用量下改善效果较为均衡。相比之下，生物质炭对真菌α多样性的影响较弱且规律性不明显，Shannon指数仅略有提升，Chao1指数变化不显著，表明真菌群落对生物质炭施用的响应不如细菌敏感。施用生物质炭增加了变形菌门、疣微菌门等有益细菌群落的相对丰度，但在相同生物质炭施用条件下，不同团聚体中微生物组成无显著差异。施用生物质炭可提高大于2 mm和2～0.25 mm团聚体中细菌的网络复杂性，B1较B0处理平均权重分别提高28.68%和24.54%。综上所述，在本研究条件下，施用10 t·hm-2生物质炭（B1）可在提高麦田土壤团聚体碳氮组分含量的同时提升有益微生物群落丰度。
为探究生物质炭对北疆灌区农田土壤地力的持续改良效应。本研究通过三年田间定位试验，设置不施生物质炭（B0）、低生物质炭用量（10 t·hm-2，B1）与高生物质炭用量（20 t·hm-2，B2）三个处理，系统分析生物质炭对土壤团聚体碳氮组分、酶活性及微生物群落结构的影响。结果表明，生物质炭用量10 t·hm-2 在改善土壤结构方面效果最佳。具体表现在，大于2 mm和小于0.25 mm团聚体中有机碳含量随生物质炭的施用呈上升趋势。其中，在大于2 mm团聚体中B1相较B0显著提升44.05%，小于0.25 mm团聚体有机碳随生物质炭的施用呈先上升后下降的趋势，在B1达到最高；大于2 mm团聚体全氮随生物质炭用量增加呈先上升后下降的趋势，在B1达到最高。此外，研究结果显示，生物质炭施用会提高大于 2 mm和2～0.25 mm团聚体中微生物生物量碳、微生物生物量氮，降低小于0.25 mm团聚体微生物生物量氮含量。同时，三种团聚体脲酶活性均随生物质炭施用量呈上升趋势，在三种团聚体中B1与B0相比脲酶分别提高14.53%、5.43%和1.08%；过氧化氢酶在B1条件下达到最高，三种团聚体中分别较B0提高10.64%、21.43%和23.4%；蔗糖酶活性虽略有下降，但仍维持在较高水平，保障碳源供应。施用生物质炭显著提高了土壤细菌群落的α多样性（香农（Shannon）和Chao1指数），其促进作用随团聚体粒径减小而增强，且在10 t·hm-2（B1）施用量下改善效果较为均衡。相比之下，生物质炭对真菌α多样性的影响较弱且规律性不明显，Shannon指数仅略有提升，Chao1指数变化不显著，表明真菌群落对生物质炭施用的响应不如细菌敏感。施用生物质炭增加了变形菌门、疣微菌门等有益细菌群落的相对丰度，但在相同生物质炭施用条件下，不同团聚体中微生物组成无显著差异。施用生物质炭可提高大于2 mm和2～0.25 mm团聚体中细菌的网络复杂性，B1较B0处理平均权重分别提高28.68%和24.54%。综上所述，在本研究条件下，施用10 t·hm-2生物质炭（B1）可在提高麦田土壤团聚体碳氮组分含量的同时提升有益微生物群落丰度。
2026, 63(3):981-993.
DOI: 10.11766/trxb202503030099
摘要:
为探究羊粪配施不同用量木醋液对河北低平原内陆盐碱障碍土壤改良效果和冬小麦耐盐能力的影响，于2022—2024年进行大田试验，试验设置常规施肥（CK）、羊粪27 t·hm-2（T0）、羊粪27 t·hm-2+木醋液270 kg·hm-2（T1）、羊粪27 t·hm-2+木醋液540 kg·hm-2（T2）、羊粪27 t·hm-2+木醋液810 kg·hm-2（T3）五个处理，分析羊粪配施不同用量木醋液对土壤养分、冬小麦耐盐特征、养分吸收利用以及产量的影响。结果表明：在0～20 cm土层，T2的土壤容重、电导率较CK分别平均下降8.03%、13.17%（P < 0.05），而T2的土壤总孔隙度、有机质和速效钾含量较CK显著提高，T2的硝态氮、有效磷含量较CK、T0显著提高；在20～40 cm土层，T2的有效磷含量较CK显著提高。T2的旗叶在各灌浆时期可溶性糖含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性、灌浆前中期可溶性蛋白含量和过氧化物酶（POD）活性及灌浆前期游离氨基酸含量均较CK、T0和T1显著提高，超氧阴离子自由基则与SOD活性呈相反趋势。T2处理较CK、T0、T1的冬小麦地上部氮、磷、钾总累积量显著提高，增幅为8.30%～25.79%。T2旗叶叶片气孔特征参数均较CK显著提高，其中气孔开度较CK提高了21.23%。T2处理的产量较CK、T0、T1显著提高5.93%～17.29%。对木醋液最佳用量进行方程拟合，两年模拟结果与配施540 kg·hm-2木醋液接近。综上，建议该区盐碱土壤消障及提升冬小麦产能时，优选施用羊粪27 t·hm-2的基础上配施木醋液量在535.46～551.03 kg·hm-2。
为探究羊粪配施不同用量木醋液对河北低平原内陆盐碱障碍土壤改良效果和冬小麦耐盐能力的影响，于2022—2024年进行大田试验，试验设置常规施肥（CK）、羊粪27 t·hm-2（T0）、羊粪27 t·hm-2+木醋液270 kg·hm-2（T1）、羊粪27 t·hm-2+木醋液540 kg·hm-2（T2）、羊粪27 t·hm-2+木醋液810 kg·hm-2（T3）五个处理，分析羊粪配施不同用量木醋液对土壤养分、冬小麦耐盐特征、养分吸收利用以及产量的影响。结果表明：在0～20 cm土层，T2的土壤容重、电导率较CK分别平均下降8.03%、13.17%（P < 0.05），而T2的土壤总孔隙度、有机质和速效钾含量较CK显著提高，T2的硝态氮、有效磷含量较CK、T0显著提高；在20～40 cm土层，T2的有效磷含量较CK显著提高。T2的旗叶在各灌浆时期可溶性糖含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性、灌浆前中期可溶性蛋白含量和过氧化物酶（POD）活性及灌浆前期游离氨基酸含量均较CK、T0和T1显著提高，超氧阴离子自由基则与SOD活性呈相反趋势。T2处理较CK、T0、T1的冬小麦地上部氮、磷、钾总累积量显著提高，增幅为8.30%～25.79%。T2旗叶叶片气孔特征参数均较CK显著提高，其中气孔开度较CK提高了21.23%。T2处理的产量较CK、T0、T1显著提高5.93%～17.29%。对木醋液最佳用量进行方程拟合，两年模拟结果与配施540 kg·hm-2木醋液接近。综上，建议该区盐碱土壤消障及提升冬小麦产能时，优选施用羊粪27 t·hm-2的基础上配施木醋液量在535.46～551.03 kg·hm-2。
