摘要:为了提高坡耕地的秸秆还田效率，探索一种适于坡耕地的基于种植和养地基础上的耕作方式。利用田间小区试验，研究了秸秆覆盖轮耕技术（包括当季秸秆覆盖+休闲、上季秸秆覆盖+旋耕）与常规耕作（秸秆移除后旋耕）对土壤水热变化及碳、氮积累的影响。结果表明：秸秆覆盖可显著提高播种前期20～40 cm土壤含水量，覆盖休闲与覆盖旋耕处理较常规耕作分别提高26.02%和37.49%，同时覆盖旋耕处理降低了20～40 cm土壤容重，较常规耕作和覆盖休闲分别降低6.52%和13.04%；与覆盖旋耕相比，覆盖休闲可降低作物生育前期0～20 cm和20～40 cm土层温度1.57℃～1.63℃，而土壤含水量提高15.25%～24.41%，为覆盖旋耕区作物出苗和前期生长提供了水分条件；通过秸秆覆盖休闲与覆盖旋耕组合的轮耕技术可提高0～20 cm土层碳氮含量，有机碳和全氮储量较常规耕作平均提高11.36%和20.51%，为今后低山丘陵区坡耕地实施保护性耕作提供了科学依据。

摘要:轮作直根系的覆盖作物被认为是缓解土壤压实的有效手段，但不同覆盖作物对土壤压实的适应性在不同气候和土壤条件下存在较大差异。为筛选更适宜缓解砂姜黑土压实的覆盖作物品种（模式），在安徽典型砂姜黑土设置不压实（Non-compacted，NC）与压实（Compacted，C）处理，通过种植不同覆盖作物（休闲、苜蓿、油菜、萝卜+毛苕子混播），分析覆盖作物根系对压实土壤的响应。结果表明：与不压实处理相比，压实处理显著增加了0~30 cm土层土壤容重（8.65%）；显著增加了0~27.5 cm和37.5~45 cm土层的穿透阻力；显著改变0~20 cm土层土壤收缩特征。同时，土壤压实大幅度降低了0~50 cm土层苜蓿、油菜、萝卜+毛苕子的根干重密度，增加了苜蓿、油菜、萝卜+毛苕子的根比表面积。压实处理下50~70 cm土层萝卜+毛苕子根干重密度、根体积密度和根长密度均大于苜蓿和油菜，表明萝卜+毛苕子混播种植模式下根系穿透压实土壤能力最强。压实处理下不同覆盖作物地上覆盖度和生物量均表现为由大到小依次为萝卜+毛苕子、油菜、苜蓿。与不压实处理相比，压实处理分别减少苜蓿、油菜、萝卜+毛苕子地上部分生物量的62.5%、67.6%、15.8%，地下部分生物量的61.4%、57.7%、47.8%。因此，萝卜+毛苕子种植模式下根系生长受压实影响最小，在压实土壤中适应性最好。

摘要:水力、风力、冻融作用等多营力叠加的复合土壤侵蚀是东北黑土区土壤侵蚀的重要特征，但目前该地区复合土壤侵蚀研究还相当薄弱，进而影响黑土复合侵蚀防治措施的精准实施。采用室内风洞试验和模拟降雨试验相结合的方法，分析前期地表风蚀作用对黑土坡面水蚀的影响。结果表明：（1）前期地表风蚀作用使坡面产流时间明显滞后，但其显著增加了坡面水蚀量（P<0.05），且坡面径流和水蚀强度均随前期风蚀作用的风速增加而增加。（2）前期地表风蚀作用对后期坡面水蚀产生了明显的正向效应，地表风蚀作用对坡面水蚀的贡献随前期风蚀作用的风速增大而显著增加，且雨强较小时前期地表风蚀作用对后期坡面水蚀的影响更加明显。在50和100 mm·h-1两种降雨强度下，9、12和15 m·s-1风速的风蚀作用对坡面水蚀量的贡献率分别为24.2%、45.4%、80.3%和17.5%、26.3%、46.3%。（3）地表风蚀作用增加坡面水蚀的主要原因一方面是前期风蚀作用使土壤抗侵蚀能力指标（地表土壤抗剪强度和土壤硬度）减小；另一方面是风蚀过程中的风沙颗粒运动冲击、摩擦地表，使坡面形成了风蚀凹痕微形态，改变了后期坡面水蚀过程的径流路径，加快了坡面径流汇集，增加了坡面径流流速和减少了水流阻力，从而增加了坡面径流侵蚀力和搬运能力；此外，前期风蚀作用也为后期坡面水蚀过程提供了侵蚀物质。本研究结果不仅丰富了复合土壤侵蚀理论，也为黑土区土壤侵蚀防治提供了科学依据。

摘要:随着新型抗生素开发速度的不断下降以及抗性基因（Antibiotic resistant genes, ARGs）的快速出现和传播，细菌抗药性和ARGs对公共健康存在威胁，被公认为当前全球亟待解决的难题。虽然土壤本底存在ARGs，但畜禽粪便施用等人类活动加速了ARGs在土壤环境中的扩散和传播。粪肥施入土壤后，其对土壤微生物的抗性选择压力及基因水平转移导致的ARGs扩散转移将持续存在。畜禽粪便中的抗性细菌所携带的ARGs、土壤中抗生素累积导致微生物产生的ARGs和粪肥刺激含有ARGs微生物的繁殖等均为土壤中ARGs的主要来源。土壤中ARGs可以向水体和农作物传移，并随着食物链向动物及人类传播。自然因素（温度、降水、时间和土壤类型）和人为因素（抗生素的含量和种类、粪便种类和处理方式、重金属含量及生物质炭添加）均会影响土壤中ARGs的持久和扩散。目前，粪肥施用土壤中ARGs污染对环境质量及健康的潜在影响并不完全清楚，建议加强模型建立、溯源、生物地理分布、从污染源向环境介质的转移规律、削减措施和机制等方面研究，以期有效遏制ARGs在环境中的污染，真正做到畜禽粪便的资源化、无害化利用。

摘要:在近20年的发展中，我国土壤物理学得到迅速发展，在国际土壤物理学期刊发文量占比从5%上升到30%，主要研究聚焦在土壤水文过程与尺度转换、土壤物理质量与可持续农业、水热盐迁移与生态调控、以及污染物迁移与模型模拟等领域。本文综合分析这些领域的研究现状与进展，指出这些进展既有国家需求的驱动，也有新技术新方法的应用，以及与相邻学科交叉融合，最后展望了这些领域的研究重点。论文还指出我国土壤物理学面临科研原创性不足、仪器设备研制滞后等挑战，同时也面临粮食安全和生态环境安全等国家需求迫切解决的机遇。

摘要:电阻率法在土壤测试的精确性方面存在较多不足，而电极是影响精度的重要原因，尤其是二极法。若能确定电极与土壤的接触程度及两电极间距离对测试结果的影响，将最大程度避免电极的干扰。基于米勒盒（Miller soil-box）测试模型，采用锌污染砂作为模拟土壤，以测试其交流电阻为例，进行系统的试验研究，建立了新的串联导电模型，分析了电极接触与间距对电阻的影响，又通过COMSOL软件仿真进行核准和补充，量化了测试误差。结果表明：试验研究和数值仿真能够相互验证和补充，说明建立的导电测试模型是正确的。导电模型划分了导电正常段与受电极影响的过渡段串联，过渡段长度随接触程度的增大而减小；过渡段中电流流网的变化产生了收缩电阻，随接触程度的增大而减弱，但二者不受电极间距的影响。过渡段长度与电流偏离程度又可借助仿真得出的径向电流密度精确表达，进而从数值上得出过渡段与正常段电阻率的偏差情况。误差分析中，测试所得的综合电阻率随着接触程度的增大和电极间距的增加而逐渐接近正常电阻率。上述研究可有效分析出因电极接触与间距而引起的测试偏差，得出正常电阻率，为测试中完善电极布置与提高测试精度提供合理建议。

摘要:气—液界面张力(表面张力)作为主要的外部环境因素之一，其变化势必会对土壤收缩开裂和土水特性有重要影响。开展了一系列不同温度条件下的干湿循环试验，脱湿温度设定为25℃和60℃两种，对3组不同表面张力的初始饱和试样进行干湿循环试验。在脱湿过程中，对试样的含水率变化及表面裂隙的演化过程进行定时测量拍照，利用数字图像处理技术对试样裂隙图像进行定量分析，最终得到表面收缩开裂裂隙度δ。结果表明：随着干湿循环次数的增加，试样的最终δ有所增加，但增长幅度不大；温度越高，试样初次出现裂隙的时间越快，当温度从25℃增加至60℃时，试样出现初始裂隙时对应的临界含水率从38%增至41%，试样的最终δ增长20%～40%；在同一温度环境下，土样的裂隙发育程度随着表面张力的降低而变慢，最终δ随着表面张力的降低而减小，无论何种温度环境，表面张力大小和裂隙度大小顺序一致，均为纯水试样>酒精溶液试样>肥皂水试样；含水率相同时，表面张力越大，对应试样的δ越大。

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

摘要:鉴于土壤有机质在生态系统及碳储存方面的重要性，关于土壤矿物对土壤有机质的吸附与固定机理方面的研究越来越受到了学术界的广泛关注。本文综述了近年来报道较多的土壤矿物对土壤有机质的吸附机制，以及主要影响因素。在众多矿物类型中，水合铁、铝氧化物及黏土矿物对有机质的吸附性较强，配体交换、络合、氢键、阳离子桥接、缩合及范德华力作用是土壤矿物与有机质之间的主要作用机制。土壤pH是影响矿物表面电荷及吸附位点的关键因素，进而影响矿物对有机质的吸附。土壤矿物表面的有机质含量对其继续吸附有机质具有一定的影响。吸附态有机质大多呈层状结构，越接近矿物表面的有机质与土壤矿物的结合越紧密。土壤有机质的稳定性受有机质与矿物间的作用力影响，一般而言，以化学键合吸附在矿物表面的有机质最稳定，其次为直接与矿物表面作用的电子“供体-受体”机制，范德华力和静电作用稳定性较差。近年来，随着分析设备和技术的进步，一些新的表征与探测方法（如热重分析、差示扫描量热法、傅里叶转换红外光谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜、扫描透射X射线显微镜、中子散射技术等）被用于“矿物-有机质”结合机制的研究中，这些新手段毫无疑问会帮助更好地认识矿物与有机质间的作用机理。关于微生物在矿物吸附有机质、“矿物-有机质”复合体形成和演化过程中所起的作用，研究相对较少，但很明显这是至关重要的。

摘要:露天煤矿排土场是由矿井下采出的煤矸石，露天矿剥离的表土、岩石及覆土共同组成的松散土石混合堆积体，其内部含有的砾石对土体导水性能和贮水能力有重要影响，以往关于砾石对土壤水分的影响多集中于自然土壤，缺乏对排土场、弃渣场等土石混合工程堆积体的水文-侵蚀过程研究。以海州露天煤矿排土场为研究对象，基于野外调查采样和室内定水头入渗试验，研究了排土场不同复垦方式下土体砾石分布特征及其对饱和导水率和贮水能力的影响，以期为提高矿区水土资源利用效率提供理论依据。结果表明，不同复垦方式下排土场砾石总量随土层深度呈现增加的趋势，并且土体剖面砾石总量的平均值表现为农用地最小，这可能是由频繁耕作导致，不同土层之间砾石总量无显著差异；排土场土体不同粒径砾石相对含量平均值的大小顺序为（2~10 mm）>（>20 mm）>（10~20 mm），表现为大粒径砾石在各种因素的综合作用下正逐渐变为细粒径；排土场土体饱和导水率均表现为灌木林地最高，农用地和荒草地较低；饱和导水率与各粒径砾石含量之间呈极显著线性正相关，且随着砾石粒径的增大其相关性越强；排土场土体贮水能力各指标均以灌木林地和荒草地最强，乔木林地和农用地最差，并且饱和贮水量与各粒径的砾石含量之间均存在显著或极显著的相关关系，最大滞留贮水量与各粒径的砾石含量之间均呈现显著的幂函数相关关系，最大吸持贮水量与粒径2~10 mm砾石含量之间存在显著抛物线相关关系；对于>20 mm的粒径而言，影响土壤贮水能力的砾石含量阈值为14%。