摘要:黄土高原生态环境脆弱，耕地质量的变化直接影响土地生产力的高低。选取其北部典型县域——天镇县，研究长时期耕地土壤有机质和全氮的时空演变规律及其影响因素，为黄土高原耕地质量提升和农业生态环境保护提供理论依据。基于1983年、2008年和2019年耕地质量数据，运用地统计学等方法分析天镇县有机质和全氮的时空演变特征。结果发现：（1）36年（1983—2019年）来，天镇县土壤有机质和全氮含量呈现整体上升、后期快速增加的变化特征。有机质和全氮含量的年均增加量前期（1983—2008年）较低，分别为0.20 g·kg-1和0.01 g·kg-1，在后期（2008—2019年）较高，分别为0.29 g·kg-1和0.03 g·kg-1。碳氮比呈现前期无显著变化，后期显著降低。（2）36年来土壤有机质和全氮的块基比均提升至高于25%，表明地形等自然因素影响逐渐减弱，施肥等人为因素影响增强。（3）土壤有机质和全氮的空间分布特征相似，呈现西部低、东部高的格局，西北部和中部的变化速度快。综上，36年（1983—2019年）来，施肥及秸秆还田等因素是导致天镇县有机质和全氮含量变化的主要因素，因此，结合当地条件增施有机肥、推广秸秆还田并合理施用氮肥能快速提升耕地土壤肥力。

摘要:长期不同的耕作措施能够显著改变农田土壤团聚体分布、微生物丰度以及全氮储量，但其之间是否存在相关性尚不清楚。依托连续10年（2009—2020）旱作长期耕作试验平台，比较传统耕作（翻耕+秸秆还田，PT）和保护性耕作（深松耕+秸秆还田，CPT；免耕+秸秆还田，ZT）下土壤团聚体氮含量的变化及其与氮功能基因（amoA-AOA、amoA-AOB、nirS、nirK、nosZⅠ和nosZⅡ）丰度之间的关系。结果表明，长期保护性耕作（CPT和ZT）处理显著增加了机械稳定性和水稳定性宏团聚体（>2 mm）和大团聚体（0.25～2 mm）的质量百分比，降低了微团聚体（<0.25 mm）质量百分比。与传统耕作相比，长期CPT和ZT处理0～20 cm土层的全氮含量分别提高了53.4%和49.9%，宏团聚体全氮贡献率分别提高了16.2%和21.8%，但土壤氮矿化速率、硝化潜势和反硝化潜势显著降低。通过qPCR定量发现CPT和ZT显著提高了细菌、真菌以及氮功能基因（除氨氧化细菌（amoA-AOB外））丰度；在各粒级团聚体内部，大团聚体内部真菌、nirS、nosZⅠ的丰度显著高于微团聚体和宏团聚体，而nosZⅡ基因丰度则表现出相反趋势。Mantel分析结果表明，团聚体尺寸、土壤质地、矿质氮素含量、蔗糖酶活性、脲酶活性等因素是调控团聚体内部氮功能微生物丰度的关键因子。相关性分析表明，团聚体土壤全氮含量与微生物生物量氮、可溶性有机氮、细菌、真菌、amoA-AOB和nosZⅡ基因丰度呈现显著正相关关系，而与nirS和nirK型反硝化基因丰度呈现显著负相关关系。综上，长期保护性耕作不仅有利于改善旱作农田土壤团聚体组分，增加全氮在团聚体土壤中的储存，还调控了细菌、真菌和氮功能微生物在团聚体内部的丰度，从而改善了旱作农田土壤氮循环的趋势，有助于提升旱作农田土壤肥力。

摘要:紫云英翻压还田是南方传统稻田土壤培肥增产的主要措施。依托连续12年田间定位试验,通过设置CK(不施化肥,紫云英不还田)、单施化肥(GM0)和4个梯度的紫云英翻压量(GM1-4)处理,分析连续多年紫云英翻压还田对稻田土壤团聚体组分、团聚体中碳氮含量和储量,并通过傅里叶红外光谱测定各粒级有机官能团类型及相对含量,探讨连续多年紫云英翻压还田对土壤团聚体组分及其碳氮分布的影响。结果表明,在该土壤中粒级>2 mm土壤团聚体含量最高,占总量的61.12%~68.53%,其次是2~0.25 mm粒级团聚体。紫云英翻压还田较单施化肥处理提高了>2 mm粒级团聚体所占百分比(5.93%~9.91%)。紫云英翻压还田提高了粒级>0.053 mm团聚体中有机碳含量和各个粒级中全氮含量,其中粒级>0.25 mm团聚体的碳氮含量与紫云英翻压量之间呈现出显著正相关关系。紫云英翻压还田分别显著提高了19.42%~37.09%有机碳和22.31%~40.13%氮的总储量,其中粒级>2 mm团聚体中碳氮储量随着紫云英翻压量的增加而增加。>2 mm粒级团聚体中碳氮的分布也随着紫云英的翻压还田而增加。通过傅里叶红外光谱认为土壤各粒级团聚体中脂肪族有机碳和芳香族有机碳以及N-H官能团含量也随着紫云英翻压还田而增加,其中N-H官能团含量与紫云英翻压量之间呈现出显著的正相关关系。紫云英翻压还田同时提高了各团聚体中1 630/2 850+2 940和1 720/2 850+2 940相对比值,其中>2 mm和2~0.25 mm粒级团聚体中1 630/2 850+2 940相对强度比值与紫云英翻压量之间均呈显著性相关关系。综上,紫云英翻压还田不仅有利于改善稻田土壤团聚体组分,增加有机碳和全氮在土壤团聚体中的储存,还提高了团聚体有机碳的活性和稳定性,从而有助于提升稻田土壤肥力。

摘要:土壤全氮与土壤质量和肥力密切相关，准确掌握土壤全氮的空间分布特征对精准农业管理措施的实施具有重要意义。以寻乌县为研究区域，利用随机森林（RF）和随机森林残差克里格（RFRK）方法，结合地形因子、地理坐标、遥感因子、气候因子、距离因子和土壤理化因子等多源辅助变量，对寻乌县表层土壤全氮的空间分布进行预测和制图，并在迭代100次模型后对比了两种模型的预测精度。结果表明，在选择的4种模型精度指标中，RF模型的决定系数均值（R2=0.6291）和一致性相关系数均值（CCC=0.7613）均高于RFRK模型（R2=0.5719，CCC=0.6881），而RF模型的平均相对误差均值（MAE=0.1570 g·kg -1）和均方根误差均值（RMSE=0.2108 g·kg -1）均小于RFRK模型（MAE=0.1682 g·kg -1，RMSE=0.2267 g·kg -1）。将残差作为误差项加入RF模型并未提高其预测精度，因此，RF模型可以作为土壤属性预测的一种有效方法，为农业管理措施的实施提供技术支撑。

摘要:土壤全氮对于全球温室效应和水体富营养化具有重要的调控作用。基于福建省第二次土壤普查3 082个剖面数据和最新建立的1︰5万大比例尺矢量土壤图，对全省土壤全氮储量进行了估算。结果表明：福建省土壤总面积为12.08×106 hm2，表层（0～20 cm）和剖面（0～100 cm）土壤的全氮密度分别为0.35 kg·m–2和0.97 kg·m–2，储量为42.06 Tg和116.83 Tg。全省土壤全氮密度整体呈自北向南逐渐递减的趋势，且沿海低而内陆高。从不同土壤类型来看，山地草甸土的表层和剖面全氮密度最高，分别为0.85 kg·m–2和2.09 kg·m–2；而风沙土的表层和剖面全氮密度最低，分别为0.11 kg·m–2和0.27 kg·m–2。从不同行政区来看，南平市和龙岩市的表层土壤全氮密度最高，分别为0.40 kg·m–2和 0.39 kg·m–2，而南平市和三明市的剖面土壤全氮密度最高，分别为1.19 kg·m–2和 1.11 kg·m–2。总体而言，福建省土壤全氮密度和储量空间分布差异很大，今后可依据不同行政区和土壤类型的全氮分布制定合理的施肥管理措施。

摘要:梭梭是西北干旱区人工固沙植被建设的主要树种，人工固沙梭梭林建植后植被系统的演变受土壤发育的影响。在河西走廊中段临泽平川绿洲边缘选择0、3、6、9、16和40a时间序列的固沙梭梭林地，研究人工固沙植被建植后的土壤发育过程，探讨梭梭植物与土壤反馈作用及其对植被系统演变的影响。结果表明，随着梭梭种植年限的增加，土壤黏粉粒、有机碳（SOC）和全氮（TN）含量逐渐增加，但显著变化发生在种植9a以后的0~20 cm表层土壤，而盐分的积累发生在0~100 cm整个土层，20~80 cm土层的盐分积累量高于表层0~20 cm；盐分组成中，SO42-、Ca2+ 和Na+含量随着梭梭种植年限的增加而增加，在16a和40a梭梭林土壤剖面中有显著积累。梭梭种植16 a和40 a后，0~10 cm土层SOC含量较未造林沙地分别增加3.3倍和5.7倍、0~100 cm土壤剖面盐分含量分别增加5.4倍和6.5倍，表明梭梭生长发育过程中土壤盐分积累较SOC和养分积累更为显著。盐分的积累可能对草本植物的生长发育产生负效应，进而影响人工植被系统的稳定性。在流动沙地建植人工梭梭林40 a的时间序列上，土壤从干旱砂质新成土向干旱正常新成土发育；随着盐分的进一步积累和干旱区钙化过程，最终可能演变为钙积正常干旱土，但需更长时间尺度的观测研究。

摘要:通过电镜扫描、能谱分析、红外光谱和 X-射线衍射研究了蓬莱镇组紫色母岩(J3p)及聚合硫酸铁(PFS)复合处理剂(J3p+PFS) 的结构形态；通过分析J3p对总氮、总磷的等温吸附曲线以及系统Zeta 电位、分形维数、叶绿素a的变化，探索了复合处理剂去除总氮、总磷的机制。结果表明：电镜扫描及能谱分析发现J3p 与PFS复合后具有更大的团粒结构，表面更加蓬松，且元素构造大致与J3p一致，但金属元素含量有所改变。红外光谱及X-射线衍射结果显示，J3p与PFS复合后内部物质成分及功能基团均发生变化，形成了新的以羟基桥联的铁的多聚物。J3p对水体总氮的吸附作用是单层分子吸附以及表面吸附，对总磷的吸附作用主要是单层分子吸附；PFS对水体氮磷的絮凝机制是电性中和作用。通过综合分析，发现J3p+PFS结合了PFS的电性中和作用及J3p的吸附作用优势，可实现对景观水体总氮及总磷的快速、高效去除。处理3h后，J3p+PFS对总氮、总磷的去除率分别达到53.53%及86.48%。

摘要:准确评估农田土壤全氮含量变化是有效制定农业管理措施的基础。选择太湖地区37个县（市、区）2.32 M hm2水稻土为研究对象，以1982年第二次土壤普查的1 096个和2000年“973”项目的1 393个表层样点建立1:5万高精度土壤数据库为基础，定量化该地区近20年来水稻土全氮含量的动态变化。结果表明：1982—2000年太湖地区水稻土全氮含量上升了0.21 g•kg-1，氮素富集效应明显。其中，脱潜型水稻土全氮含量上升最多，增幅达17.0%，而潜育型水稻土有所下降，降幅为26.2%。从不同土区来看，低山丘陵土区全氮含量上升最多，增幅达31.8%，而太湖平原土区变化幅度最小，增幅仅为9.8%。从不同行政区来看，安吉县、长兴县、川沙县、闵行区、余杭县和崇明县全氮含量增长幅度均超过40%，而吴县、青浦县、嘉善县和丹阳县均有所下降。总体来看，太湖地区水稻土全氮含量空间动态变化差异很大，今后根据不同土壤类型、土区和行政区氮素富集程度适当减少氮肥施用量，以防止氮素流失造成的水体富营养化风险是十分必要的。

摘要:基于湟水流域1985 年第二次土壤普查的45个剖面数据和2015 年土壤调查的61个剖面数据，采用统计和地统计学法，分析了流域0~15 cm和15~30 cm土层近30 年全氮（TN）的时空变异及影响因素。结果表明：从1985年至2015年，0~15 cm和15~30 cm层TN均值分别由1.33 g kg-1和 1.15 g kg-1升高至2.25 g kg-1和2.08 g kg-1，增幅为69.20%和80.87%；近30年来，湟水流域0~15 cm和15~30 cm土层全氮呈现增加趋势，其中西部、北部、中部以增加为主，东南部以递减为主；空间相关性由强变为中等，1985 年TN含量在东西和南北两个方向均呈现先减后增的趋势，2015 年则整体呈从东南向西北增加的趋势；气候因子、海拔、土壤质地、土壤类型等自然因素和土地利用、施肥、种植结构以及农业机械化等人为因素共同导致了TN时空分异，人类对土壤养分干预作用表现出增强的趋势。考虑到TN含量存在较大的时空变异，建议建立湟水流域土壤TN含量长期监测点，并对农业氮肥的施用实行分区管理，以保障整个农业流域的可持续发展。

摘要:以黄河三角洲新生盐碱地为例，采用空间替代时间的方法，选取未利用的盐碱地对照（CK）和平均开垦年限分别为小于5 a、10~15 a、20~25 a、30~35 a、50~60 a的小麦/玉米连作土地类型为研究对象，对1 m深土壤碳（有机碳、无机碳、全碳）、氮（全氮、碱解氮）含量进行了分析，研究不同垦殖年限下土壤碳氮水平和垂直分布特征。结果表明：垦殖后，土壤有机碳含量较未垦殖盐碱地均表现为显著提高（p<0.05）；盐碱地垦殖显著增加了0~40 cm土壤的碳储量，且随垦殖年限增加而增加；40~100 cm土层的有机碳含量无趋势性变化规律；土壤全氮、全碳、无机碳变化与有机碳变化表现出相似规律；垦殖30 a后土壤碳氮养分基本稳定，表层（0~40 cm）含量高于底层（40~100 cm）含量；垦殖年限主要影响0~30 cm土壤碱解氮含量；无机碳作为组成全碳的主要成分，极易受灌溉和地下水的影响。垦殖虽然显著增加土壤有机碳、全氮含量，但垦殖后碳氮比（C/N）呈降低趋势，约30 a后基本稳定，不同垦殖年限C/N平均为9.35，低于全国平均水平，反映出研究区土壤碳氮养分不均衡问题。