摘要:红萍具有高效的生物固氮能力，然而其生长对水体铵态氮敏感，且易受水体pH影响。肥料集中深施可有效降低田面水铵态氮浓度，但肥料集中深施模式下稻田养萍对不同酸碱度稻田土壤是否具有稳定的抑制氨挥发和增产效果，目前未知。为明确肥料集中深施模式下稻田养萍对不同酸碱度稻田土壤氨挥发和水稻产量的影响，采用盆栽实验，选取三种水稻土（酸性、中性和碱性）、两种施肥方式（表施和肥料集中深施）以及是否放养红萍，共15个处理，检测整个稻季的氨挥发日通量及总量、水稻的籽粒和生物量。实验结果表明：（1）同一施氮水平下，三种土壤中，肥料集中深施的稻季氨挥发总量仅1.0～1.8 kg·hm-2（以N计），与表施相比，降幅达96%；表施模式下放养红萍可使氨挥发总量降低17%～50%；（2）放养红萍的各组水稻籽粒产量显著高于不放养各组，其中肥料集中深施结合稻田养萍在黑土上的水稻增产效果最大，与黑土表施不放养红萍的籽粒产量相比增幅达41%。综上所述，不同pH稻田土壤下，肥料集中深施均能大幅减小稻田氨挥发，肥料集中深施结合稻田养萍具有更好的增产效果。

摘要:为了精准预测土壤侵蚀变化、科学合理地预防水土流失的发生，为紫土坡地水土流失防治提供参考，基于典型紫土径流小区43场降雨资料，降雨量、历时和I30为特征指标，采用K-means聚类算法对降雨分类；使用随机森林（Randomforest，RF）算法评估各影响因子对径流深（H）、土壤流失量（S）的重要性，结合通径分析法进行重要因子筛选；将筛选所得关键因子作为模型输入变量，H、S为输出，使用BP神经网络构建预测模型。结果表明：（1）划分出3种雨型，B雨型（短历时、大雨强、小雨量）是主要降雨类型，A雨型（长历时、中雨强、大雨量）最剧烈。（2）各雨型下特征因子对H、S的重要程度明显不同。A雨型下T对S重要程度最高（31%），各因素对H的重要程度相对均匀；B雨型下各因素对S的影响差异小，F对H的重要程度最高（29%）。在C雨型下，Pr对H、S的重要程度最高（33%、36%）。（3）三种雨型下的H、S均受到Pr的显著影响，B、C雨型下的H、S分别同时受F和Vs、Ph的影响显著。（4）利用BP神经网络对H、S的预测精度均较高，Nash-Suttclife效率系数均高于0.95，且对H的预测模型精确度高于对S的预测模型。

摘要:转Bt（Bacillus thuringiensis）基因植物和Bt菌生物农药释放的Bt毒素是一类具有生物毒性的潜在环境外源污染物，Bt毒素环境行为和生态效应是转基因植物和植物用转基因微生物安全风险评价的重要内容，但是外源Bt毒素对土壤真菌群落和潜在功能的影响还不清楚。以施加不同浓度Bt毒素处理土壤和未施加Bt毒素对照土壤为研究对象，分析Bt毒素在土壤中的持留动态；同时采用真菌18S rRNA基因高通量测序技术，分析施加Bt毒素对土壤真菌群落和功能多样性的影响。结果表明，Bt毒素施加量和培养时间均可以显著影响土壤真菌群落组成，且随着Bt毒素施加量增加和土壤培养时间延长，土壤真菌群落差异性逐渐变大。施加Bt毒素提高了土壤真菌群落香农指数和关联网络的负相关性比例及模块数，因而没有对土壤真菌群落的多样性和稳定性产生负面影响。上述结果表明，评估Bt毒素的环境行为及微生态效应要关注Bt毒素施加量及其长期影响。随着Bt毒素施加量增加，Phymatotrichopsis、Homalogastra、Geosmithia和Apiotrichum等真菌以及参与蛋白质降解、碳素代谢和磷素代谢的功能基因编码酶相对丰度显著升高，推测上述真菌物种和潜在功能参与了Bt毒素在土壤中的降解和转化过程。研究结果为转Bt基因植物、Bt重组菌生物农药以及Bt毒素的生态安全风险评价提供了科学参考和理论依据。

摘要:为解析黄土高原地区典型草地土壤分离能力变化的力学机制，选择代表性的须根系和直根系草地作为研究对象，基于室内径流冲刷试验，估算了相对土壤分离能力（RSD），测定了土壤抗剪强度和根系抗拉力，并基于Wu氏模型估算了根系黏聚力（Cr）。结果表明，须根系草地的RSD较直根系草地显著低77.27%，而Cr较直根系草地高14.84%。直根系草地的Cr对RSD的表达效果优于根长密度，而须根系草地效果差异不明显。RSD与200 KPa正应力下抗剪强度（τ200）的相关性优于其他正压力。根土复合体中，Cr对土壤分离的效应强于τ200。通过根土复合体力学参数能够有效预测直根系草地的土壤分离能力，但对于须根系草地的预测还需进一步探究。研究结果可为黄土高原根系减蚀机理的完善提供参考。

摘要:土壤、水体中共存的镉（Cd）、砷（As）极易通过食物链危害人类健康，是亟待解决的全球性环境问题。通过共沉淀-物理混合法制备新型硅-铁改性生物质炭（CMSMB），并通过Cd、As复合污染水体吸附试验与土壤培养试验探究其修复能力与机理。结果表明，CMSMB对Cd（Ⅱ）、As（Ⅲ）复合污染修复效果优异，最大吸附容量分别为272.73和17.59 mg·g-1，两种元素在CMSMB表面的吸附过程同时存在拮抗和协同作用，其相对强弱取决于溶液中Cd（Ⅱ）和As（Ⅲ）的浓度。拮抗作用主要源于Cd（Ⅱ）、As（Ⅲ）对羟基和芳环表面结合位点的竞争，而协同作用主要通过静电吸附、Cd-As共沉淀和三元表面络合物的形成实现。土壤培养20 d后，CMSMB的添加提高了土壤pH和可溶性有机碳含量，从而促进土壤中有效态Cd浓度的显著降低（降幅64.86%～74.25%），是CMSMB与土壤理化性质变化交互引起的静电吸附、沉淀、络合等机制共同作用的结果。而短期土壤培养下CMSMB对土壤As有效性影响不显著，有效态As浓度仅随培养时间增加而略有降低。综上所述，CMSMB是一种对Cd（Ⅱ）、As（Ⅲ）复合污染水体有着良好修复能力的环境功能材料，其在短期内能实现对复合污染土壤中Cd的钝化和抑制As有效性升高的趋势，可应用于矿尾水、农用地污灌水等镉砷复合污染污水及农用地土壤的修复，但其长期修复能力及修复所包含迁移转化和微生物组学机制，有待进一步探究和验证。

摘要:设施菜地揭棚休闲期种植填闲作物是阻控淋溶发生的重要措施，在降雨频繁地区氮磷阻控效率高的填闲作物尚不明确。以休闲为对照，种植5种填闲作物：高粱（Sorghum bicolor L.）、玉米（Zea mays L.）、黑麦草（Lolium perenne L.）、马齿苋（Portulaca oleracea L.）和羽衣甘蓝（Brassica oleracea var. acephala DC.），研究了不同种类填闲作物对设施菜地氮磷淋溶、土壤速效氮、土壤微生物的影响。结果表明：与休闲处理相比，种植填闲作物高粱、玉米、黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝分别显著减少了12.6、16.6、27.4、28.9和26.8 kg·hm-2的氮淋溶，显著减少了0.10、0.05、0.04、0.04和0.13 kg·hm-2的磷淋溶。氮淋溶阻控率由高到低依次为马齿苋、黑麦草、羽衣甘蓝、玉米、高粱，磷淋溶阻控率由高到低则依次为羽衣甘蓝、高粱、玉米、马齿苋、黑麦草。5种填闲作物中黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝的氮阻控率分别达到52.3%、55.1%和51.2%，较高粱和玉米氮阻控率平均提高了近一倍。这是因为黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝在休闲前期（21 d）就有一定的覆盖度，与休闲相比分别减少了23.5%、17.1%和26.7%的淋溶水量，而高粱和玉米前期覆盖度差，在前期降水多后期降水少的情况下其淋溶水量与休闲无显著差异；种植黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝耕层土壤（0～20 cm）中硝态氮的含量为40.1～52.8 mg·kg-1，而种植高粱和玉米土壤硝态氮的含量为67.8～72.7 mg·kg-1；此外，与高粱和玉米相比，马齿苋和羽衣甘蓝还显著提高了耕层土壤nirS型反硝化细菌和根际土壤中nosZ型反硝化细菌的丰度，可能增强了土壤的反硝化过程。综上，黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝作为降雨频繁地区的夏季填闲作物可显著减少氮磷淋溶，其中羽衣甘蓝对氮磷综合阻控的效果最佳。

摘要:气候过渡区的山地森林土壤有机碳对气候波动的响应敏感，探讨气候过渡区森林土壤有机碳的海拔格局，是推演区域土壤碳库时空动态的关键内容。在南亚热带向中亚热带的气候过渡区江西九连山国家级自然保护区，根据不同土壤类型的海拔分布格局，沿海拔采集20个土壤剖面，分析土壤有机碳含量和土壤碳密度的海拔分布格局。结果表明：（1）不同土壤类型和深度均对土壤有机碳含量有影响，山地草甸土有机碳含量更高，达39.72 ± 19.14 g•kg-1，土壤有机碳主要集中在0 ~ 40 cm，深度分布表现出“表聚现象”；（2）不同层次土壤有机碳含量对海拔的响应方式不一，上层土壤对海拔梯度变化响应更敏感，上层0 ~ 40 cm土壤有机碳随海拔升高而增加，下层40 ~ 100 cm土壤有机碳含量随海拔升高而降低；（3）土壤碳密度为10.64 ± 0.72 kg•m-2，但不同海拔的土壤碳密度无显著差异。海拔对土壤有机碳含量分布产生影响，但随着土层深度增加，海拔对土壤有机碳含量的影响变小；而海拔对土壤有机碳密度格局无显著影响，并依此估算九连山自然国家级自然保护区森林土壤有机碳储量为1.426 ± 0.096 Pg。

摘要:为探究耕作措施对陇中旱农区麦豆轮作系统土壤细菌多样性的影响，借助2001年在陇中旱农区建立的不同耕作措施长期定位试验，应用高通量测序技术比较传统耕作（T）与3种保护性耕作（免耕（NT）、传统耕作+秸秆还田（TS）和免耕+秸秆覆盖（NTS））对麦豆轮作体系土壤有机碳、全氮、微生物生物量碳、微生物生物量氮及细菌群落结构影响。结果表明：1）相对于传统耕作，秸秆还田显著增加0~10 cm、10~30 cm土壤有机碳、全氮、微生物量碳和微生物量氮含量，其中NTS处理0~10 cm、10~30 cm土层有机碳、全氮、微生物量碳和微生物量氮含量较传统耕作分别提高28.27%、114.16%、13.51%、49.14%和39.86%、98.05%、10.78%、40.72%。2）酸杆菌门（26.42%）、变形菌门（19.86%）和放线菌门 (19.44%)为陇中旱农区麦豆轮作系统土壤细菌的主要优势种群，NTS处理下酸杆菌门、放线菌门和变形菌门丰度较传统耕作显著提高35.11%、33.77%和30.17%。 3）与传统耕作相比，保护性耕作提高了0~30 cm土层土壤细菌的Observed species指数、Chao指数、香农指数、辛普森指数，以NTS处理提高最为显著。因此，在陇中旱农区推广以免耕秸秆覆盖为主的保护性耕作措施有利于增加土壤碳氮固存、提高土壤细菌群落丰度和多样性和土壤的生物活性，促进农业的可持续发展。

摘要:为探明降雨条件下黄土急陡坡坡面薄层水流水力学特性，采用室内模拟降雨的方法，研究了6个坡度（25°、30°、35°、40°、45°和50°）和3个雨强（1.0 mm min-1、1.5 mm min-1和2.0 mm min-1）组合条件下坡面薄层水流水力学参数的变化规律。结果表明：（1）坡度相同时，流速随雨强的增加而增大；雨强相同时，坡度对薄层水流流速的影响存在临界效应（40°～45°），小于临界坡度，流速随坡度的增加而增大，大于临界坡度，流速随坡度增加而减小。（2）各坡度条件下，坡面薄层水流的平均径流水深随降雨强度增加呈平稳增长趋势；相同雨强时，径流深随坡度的增大有减小趋势。（3）黄土急陡坡坡面雷诺数（Re）整体较小（远小于580），试验条件下坡面薄层径流属于层流且水流处于层流中的失稳区；弗劳德数(Fr)大于0.8，薄层水流属于急流。（4）阻力系数(f)随着降雨强度增加而增大，随着坡度的增加而减小。（5）方差分析结果显示，雨强、坡度及二者交互作用对急陡坡坡面薄层水流水力学参数均有显著影响（p<0.01），但流速、弗劳德数和阻力系数的变化主要受坡度控制，而径流深和雷诺数的变化主要受雨强控制。

摘要:为探究阴离子型表面修饰剂对两性修饰膨润土吸附不同类型有机污染物的影响，采用阴离子型表面修饰剂正十烷基磺酸钠（DAS）对两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）修饰膨润土进行复配修饰，恒温浸泡处理法研究复配修饰膨润土对疏水性不同的有机污染物苯酚和菲的吸附模式差异及原因，并对比了不同温度、pH和离子强度条件下供试土样吸附苯酚及菲的吸附量及表观热力学参数。结果表明：BS+DAS复配修饰土样对苯酚及菲的吸附量随DAS修饰比例的增大而减小，且苯酚吸附量变化更为显著，复配修饰土样对苯酚的吸附模式为“无限”型分配吸附，对菲为“有限”型分配吸附；供试土样对苯酚及菲的吸附均为物理吸附，呈现增温负效应；pH升高促进了供试土样对苯酚的吸附，抑制了菲的吸附；离子强度在0.001~0.1 molL-1范围内，可促进供试土样对苯酚及菲的吸附；热力学参数结果表明，BS+DAS两性复配修饰膨润土对苯酚及菲的吸附是自发的物理吸附过程，DAS增大了土样表面正辛醇/水分配系数的对数（logP），造成了苯酚及菲吸附模式的不同，结果证实，以化学修饰方式增强土样有机碳含量以增加对不同疏水性有机污染物的吸附，不但要考虑有机碳含量的影响，同时也要考虑土样表面有机相和污染物之间“相溶性”的差异。