排行榜
- 当前目次
- 优先出版
- 专辑论文
- 往期目次
-
耕地土壤微生态健康重塑：基于有机复合污染情景的思考
2026,63(1):1-10, DOI: 10.11766/trxb202506220299
摘要：
耕地土壤有机复合污染日益加剧，严重威胁土壤微生态健康和农业可持续发展，如何协同调控耕地产能提升与微生态功能成为亟待解决的挑战。本文综述了耕地土壤有机复合污染的普遍性、复杂性及微生态风险，深入探讨了有机复合污染胁迫下耕地土壤微生态健康重塑的挑战与机遇；重点介绍了以合成微生物组学为代表的现代分子生物学技术在重塑污染土壤微生态健康方面的应用潜力，并阐述了整合宏基因组学、培养组学、高通量筛选技术和合成微生物组学构建功能明确、结构简化合成微生物群落的前沿策略；展望了合成微生物组学在污染削减、病害防控和土壤肥力提升等多重目标协同实现中的应用前景，旨在为耕地土壤微生态健康重塑提供新思路和技术路径。
-
土壤固-液界面原子/离子轨道杂化效应及其环境意义
2026,63(1):11-24, DOI: 10.11766/trxb202506230301
摘要：
土壤作为一种独特的“量子力学”系统，其固-液界面存在重要的轨道杂化效应，该效应对土壤性质、过程与功能具有关键调控作用。本文基于经典界面反应理论定量解析了土壤固-液界面结构和性质，并利用量子力学方法定量表征了土壤电场中原子/离子轨道杂化特征及其对离子-颗粒与颗粒-颗粒相互作用的影响。通过矿物风化、土壤酸化、土壤重金属钝化/活化、土壤水分运动以及土壤磷迁移等典型土壤环境过程，阐明了原子/离子轨道杂化效应对上述宏观过程发生的内在关联及其调控途径，揭示了亚原子尺度轨道杂化效应→微观尺度界面反应→介观尺度土壤颗粒相互作用→宏观尺度土壤过程与功能的多尺度耦合与多过程关联机制。上述跨尺度的关联研究框架，为深入理解土壤系统功能、提升耕地质量及强化农业环境保护提供重要了理论基础。
-
同步辐射相关分析技术在土壤化学中的应用研究进展
2026,63(1):25-41, DOI: 10.11766/trxb202507150347
摘要：
土壤化学研究经过近几十年的快速发展已经形成了较为完整的基础理论体系与技术方法体系，以同步辐射光源为代表的大科学装置在土壤化学领域的研究中起到愈来愈重要的作用。基于同步辐射的相关分析技术以独特的优势能够在分子水平上对复杂环境介质中的元素和物质循环进行原位研究，为土壤化学涵盖的土壤矿物化学、土壤有机质化学、土壤无机养分化学以及土壤污染化学等研究内容提供了更为完善的技术支持，其中，在弱晶质矿物鉴定、有机（金属）-矿物复合物结构与空间分辨、重金属形态与空间分布等方面取得了有效进展。近年来，同步辐射与其他前沿光谱以及成像技术的联用也越来越多地运用到土壤学研究当中，极大地推动了地球化学学科的进一步发展。本文对基于同步辐射光源大科学装置的相关技术以及其他联用技术在土壤化学领域取得的成果进行了综述，并对同步辐射光源的发展、互补性技术联用以及实际土壤化学应用等方面进行了展望。
-
基于合成微生物组的土壤中有机污染物消减作用研究进展
2026,63(1):42-52, DOI: 10.11766/trxb202506230304
摘要：
污染土壤中往往存在种类繁杂、分布广泛的有机污染物，严重危害生态安全和人群健康。利用微生物组降解土壤中有机污染物被认为是一种绿色、经济、安全、有效的途径。与传统基于单菌株的方法相比，基于合成微生物组的生物修复方法具有显著优势。然而当面对多种有机污染物共存的复杂土壤环境时，该方法仍存在诸多问题和挑战。深入剖析合成微生物组对土壤中有机污染物的消减作用及机制，这已成为有机污染土壤生物修复领域研究的难点和热点之一。本文综述了应用合成微生物组消减土壤中有机污染物的优势及存在的问题，剖析了设计构建有机污染物降解微生物组的方法，结合实际案例解析了合成微生物组消减有机污染物的作用规律和机制。目前合成微生物组消减土壤有机污染物的研究仍处于起始阶段，急需大量系统研究和数据积累。未来在合成微生物组优化、合成微生物组与其他物种联用、多学科交叉与技术创新等方面仍需加强研究，为探索出安全、高效、可行的土壤有机污染生物消减策略提供依据。
-
生物质炭的土壤固碳效应研究进展及展望
2026,63(1):53-64, DOI: 10.11766/trxb202506250307
摘要：
土壤作为陆地生态系统中最大的有机碳库，兼具碳源和碳汇的双重功能，对实现碳中和目标具有关键作用。生物质炭是通过废弃生物质或有机体在限氧条件下热裂解制备的富碳材料，因其显著的碳负效应和稳定性特点，已成为土壤固碳与改良的重要技术手段。本综述系统阐述了生物质炭介导的土壤固碳机制，重点探讨了其原料特性（来源、组分、结构）、制备参数（热解温度）及施用条件（剂量、作用时长）对土壤固碳效果的影响机制，并解析了环境因素（氮添加/沉降、温度梯度和土壤质地）对生物质炭土壤固碳效应的调控作用。基于现有研究进展，提出未来研究应着重关注底土碳库的动态响应机制、长期施用下的碳稳定性演变规律、生物质炭×无机碳库的互作效应等，从而为构建基于生物质炭技术的碳中和应用体系提供理论支撑。
-
土壤环境病毒组多维生态功能补偿与代谢调控研究进展
2026,63(1):65-75, DOI: 10.11766/trxb202505300249
摘要：
土壤病毒是生态系统中重要的生物调节因子。病毒通过编码多种辅助代谢功能基因，能够直接影响宿主的代谢活动，在维持土壤健康中扮演关键角色。具体而言，病毒可通过裂解细菌释放养分、介导功能基因的水平转移，以及调节微生物群落结构及其代谢过程，从而推动土壤生态系统功能的演变与系统稳定性的维持。本文系统梳理了土壤病毒在以下方面的功能：1）促进养分补偿和元素循环（如碳固定、氮固定、硫循环和磷代谢）；2）改善生态环境（如调节酸碱度和修复盐碱地）；3）协助污染物降解；4）促进植物健康；5）控制抗生素耐药菌；6）间接调节人类健康。同时，文章也指出当前研究仍存在的局限，例如对病毒功能的深层解析工具不足、研究区域覆盖范围有限等。展望未来，该领域研究应进一步聚焦于土壤病毒基因资源的挖掘，推动土壤病毒安全、高效的工程化应用，为农业可持续发展和环境污染治理提供新的技术路径。
-
粪肥施用农田土壤中雌激素的赋存特征及生态风险
2026,63(1):76-85, DOI: 10.11766/trxb202506230305
摘要：
进入土壤后，雌激素往往以有机溶剂提取态、水溶态、腐殖酸结合态、胡敏素结合态等不同形态赋存于土壤中，危害生态安全和人群健康。为探究粪肥施用土壤中雌激素的赋存特征及生态风险，本研究以黄棕壤、棕壤、黑土和红壤为供试土样，通过老化培养试验解析雌二醇（E2）、雌三醇（E3）和双酚A（BPA）的赋存形态，结合土壤基本理化参数与生态风险模型，揭示其赋存形态变化及风险差异。结果表明，土壤类型显著影响雌激素的赋存形态与降解效率。黑土因有机质含量高，老化60 d后其雌激素结合态残留量最高（总17β-E2当量浓度为11.35 μg·kg-¹），具有潜在风险，但短期风险较低。红壤因有机质含量和pH低，其雌激素主要以可提取态存在，但60 d时可提取态BPA和E2的风险系数（RQ）分别达0.73和1.78，呈现中高风险。黄棕壤与棕壤中3种雌激素均以结合态为主要赋存形态，E2和E3生物降解较BPA显著，土壤中雌激素环境风险主要由E2和BPA贡献，呈现中高风险。相关性分析表明，可提取态雌激素含量与pH呈显著负相关，与有机质含量呈显著正相关。本研究旨在提出需结合雌激素赋存形态与土壤类型差异来优化风险模型，进而为农田雌激素污染的精准管控提供依据。
-
微氧生境的改变阻控水稻吸收镉-菲的机制
张祺明，武晨，易盛炜，陈名杰，彭冠维，吴汨川，谢运河，吴玉俊，李峰
2026,63(1):86-96, DOI: 10.11766/trxb202506220298
摘要：
水稻根际独特的微氧生境是影响污染物迁移转化的关键区域。然而，通过调控根际微氧环境以阻控镉（Cd）和菲的化学与微生物协同机制尚不明确。为此，本研究以中稻黄华占为对象，通过盆栽试验中插入塑料滴管的方式提升根际溶解氧含量，探究其对水稻吸收Cd和菲的阻控机制。结果表明，根际氧含量增加（最大提高1.7倍）显著降低了水稻糙米中Cd（24.2%～61.1%）和菲（26.1%～50.6%）的累积。首先，微氧环境的改善促进了水稻根表无定形铁氧化物（铁膜）的形成（最大增加1.5倍），进而强化了对Cd和菲的吸附固定，构建了阻控污染物吸收的根系屏障。此外，好氧环境重塑了根际微生物群落结构，形成了以Sphingomonas sp.（鞘氨醇单胞菌属）和Mycobacterium sp.（分枝杆菌属）等为核心的功能菌群，其中Cd抗性和多环芳烃降解基因丰度提升了2.2倍～5.6倍，强化了微生物对Cd的生物固定和对菲的生物降解。冗余分析进一步证实，溶解氧是驱动微生物群落演替并影响污染物形态的关键环境因子。综上，本研究证实改善微氧环境能促进根系铁膜和根际功能菌群的形成，协同阻控水稻对Cd和菲的吸收，为污染农田的安全利用提供了新的理论依据和技术途径。
-
基于生态安全的土壤铜、锌、铅、镉阈值研究
吴同亮，黄奕航，祁海涛，丁昌峰，范婷婷，刘存，周东美，陈怀满，王玉军
2026,63(1):97-109, DOI: 10.11766/trxb202506220297
摘要：
建立基于生态安全的土壤重金属阈值，对精准评估区域生态环境、有效管控污染场地风险及保障土壤生态系统可持续发展具有重要意义。系统整合了铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）、镉（Cd）的生态毒理学数据，涵盖29种陆生植物、4种陆生无脊椎动物及10项土壤生态过程指标。基于老化-淋洗效应及土壤性质归一化处理后的数据，构建了基于土壤性质的毒性阈值（EC10）预测方程，并采用物种敏感性分布法推导出不同土地利用方式下基于生态安全的土壤Cu、Zn、Pb、Cd阈值。结果表明：土壤pH是影响四种重金属生态毒性的主要控制因子，碱性土壤的阈值显著高于酸性土壤。重金属生态毒性顺序为：Cd >> Cu > Zn > Pb。不同土地利用方式下的阈值存在显著差异：农用地与自然保护地的生态保护要求最为严格，阈值最低；公园用地与居住用地次之；商业服务用地和工矿用地因生态保护要求相对宽松而阈值最高。本研究结果可为土壤环境质量标准的修订提供理论依据。
-
腐殖酸调控Fe（II）诱导水铁矿转化及其对镉固存的影响机制
梁斌，刘福，朱润良，邢介奇，张烨坤，肖智方，叶倩婷，王雯霞，石振清
2026,63(1):110-119, DOI: 10.11766/trxb202506230300
摘要：
铁氧化物在自然环境中的转化过程对重金属迁移具有重要影响，腐殖酸（HA）作为土壤和水体中的重要有机组分，可调控该过程。通过透射电镜（TEM）-能量色散谱（EDS）-电子能量损失谱（EELS）技术，系统探讨了HA影响下Fe（II）诱导水铁矿（Fh）向晶态铁氧化物（纤铁矿Lp、针铁矿Gt和磁铁矿Mt）的转化动力学，及其对镉（Cd）固存的影响。结果表明，在Fh-Cd体系中，6 h时Lp（48.08%）和Gt（43.49%）迅速形成，120 h后Lp持续转化为Gt，至168 h时少量Mt（4.82%）生成。在Fh-HA-Cd体系中，HA显著抑制转化速率，Lp和Gt形成较慢，168 h时矿物组成为Fh（2.63%）、Lp（42.79%）和Gt（54.6%），未检测到Mt。在转化过程中，固相HA浓度从4.94 mmolŸL-1降至4.49 mmolŸL-1，固相Cd浓度在6 h后迅速下降，随后趋于稳定，Fh-Cd体系固相Cd浓度较Fh-HA-Cd体系高约5%～10%。TEM高角环形暗场和EDS分析显示，初始状态下碳（C）和Cd与Fh高度相关，转化后Lp和Gt对Cd吸附能力仍较强，但对C的吸附显著减弱。EELS线扫进一步揭示，C主要固存于Fh表面及Lp的缺陷和孔隙中，含碳官能团（C-H、C=O、C-OH）在转化中逐渐脱附，而Cd通过吸附、结构取代及物理包裹等多种机制保留于新形成的铁氧化物中。上述结果表明，HA通过抑制铁氧化物转化和增强Cd吸附能力，显著影响Cd的地球化学行为，为理解铁氧化物-有机质-重金属相互作用机制提供了重要科学依据。
-
增温和氮添加对中国山地土壤磷生物有效性的影响：研究进展与展望
2026,63(1):120-134, DOI: 10.11766/trxb202411200447
摘要：
磷是陆地生态系统关键的限制性养分元素，土壤磷的生物有效性制约了初级生产力和生态系统碳汇能力。山地生态系统对气候变化具有高度敏感性，山地土壤磷生物有效性对气候变暖和大气氮沉降增加的响应已成为当前生态环境领域的研究热点。基于国内野外原位增温和氮添加实验的研究结果，结合Meta分析方法，综述了中国山地土壤磷生物有效性对增温和氮添加及其交互作用的响应与机制。在此基础上提出了未来亟待深入研究的方向，包括加强长期、多海拔的原位模拟实验的观测研究；与室内控制实验相结合，从不同尺度（如景观尺度、生态系统尺度）上探究增温和氮添加对土壤磷形态转化的影响，并从分子水平上揭示土壤磷生物有效性对多种气候变化因子的响应机制；优化磷生物地球化学循环模型参数，预测未来气候变暖和大气氮沉降变化对山地土壤磷生物有效性的影响，以期深刻理解全球气候变化背景下山地磷生物地球化学循环的过程及机理，为山地生态系统的健康与稳定提供理论支撑。
-
土壤生物驱动团聚体形成及稳定的机制与相关应用研究进展
2026,63(1):135-150, DOI: 10.11766/trxb202407270307
摘要：
土壤团聚体是土壤结构的重要组成部分和基本单元，其稳定性对维持土壤健康和作物生产力至关重要。团聚体的形成及稳定是生物和非生物共同作用的结果，其中土壤生物（微生物和动物）在这一过程中起至关重要的作用，但其驱动的作用机制及应用现状尚缺乏系统性总结。本文梳理了土壤微生物和动物对团聚体形成及稳定的影响，阐明了土壤生物驱动的团聚体形成过程和稳定机制，总结发现了微生物通过自身物理特性、分泌物黏合作用和对有机质分解作用以及动物通过生物扰动作用和摄食作用来介导土壤团聚体的形成及稳定。进一步分析了利用土壤生物及其产物增加团聚体稳定性的应用现状，强调了新型土壤生物结构改良剂的应用潜力。最后对未来研究思路进行展望，以期为土壤质量的维持和提升提供理论与技术参考。
-
梯度扩散薄膜评估土壤重金属生态风险的发展现状及应用前景
2026,63(1):151-163, DOI: 10.11766/trxb202411140439
摘要：
人类生产活动的广泛开展和经济社会的快速发展，导致土壤中重金属含量大幅上升，严重影响生态环境质量，威胁人体健康安全，因此亟需对土壤重金属生态风险进行精准评价。传统风险评价技术仅关注土壤重金属的总量数据，而缺少形态变化和生物有效含量信息。近年来，梯度扩散薄膜技术（DGT）以原位采集、低环境干扰和应用稳定等特点被广泛用于土壤重金属生态风险研究。该技术基于菲克第一定律，通过对目标污染物梯度扩散及其缓冲动力学过程的研究，获得其在实际环境中的形态变化及生物有效含量水平，并发展出以该技术为核心的DGT诱导土壤/沉积物通量模型（DIFS）工具。鉴于此，本文首先以土壤重金属污染的严重性和迫切性为出发点，阐述DGT作为精准评估工具的技术特点和应用必要性，根据国内外研究现状提出影响土壤重金属风险的主要环境因素，并通过DIFS模型直观揭示土壤功能异同条件下土壤重金属微观动力学以及相应的生态风险差异，最后围绕DGT技术评价生态风险的未来发展和研究方向提出建议。
-
盐碱酸化与土壤侵蚀耕地障碍消减专利分析
2026,63(1):164-178, DOI: 10.11766/trxb202501230040
摘要：
盐碱、酸化、土壤侵蚀等耕地土壤障碍问题已成为全球面临的环境挑战，严重影响粮食安全和农业的可持续发展，耕地如何快速消减障碍一直是各界关注的热点。基于合享（IncoPat）专利数据库，对截至 2024 年全球3 996件土壤障碍消减技术专利进行计量分析，揭示了该领域的研发态势、技术布局及创新主体特征。结果表明，全球专利申请量呈现“三阶段”增长特征，中国在2015年后占据主导地位的技术创新呈现“三核驱动”特征，土壤盐碱消减技术是障碍消减技术研发的核心，其中障碍土壤专用调理剂（占比42.8%）和机械化装备改造为研发热点。企业与高校构成创新主体，未来应加强生物修复技术研发与多学科交叉融合，构建“监测-治理-评估”一体化技术体系，分类打造全链条的耕地障碍消减技术模式，同时继续加大对新技术、新材料和新产品的研发力度，保障土壤健康和农业可持续发展。
-
喀斯特区生物结皮对不同岩性发育土壤分离过程的阻控效应研究
杨源峰，杨岚惠，张诗琴，石静琴，许静本，谭咏诗，王芳，邓羽松
2026,63(1):179-194, DOI: 10.11766/trxb202501160034
摘要：
西南喀斯特区地质脆弱性和敏感性并存，土壤侵蚀问题不容忽视。生物结皮作为广泛发育的地表覆盖物在调控土壤侵蚀方面起到关键作用，但不同岩性条件下生物结皮覆盖程度对土壤分离阻控过程及其驱动因素尚不明确。本文选取白云岩和碎屑岩发育以苔藓为优势种的结皮样地，以无结皮覆盖的裸地为对照。基于5个结皮盖度水平（1%～20%、20%～40%、40%～60%、60%～80%、80%～100%）原位测定结皮生长特性并采集原状土及散土，在不同水动力侵蚀条件下（水流剪切力为1.68～12.87 Pa）进行冲刷试验，建立结皮盖度与结皮生长特性、土壤性质和土壤分离能力及细沟可蚀性的定量关系，分析不同岩性结皮覆盖下土壤抗水蚀性能的差异，明确影响土壤分离及侵蚀阻力的主控因素。结果表明：（1）白云岩结皮总体覆盖的厚度和生物量明显低于碎屑岩，糙度反之。两种岩性发育结皮厚度、糙度和生物量均随其盖度增加而呈幂函数或指数函数增长，且土壤性质受岩性、结皮发育显著影响（P<0.05）。（2）结皮盖度显著影响土壤分离能力和细沟可蚀性（P<0.05），白云岩和碎屑岩结皮覆盖细沟可蚀性分别降低54.57%～99.98%和69.11%～99.93%。（3）回归分析表明，白云岩结皮覆盖土壤分离能力和细沟可蚀性受控于水稳性团聚体和平均质量直径，碎屑岩结皮覆盖土壤分离能力和细沟可蚀性受控于水稳性团聚体。综上，生物结皮的发育显著提升土壤抗蚀性能，岩性差异引起的水稳性团聚体和平均质量直径的变化是影响土壤抗蚀性能的重要因素，研究结果以期为西南喀斯特区生态系统修复及生物结皮土壤侵蚀预测提供重要科学依据。
-
基于文献计量的草地土壤质量研究热点与趋势
2026,63(1):195-209, DOI: 10.11766/trxb202412200499
摘要：
草地约占地球陆地表面的40.5%，在维持全球碳循环和调节气候变化方面发挥着关键作用。然而，随着人类活动持续加剧和气候变化影响日益显现，全球草地生态系统正经历不同程度的退化，草地土壤质量也随之下降。尽管已有大量研究关注不同地区或时期草地土壤质量的变化，但针对其研究脉络与发展趋势的文献计量分析仍较为匮乏。基于此，采用文献计量学方法，对Web of Science科学引文索引数据库（Science Citation Index Expanded）1990—2022年间发表的8 089篇文献进行了定量分析，涵盖逐年发文量变化、研究主题演变、国家间合作网络、核心作者分布以及主要发文期刊。结果表明：（1）1990—2022年间关于“草地土壤质量”的总发文量逐年增加，研究历程可划分为萌芽阶段、快速发展阶段和日益成熟阶段。（2）热门研究主题和地区随时间推移发生变化，当前研究热点聚焦于“人类活动对草地土壤质量的影响”，而“草地退化严重、土壤质量较低的地区”成为研究的重点区域。（3）草地土壤质量研究内容主要包括构建评价指标体系、解析影响因素或关键过程、阐明评价目的及重要性。当前，全球草地土壤质量研究已从“时空格局解析”转向“微观机制探索”。（4）美国和中国在该领域的研究实力居于世界领先地位，全球国际合作紧密。（5）Richard D. Bardgett是目前该领域篇均被引频次最高的研究者，Agriculture，Ecosystems & Environment是发文量最高的期刊，而Soil Biology & Biochemistry是被引频次最高的期刊。本研究可为推动全球草地土壤质量研究、强化区域草地管理实践以及提升草地生态系统韧性提供数据支撑。
-
丛枝菌根真菌影响土壤质量的研究趋势与量化分析
2026,63(1):210-220, DOI: 10.11766/trxb202411290457
摘要：
丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）作为土壤生态系统中的重要有益微生物，其生态功能已得到广泛研究，但尚缺乏对AMF影响土壤质量的综合评价。因此，本研究通过对Web of Science核心数据集的4854篇相关文献进行CiteSpace文献计量和Meta分析，系统总结了2003—2023年间AMF影响土壤质量的研究进展，并量化了不同生态系统及环境条件下接种AMF对土壤理化和生物学性质的综合效应。结果发现，AMF与土壤质量相关领域发文量逐年增加，热度持续攀升，发文量前十的国家包括中国、美国、印度、德国、巴西、澳大利亚、西班牙、加拿大、意大利和法国。其中，中国的发文量在2016年后快速增加，大幅超越其他国家，成为该领域文献增长的主要动力。20余年间相关研究主要集中在土壤性状、养分吸收、球囊霉素相关土壤蛋白、CO2浓度升高、植物修复和侵染率等方面，研究焦点则从AMF对植物营养吸收的影响逐步扩展至对土壤生态系统可持续性的整体考量；接种AMF对土壤生物学特性的影响高于理化特性，即显著提高了土壤细菌（含放线菌）数量、酶活性和植物生物量，增加了土壤有机质及养分有效性，但对土壤容重和pH的影响不显著；AMF对土壤质量的提升作用受到施肥、接种剂来源、土壤灭菌和接种时间等因素影响。综上，本研究系统揭示了接种AMF对土壤理化性质和生物学特性的影响，并对AMF影响土壤质量综合评价指标设计进行了展望，为利用AMF促进农业生产和生态修复提供了科学依据。
-
水质测量笔速测电导率表征紫色土的肥力水平
2026,63(1):221-229, DOI: 10.11766/trxb202502220079
摘要：
明确采用廉价水质测量笔速测电导率表征紫色土肥力水平的可行性，有助于降低分析测试成本，快速了解土壤肥力特征并及时指导农业生产。本研究在重庆地区采集了78个紫色土耕层土样，分别采用水质测量笔和电导率仪测定了1︰2.5土液比条件下各土样的当量总溶解固体（Equivalent total dissolved solids，ETDS）和标准电导率，同时对土样的pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、水溶性钙、水溶性镁共7个主要肥力指标进行测定并开展了肥力综合等级评价。结果表明，水质测量笔具有较好的稳定性和准确性，所获得的ETDS与土壤碱解氮、有效磷、速效钾、水溶性钙、水溶性镁等肥力指标间均具有极显著的正相关性，可在一定程度上反映土壤养分含量水平。ETDS与土壤肥力综合指数值之间相关性密切，可直接根据ETDS值表征土壤肥力等级的高低。当ETDS（土水比1︰2.5）≥250 mg·L-1时土壤样品的肥力等级为高，200 ～250 mg·L-1时土壤肥力等级为较高，100～200 mg·L-1时土壤肥力等级为中等，50～100 mg·L-1时土壤肥力等级为较低，<50 mg·L-1时则土壤肥力等级为低。但当ETDS≥400 mg·L-1时，需注意是否存在因过量施肥或其他因素引起的土壤盐分含量偏高的问题。因此，可以基于水质测量笔快速测量得到的ETDS值来表征紫色土的肥力水平，旨在为紫色土肥力水平的快速判定提供新的技术手段。
-
耐盐藻菌的筛选及其联合体在盐渍化土壤改良中的作用研究
2026,63(1):230-240, DOI: 10.11766/trxb202501240041
摘要：
土壤盐渍化不仅导致土壤的理化性质恶化，而且严重危害作物的生长发育，对农业生产和生态环境造成严重危害。为探究盐渍化土壤改良的新型生物技术，本研究从盐渍化土壤中分离了5株微藻和10株细菌，通过耐盐初筛及藻菌联合能力复筛，筛选出Borodinellopsis sp.和芽孢杆菌（Bacillus sp.）最优组合，并将其应用于盐渍化土壤改良中，分析其对土壤理化性质的影响。结果表明，经过10 d的培养，在15 g·L-1和20 g·L-1盐胁迫下，藻菌组合胞外聚合物（EPS）分泌量分别显著增加了44.56%和43.19%；溶液可溶性盐含量均显著下降，去盐率分别达57.89%和57.55%。将Borodinellopsis、芽孢杆菌和藻菌组合分别接种至盐渍化土壤表层培养30 d，土壤EPS含量均显著增加，分别增加了51.72%、8.20%和185.88%；土壤浸出液盐度较空白均显著下降，分别降低了5.10%、3.45%和7.00%，其中接种藻菌组合的土壤浸出液盐度显著低于单独接种藻或菌的土壤；同时，藻菌联合处理组土壤中的全氮含量较空白显著提高了55.33%，而接种单一藻或菌的土壤总氮含量无明显变化。综上，土壤微藻和细菌具有降低土壤盐分的作用，且藻菌联合对盐渍化土壤的改良效果优于单独应用藻或菌的效果。本研究旨在为藻菌联合改良盐渍化土壤提供重要的理论依据。
-
基于直接校正算法与分数阶微分定量反演矿区土壤Pb和Zn含量
2026,63(1):241-250, DOI: 10.11766/trxb202411180444
摘要：
高光谱技术为土壤重金属含量的快速、精准监测提供了全新的解决方案。然而，利用实验室光谱建立的模型在实际应用中泛化能力较弱；此外，直接使用遥感影像光谱数据反演土壤重金属含量时，受成像时天气状况以及地面环境等因素的影响，导致模型精度较低，难以准确反映研究区重金属含量的分布情况。本研究以云南省会泽县矿山镇某尾矿区为研究对象，获取56个表层土壤样本的高光谱反射率（地面和影像）以及Pb、Zn的含量。首先，采用直接校正（DS）算法结合实验室光谱数据对高分5号影像数据进行光谱校正；随后，使用Box-Cox变换对Pb和Zn含量进行正态化处理；接着，通过分数阶微分（FOD）对校正后的光谱进行变换，并利用Boruta算法筛选特征波段；最后，构建随机森林和XGBoost反演模型。研究结果表明，DS算法可有效消除土壤粒径和含水量等干扰因素对影像光谱的影响；Box-Cox变换解决了Pb和Zn含量的偏态分布问题；FOD有效增强了细节光谱特征，Boruta算法选出特征波段显著提升了反演精度；此外，XGBoost模型在处理复杂特征交互和非线性关系的回归问题时，展现出更高的预测精度；在该研究区Pb含量的最佳反演模型为0.8 Order-Boruta-XGBoost，Zn含量的最佳反演模型为1.6 Order-Boruta-XGBoost，两个最佳反演模型具有较好的鲁棒性。本研究为利用高光谱技术反演矿区土壤中Pb和Zn含量提供了可靠的参考方法。
-
模拟高温-降水对培肥土壤CO2排放及可溶性有机质的影响
2026,63(1):251-264, DOI: 10.11766/trxb202502100053
摘要：
有机培肥是维持农业土壤肥力水平最主要的措施之一，然而土壤培肥的同时能否有效应对复合极端天气事件，维持土壤有机碳（Soil Organic Carbon，SOC）稳定性，尚不清楚。土壤可溶性有机质（Dissolved Organic Matter，DOM）作为衡量SOC动态变化的重要指标，是SOC积累及稳定过程的核心参与者。本研究以稻田土壤为对象，基于短期模拟培养试验，采用顶空定期采气-气相色谱法、紫外-可见吸收和荧光光谱方法，对比分析模拟高温（32℃）-降水对不同培肥稻田土壤（施用磷钾化肥，PK；施用氮磷钾化肥，NPK；低量有机培肥，LOM；高量有机培肥，HOM）的CO2排放速率及累计排放量，可溶性有机质含量及光谱特征的影响。结果表明：（1）在高温培养或降水后高温培养期间，有机培肥（LOM和HOM）处理土壤CO2累计排放量变幅较小，仅为8.92%～14.17%，有效增加了有机培肥土壤应对外界高温-降水事件影响的韧性；（2）与高温培养第1天（Day1）相比，培肥处理在高温培养第14天（Day14）时土壤DOM含量均增加，尤其是有机培肥（LOM和HOM）处理显著增加了7.81～14.74 mg·kg-1（P<0.05），但HOM处理显著降低了土壤DOM芳香性（SUVA254）、疏水性（SUVA260）以及各类荧光物质的含量，表明在高温胁迫下，有机培肥只改变了土壤DOM的结构组成，并未促进CO2的排放；（3）与Day14相比，降水后高温培养（Day28）显著降低了土壤DOM含量，降幅达64.05%～80.44%（P<0.05），然而有机培肥较其他处理显著增加了土壤DOM的SUVA254、SUVA260指数，提高了腐殖化程度（HIX），从而减少了CO2排放，而有机肥自身造成的类蛋白物质（荧光峰B和T）的增加，并不能引起土壤CO2排放的增加。总体上，在本研究条件下，有机培肥尤其是有机替代25%～50%氮肥，均能够提高土壤有机碳稳定性，增强其抵御极端天气事件的农业适应能力，为气候变化背景下优化农业施肥模式提供了科学依据。
-
不同管理措施对太湖流域稻田生产力和磷平衡的影响
2026,63(1):265-277, DOI: 10.11766/trxb202408030317
摘要：
为探究不同管理措施对稻田生产力和磷平衡的影响，选取太湖流域典型水稻区作为研究对象，探讨不同磷肥施用量（P2O5 0、45、90 kg·hm-2）和灌溉方式（淹水、轻度落干、重度落干）对水稻产量、吸磷量、土壤磷损失及磷平衡的影响。两年田间试验结果表明：与不施磷相比，施磷处理可提高产量，增产幅度为2.20%～11.5%。与P2O5 45 kg·hm-2处理相比，P2O5 90 kg·hm-2处理降低了磷肥农学效率和磷肥利用率，分别平均降低34.9%和29.4%。与不施磷处理相比，施磷处理显著增加了土壤有效磷（Olsen-P）和活性磷组分（Resin-P、NaHCO3-Pi和NaOH-Pi之和）含量，分别增加19.1%～62.4%和36.5%～101%。此外，施磷处理显著增加了稻田土壤磷流失，增加幅度为79.1%～292%。而相较于淹水，轻度落干和重度落干处理可显著降低稻田磷损失，分别平均降低27.0%和35.6%，尤其是径流量，分别降低31.5%和41.3%。P2O5 90 kg·hm-2处理可维持稻季磷平衡，而由于土壤磷的高有效性及Olsen-P高于20 mg·kg-1时，施用P2O5 45 kg·hm-2即可满足水稻需求。结构方程模型分析揭示了Olsen-P和NaOH-Pi是水稻产量的主要影响因子，而Resin-P是磷损失的主要影响因子。因此，推荐采用轻度落干灌溉方式，并根据作物需磷量和土壤磷含量来确定合适的施磷量，及当土壤Olsen-P高于20 mg·kg-1时，P2O5 45 kg·hm-2施磷量即可满足水稻需求，以此实现作物产量最大化和磷素流失最小化。研究结果为太湖流域稻田养分管理和面源污染防控提供了科学依据。
-
保护性耕作对黑土地土壤剖面胶体磷含量的影响
2026,63(1):278-288, DOI: 10.11766/trxb202408140327
摘要：
为探究保护性耕作对黑土农田土壤胶体磷（TPcoll）含量的影响，选取东北典型黑土区进行田间长期定位试验，研究秸秆覆盖免耕（NT）和传统耕作（CT）下土壤0～100 cm剖面胶体磷含量变化及分布规律。结果表明：（1）NT显著增加胶体磷含量（P<0.05），平均增加33.40%，表层的降幅均大于深层；（2）同一土层，NT显著增加全磷、有效磷以及胶体钼蓝反应磷（MRP）和胶体钼蓝非反应磷（MUP）的含量（P<0.05），但显著降低表层土壤中MRP在胶体磷中的占比（P<0.05）；（3）TPcoll及MRP主要由1～220 nm的细颗粒携带，NT处理FPcoll（1～220 nm的胶体磷）在各土层的平均占比为73.47%，CT为74.34%，FMRP（1～220 nm的MRP）的占比分别为59.64%（NT）和63.22%（CT），NT处理表层土壤FMRP的平均占比较CT处理降低5.66%；（4）TPcoll含量受土壤理化性质的影响，与容重具有显著负相关关系，与田间持水量、土壤孔隙度、全磷含量、有效磷、全碳及全氮呈显著正相关。可见，保护性耕作有利于改善土壤理化性质，提高了土壤全磷和有效磷的含量，但胶体磷含量的增加可能会增加磷素的流失风险。
-
减施化肥配施有机物料对旱地红壤团聚体尺度上线虫群落的影响
2026,63(1):289-302, DOI: 10.11766/trxb202501070013
摘要：
为充分满足不断增长的人口对农产品的需求，减少化肥施用、投入有机物料、提高养分利用效率已被认为是保障粮食安全的有效途径。不同粒径的土壤团聚体在水\热条件与养分可利用性方面存在显著差异，因而对线虫群落的调控作用也有所不同。然而，在团聚体尺度上，减施化肥并配施有机物料对土壤线虫的影响仍知之甚少。因此，在旱地红壤农田基于化肥施用量（设置两个水平：全量化肥氮磷钾（ NPK ）和减量 60%的NPK）与有机物料类型（不施加有机物料、施加秸秆、施加生物质炭）之间的相互作用，总共设计了6个处理，每个处理将土壤筛分为4种团聚体尺度（> 2 mm、2～1 mm、1～0.25 mm、< 0.25 mm）。结果表明，减施化肥下所有处理的线虫数量均高于全量化肥处理；无论化肥减施与否，施加秸秆和生物质炭均导致线虫总数上升，并且线虫数量随着土壤团聚体粒径的增加而增加。与施用秸秆相比，施用生物质炭总体上减少了食微线虫的数量，但增加了捕食杂食线虫的数量。此外，在2～1 mm粒径团聚体这一尺度上，相较于秸秆，添加生物质炭降低了食细菌线虫和捕食杂食线虫的数量，但增加了食真菌线虫数量。通过线虫区系分析发现，随着团聚体粒径的减小，土壤线虫的结构指数与富集指数均呈下降趋势，表明线虫群落受外界环境干扰较大；进一步分析表明，在大团聚体（>1 mm）尺度上，土壤含水量是有机物料影响土壤线虫群落结构的关键因素，而在微团聚体（<0.25 mm）尺度上，土壤有机碳是关键因子（P <0.01）。综上所述，有机物料、化肥减施和团聚体粒径及其交互作用均显著影响线虫群落。在农业生产中，应合理选用有机物料类型，与化肥减施相结合，以更好地保护土壤健康，指导农业生产。
-
不同海拔梯度下干热河谷植被恢复对土壤线虫群落的影响
曾小玲，姜川，陈远洋，冯德枫，陈殊洁，杨雅娜，金艳强，刘成刚
2026,63(1):303-314, DOI: 10.11766/trxb202407020268
摘要：
植被恢复是改善金沙江干热河谷生态环境最有效的途径之一，探究人工和天然植被恢复下土壤线虫群落组成与结构的变化可为该区森林生态系统的合理经营提供理论依据。以金沙江干热河谷低（1 150～1 200 m）、中（1 350～1 400 m）和高（1 550～1 600 m）3个海拔梯度的新银合欢人工林、余甘子天然灌草丛以及滇榄仁+清香木混合灌草丛为研究对象，应用线虫群落生态学指数、c-p类群结构及营养结构特征指数等，分析不同海拔下各植被恢复方式对线虫群落功能结构的影响。结果表明：（1）试验共捕获食细菌线虫17个属，数量占总数的37.3%；捕食-杂食线虫21个属，占总数的53.2%。孔咽属、丽突属及微矛线属为共同优势属。（2）线虫营养类群以捕食杂食性线虫和食细菌线虫为主，而食真菌线虫和植物寄生线虫占比较低，且类群偏向于k-对策者。（3）不同海拔的植被恢复方式对线虫丰度、营养类群及生活史策略的影响具有一定差异。随着海拔升高，滇榄仁+清香木混合灌草丛的线虫群落多样性和稳定性逐渐增加，余甘子灌草丛则相反，而新银合欢人工林呈现以中海拔为最低的“V”型变化趋势。同时，低海拔的新银合欢人工林提高了食细菌线虫和捕食杂食性线虫的代谢足迹，食物网更加复杂稳定。（4）土壤硝态氮、有效磷和含水量是该区植被恢复土壤线虫群落变化的主要驱动因子。综上所述，在植被恢复过程中，低海拔区域宜以新银合欢人工林为主，并在中、高海拔地区积极保护天然灌草丛以促进金沙江干热河谷退化土壤的生态修复。
-
表土和底土中微生物残体对增温的差异性响应
2026,63(1):315-328, DOI: 10.11766/trxb202407080274
摘要：
微生物残体是土壤有机碳库的重要组分，探明微生物残体对气候变化的响应是深入理解微生物调控土壤有机碳形成机制的关键。目前关于气候变暖对不同生态系统中表层和底层土壤微生物残体（MNC）积累影响的普遍规律尚不清楚。基于已发表的同时包含表层和底层MNC对增温响应的文献数据，共8个研究样点，包括41组总氨基糖数据、69组氨基葡萄糖数据、69组胞壁酸数据和26组氨基半乳糖数据，通过Meta整合分析方法系统研究增温对表层和底层残体积累及其对土壤有机碳（SOC）贡献的影响。结果表明：增温整体上促进MNC在不同土层中的积累，且对表层MNC积累的促进作用（14.3%）高于底层土壤（2.9%）。这可能与增温背景下不同土层中植物碳输入的差异及微生物群落的空间异质性有关。由于增温后底层SOC的损失加快，使得增温后底层MNC对SOC的贡献（12.5%）高于表层土壤（11.3%）。此外，增温对不同土层中真菌残体积累及其对SOC贡献的正效应大于细菌残体，说明气候变化可通过影响碳输入直接或间接调节微生物残体的组成。不同土层MNC的积累与增温的幅度和年限密切相关。较低的增温幅度（≤2 ℃）促进微生物合成代谢使表层MNC积累的促进作用明显（17.2%），而较高的增温幅度（> 2 ℃）促进底层MNC对SOC的贡献。从时间尺度看，长期增温（> 5 a）改变微生物活动模式使底层MNC占SOC比例更大（42.8%）。同时，森林和农田生态系统中各类残体对SOC的贡献随土层深度的增加而增加；而增温削弱草地生态系统底层残体对SOC的贡献。综上，开展特定生态系统中微生物介导有机碳积累动态对增温响应的研究时，应同时关注表土和底土中微生物残体的响应，这对于理解和预测土壤有机碳动态对气候变化的敏感性及其反馈机制至关重要。
-
植物生长延缓剂对黄花菜根际土壤微生物群落的影响
2026,63(1):329-337, DOI: 10.11766/trxb202503310149
摘要：
为明确植物生长延缓剂对微生物群落的影响机制，选取经过喷施500 mgŸL-1多效唑、500 mgŸL-1烯效唑的黄花菜根际土壤，通过 16S rRNA和内部转录间隔区（ITS）扩增子的建库测序技术，分析了根际细菌群落对植物生长延缓剂的响应。结果表明，多效唑和烯效唑处理对黄花菜根际微生物群落香农指数和Chao 1指数影响不显著，但提高了根际土壤细菌的总操作分类单元（OTUs）和特有OTUs数量。在门分类水平下，多效唑处理增加了有益微生物如变形菌门、放线菌门和酸杆菌门的相对丰度，同时也增加了真菌子囊菌门的相对丰度。在属分类水平下，多效唑处理后土壤镰刀菌属的相对丰度明显增加，较对照增加9.68%；烯效唑处理后黑蛋巢菌属的相对丰度增加明显，较清水对照增加25.13%。植物生长延缓剂处理可提高黄花菜根际细菌群落的丰富度和多样性，改变土壤微生物种群结构。
土壤化学与环境研究前沿进展
综述与评论
研究论文
-
基于器官和碳氮比差异的闽楠凋落物输入对土壤激发效应的影响及机理
DOI: 10.11766/trxb202507200353
摘要：
凋落物质量是调控土壤激发效应强度与方向的关键因素。然而，当前同一植物不同器官或是同一器官不同碳氮比（C/N）凋落物输入是否对土壤激发效应产生差异化影响，及其潜在作用机制仍不清楚。为此，以13C标记闽楠（Phoebe bournei）幼苗为研究材料，通过施肥与不施肥处理获取低、高C/N比的叶、茎和根凋落物，探讨其对土壤激发效应的影响，并结合土壤微生物生物量碳氮、关键酶活性及有效氮（铵态氮+硝态氮）等指标解析其调控机制。结果表明，经过180 d培养，高、低C/N比叶及低C/N比根添加均抑制了土壤有机碳（SOC）矿化，矿化量分别减少11.09%、9.05%和8.07%，诱导明显的负激发效应，其余处理并未引起明显的激发效应。闽楠同一器官不同C/N比的影响主要集中在培养前8 d，表现为高C/N比凋落物较低C/N比凋落物诱发更强的负激发效应。这是由于高C/N比凋落物输入导致微生物氮固持，降低土壤有效氮，抑制微生物活性，从而减少SOC分解。培养后期，不同C/N比凋落物对微生物生物量碳及碳代谢相关酶活性的影响不显著，因而C/N比对土壤激发效应的影响随之减弱。不同器官凋落物中，叶凋落物引起的负激发强于根凋落物。叶添加引起的负激发效应强度随时间推移减弱，根添加则持续诱导负激发，茎添加引起的激发效应在正负间波动，累积效应未引起SOC分解显著变化。综上，闽楠凋落物输入对土壤激发效应的影响因器官而异，C/N比的影响主要集中在分解初期。叶凋落物主要通过降低土壤有效氮而抑制微生物活性，减少SOC分解；低C/N比根则因木质素含量高、可利用性低，使微生物受碳限制，进而减少SOC分解。
-
松嫩平原北部典型黑土区耕地土壤酸度特征及其主控因素
DOI: 10.11766/trxb202509040439
摘要：
松嫩平原北部典型黑土区土壤酸化问题突出，制约区域农业可持续发展。探究松嫩平原北部典型黑土区耕地土壤pH和交换性酸度特征及其影响因素，为土壤酸化分区分类调控施策提供科学依据。本研究以黑龙江省北安市和五大连池市耕地表层土壤（0~20 cm）为对象，采集了119个样点的土壤样品，测定了土壤酸度及其相关土壤性质，收集整理了相关环境和人为因素数据，运用皮尔逊相关性分析和随机森林模型，结合土壤酸碱缓冲理论，探究了影响土壤pH和土壤交换性酸（土壤交换性H+和交换性Al3+）含量空间变异的主控因素。研究发现，该研究区耕地表层土壤以强酸性和酸性土壤为主，土壤pH空间变异性低，而土壤交换性酸含量空间变异性高。暗棕壤、黑土、沼泽土和草甸土间土壤pH和交换性酸含量均无显著差异。皮尔逊相关性分析表明，土壤pH与交换性Ca2+、Mg2+含量、黏粒含量和年均温呈极显著正相关，与土壤有机质含量、粉粒含量、铝饱和度、年均降水量和高程呈极显著负相关；土壤交换性H+和Al3+含量均与土壤有机质含量、粉粒含量、铝饱和度、年均降水量和高程呈极显著正相关，与交换性Ca2+、Mg2+含量、黏粒含量和年均温呈极显著负相关。随机森林模型显示，15种影响因素对土壤pH和交换性酸空间变异的解释度分别为83.69%和70.51%，其中土壤因素对土壤pH和交换性酸的空间变异贡献最大（65.67%、55.10%），年均降水量等环境因素次之（17.90%、13.87%），人为因素对土壤pH和交换性酸的空间变异贡献微弱（0.12%、1.55%）。松嫩平原北部典型黑土区土壤高盐基饱和度和较多的长石矿物使土壤具有较高的酸缓冲能力，这与典型红壤区土壤存在明显差异，土壤酸度空间变异的主控因素为土壤交换性盐基离子（Ca²⁺和Mg²⁺）含量、铝饱和度和年均降水量。
-
红壤穿透阻力特征曲线及其影响因子
DOI: 10.11766/trxb202507150348
摘要：
土壤穿透阻力限制作物的生长，进而影响农业的可持续生产。以我国亚热带4种母质发育的红壤为研究对象，分析不同穿透阻力模型的适用性及其影响因子，并探究机械和生物耕作对红黏土红壤穿透阻力的改善效果，明确影响作物生长的红壤穿透阻力阈值。结果表明：饱和应力模型对于4种红壤的拟合效果最好，其次是土壤含水量模型、土壤含水量和容重模型以及土壤基质势模型。红壤穿透阻力均随含水量降低而增加，穿透阻力在含水量降低至临界值（约0.32 cm3·cm-3）时急剧增大。低容重土壤（1.3 g·cm-3）的穿透阻力在低的含水量下发生骤增，而高容重（1.5 g·cm-3）土壤的穿透阻力在较高的土壤含水量时剧增。土壤质地（黏粒含量）也是影响不同母质红壤穿透阻力的主要因素，而有机质影响效果不明显。当土壤含水量为0.25 cm3·cm-3时，与对照免耕相比，机械耕作（深耕，翻耕30 cm）改善0~40 cm土层的穿透阻力（降低了1 034 kPa），而生物耕作除此之外（减少了785 kPa）还降低深层土壤的穿透阻力（减少了1 500 kPa）。4种红壤的穿透阻力阈值不低于2 500 kPa，且黏质红壤的穿透阻力阈值均高于砂质红壤。饱和应力模型适用于我国南方的4种红壤。土壤含水量、容重和质地是影响不同母质红壤穿透阻力的主要因素。本研究为我国亚热带红壤区从土壤穿透阻力角度判断季节性干旱的发生及合理选择预防干旱的耕作措施提供科学依据。
-
紫色土橘园种植不同绿肥对坡面产流产沙的影响及其作用机理
DOI: 10.11766/trxb202508030377
摘要：
果园绿肥种植在改善土壤结构等理化性质，减少土壤侵蚀方面发挥着积极作用。本研究以柑橘园径流小区为研究对象，系统监测自然降雨条件下种植黑麦草、毛叶苕子和白三叶的小区及清耕小区（地表裸露）的产流产沙量，分析绿肥植株特征（茎粗、株高、根长、覆盖度）对土壤结构（孔隙度、容重、平均入渗率）和有机质的影响及其与产流产沙的关系，揭示绿肥种植对坡地果园土壤侵蚀的作用机理。结果表明：（1）绿肥植株特征在初花期至盛花期显著提高，毛叶苕子株高、根长最大，黑麦草茎粗最优，白三叶覆盖度最高。（2）土壤容重、孔隙度与绿肥根长密切相关，根系越发达，土壤容重越低，孔隙度越大（P＜0.05）。盛花期绿肥小区容重较幼苗期显著降低，孔隙度与平均入渗率显著升高，清耕小区则相反；与幼苗期相比，盛花期时各小区有机质含量均有所提升，但清耕小区的提升幅度最小。毛叶苕子小区容重的降幅、孔隙度和有机质的增幅均最大，分别为8.69%、8.22%、45.88%。黑麦草小区入渗特性表现最优，白三叶次之。（3）根长对壤中流及产沙的作用强度分别为0.66、0.71，株高、覆盖度分别对地表径流、地表产沙的作用强度为0.62、0.61。包括全生长期及清表翻耕期的一个自然年内，平均产流产沙量均表现为清耕＞毛叶苕子＞白三叶＞黑麦草，毛叶苕子小区平均径流含沙率最低；白三叶在幼苗期、初花期减流减沙率最高，黑麦草在盛花期、腐解期及非生长期减流减沙率最优。综上，在坡地橘园混合种植黑麦草和白三叶可起到最佳水土流失防控作用，这为不同生态功能区绿肥品种的混合搭配和时序配置提供了理论依据。
-
不同土地利用方式下土壤团聚体对养分化学计量特征的影响
DOI: 10.11766/trxb202506030256
摘要：
土壤团聚体稳定性与养分生态化学计量特征是评估生态修复及土壤质量的重要指标。为探究亚热带丘陵区典型土地利用方式通过改变土壤团聚体的分布特征，从而影响土壤养分差异的机制，以湖北省英山县3种典型土地利用方式（林地、茶园和耕地）的土壤为研究对象，结合化学计量方法和多元统计模型，解析团聚体稳定性水平与土壤有机碳、全氮、全磷的分布特征。结果表明：（1）林地> 5 mm粒径含量分别是茶园和耕地的3.43倍和1.58倍，平均重量直径（MWD）与几何平均直径（GMD）表现为林地>耕地>茶园，茶园的可蚀性K值和分形维数D值最高；（2）林地土壤有机碳含量显著高于其他样地，达10.22 g·kg?1，全氮含量表现为林地>茶园>耕地，全磷含量则呈相反趋势；C:P与N:P均表现为林地>耕地>茶园；（3）团聚体特征与养分指标显著相关（P<0.05），> 5 mm团聚体对C:P和N:P起主要作用；偏最小二乘路径模型（PLS-PM）拟合优度均高于0.61，路径系数表明不同土地利用方式下团聚体粒径对养分计量比的影响路径存在差异，尤以林地的直接影响最为显著。综上，林地作为土地利用方式可以有效提高团聚体稳定性，促进养分固存和平衡，是亚热带丘陵区提升土壤质量、实现可持续发展的有效措施。
-
豆科绿肥对苹果园土壤生态系统多功能性的影响及驱动机制
DOI: 10.11766/trxb202509110448
摘要：
绿肥覆盖已成为绿色果园管理的有效栽培模式，但其对土壤质量和生态系统多功能性的影响及机制尚不明确。通过田间定位试验，探究了半干旱地区绿肥覆盖（无绿肥覆盖、禾本科（黑麦草）覆盖、豆科（白三叶）覆盖、禾本科与豆科混播（质量比1:1）覆盖）对土壤生态系统多功能性的影响。结果表明，绿肥覆盖显著提高了土壤质量，豆科单播较禾本科单播和禾本科豆科混播分别提高了89.0%和88.5%；同时，绿肥覆盖能够提升土壤酶活性并缓解微生物碳氮限制，分别缓解了5.8%~8.6%的碳限制和5.0%~14.7%的氮限制。综上，绿肥覆盖通过改善土壤理化性质和减轻微生物碳氮养分限制，进而提高了土壤生态系统多功能性（提高了87.4%~100.2%）。本研究为半干旱果园提升土壤生态系统多功能性提供了绿色技术手段，其中绿肥覆盖首选豆科单播或混播豆科。
-
秸秆颗粒化还田的研究进展
DOI: 10.11766/trxb202510100492
摘要：
秸秆还田是中国现代农业土壤培肥的永恒难题与主题。针对传统秸秆还田方式存在的秸秆腐解慢、有机质提升难、减产风险大等典型不足，团队历时14年提出并研发了秸秆颗粒化还田技术，为我国节约集约用地提供全新解决方案。综述秸秆颗粒化还田研究进展，旨在为其高质量发展提供理论支撑和技术参考。本文首先回顾了秸秆颗粒化还田概念的提出——将秸秆二次粉碎并挤压成粒，同步解决秸秆腐解和还田难题；然后，基于实践总结其还田量大幅提高、土壤有机碳快速提升、作物产量稳定增加等十大优势，提出了三个科学问题——促腐过程机制、碳周转机理和增碳阈值，并展望了秸秆颗粒化还田在集约农业、有机农业、中低产田和后备耕地中的应用潜力；最后，针对其大范围且规模化应用短板，提出两项保障措施——秸秆粉碎造粒一体机的优化与推广、秸秆颗粒交易平台的建立与发展。总之，秸秆颗粒化还田可实现土壤肥力与作物产量的同步提升，助力国家实现“两藏”战略和“双碳”目标。
-
褐土区典型县域农田全氮和氮素利用率的时空变化
DOI: 10.11766/trxb202504130178
摘要：
摘要：优化农田氮素管理水平是实现减肥增效战略和农业绿色发展的重要举措，探明褐土区典型县域近四十年来农田全氮（TN）和氮素利用率（NUE）的时空变化特征，可为提升褐土区农田氮素管理水平提供科学依据。基于山西省寿阳县1983、2010、2023年农田土壤性质（土壤养分等）和1980—2023年农业生产统计数据（种植面积、作物产量、施肥类型及用量、家畜养殖量等），运用经典统计学、地统计学等方法分析土壤全氮时空演变特征，采用氮平衡模型计算农田NUE及氮盈余，利用随机森林等方法探究土壤全氮变化的主要影响因素。结果表明：1983—2023年寿阳县农田土壤全氮含量由0.66 g·kg-1上升至1.02 g·kg-1，其中平头镇、尹灵芝镇以及朝阳镇东部土壤全氮含量提升显著。40年间，寿阳县农田NUE呈先降低后升高的变化趋势，由48.63%（1980s）下降到33.08%（2000s），之后在2010s上升到43.75%。空间上，1980s—2000s寿阳县各区域的农田NUE无显著差异；2010s时期北部（45.52%）的NUE显著高于中部（36.84%）和南部（36.80%）。随机森林结果表明，土壤有机碳和施氮量是影响寿阳县农田土壤全氮变化的关键因子，二者对农田土壤全氮含量变化影响的相对重要性分别为33.95%和10.57%。当前寿阳县农田NUE与氮盈余量分别为45.78%和97.2 kg·hm-2，未达到最佳氮素管理水平。其中，北部NUE相对较高且氮盈余量较大，南部的景尚乡与西洛镇NUE偏低且氮盈余量较高。总体而言，40年来寿阳县农田氮素管理水平有所提升，但仍未达到最佳状态。建议寿阳县全域尤其是北部地区的解愁乡、中部地区的朝阳镇及南部的景尚乡和西洛镇，需要注意氮肥合理施用，进一步提高农田NUE并降低氮盈余，以期达到最佳农田氮素管理水平。
-
不同肥料施用下蚯蚓对土壤氮素利用及损失的影响
程依涵, 欧阳逸, 赵家欣, 裴祥宇, 张琳, 鲁耀雄, 伍玉鹏
DOI: 10.11766/trxb202503290146
摘要：
施用有机肥相比化肥可显著增加土壤中的蚯蚓密度，但不同肥料施用下蚯蚓活动如何影响土壤氮素去向仍不清楚。通过盆栽试验，探究化肥（尿素）和有机肥（堆肥）施用下蚯蚓活动对土壤氮素利用、损失及氮转化过程的影响。结果显示，蚯蚓显著增加植物鲜重和植物吸氮量，在化肥施用时分别增加12.14%和15.24%，在有机肥施用时分别增加18.38%和37.28%。蚯蚓显著增加土壤累积N2O排放量，但仅在化肥施用时显著增加土壤累积氨挥发量。蚯蚓对土壤氮淋溶损失量无显著影响。总体上，蚯蚓在化肥施用下增加了6.31 mg·pot-1的氮素损失，而在有机肥施用下增加了1.69 mg·pot-1的氮素损失。进一步计算总氮素植物利用量与总氮素损失量的比值，发现化肥施用时蚯蚓并未显著影响该比值，而有机肥施用时蚯蚓显著增加了该比值。土壤氮初级转化速率模型显示，相比施用化肥，蚯蚓在施用有机肥时影响更多的氮素转化过程，显著提高了土壤氮素总初级矿化速率。综上，无论何种肥料施用，蚯蚓均发挥了促进植物氮素利用与增加氮损失的双重作用，但从二者的比值上看，有机肥施用更有助于发挥蚯蚓在土壤氮循环中的有益效果。
-
有机肥配施生物硝化抑制剂对旱作土壤硝化及氧化亚氮排放的影响
郭琪睿, 张英华, 陈美淇, 刘子涵, 景航, 王敬, Ahmed S. Elrys, 蔡祖聪, 程谊
DOI: 10.11766/trxb202505210232
摘要：
添加生物硝化抑制剂是抑制农田土壤硝化速率和温室气体氧化亚氮（N?O）排放的有效措施，但在有机肥施用下其效果与作用机理尚不清楚。为此，以农田旱作红壤和黑土为研究对象，采用微宇宙好氧培养实验，设置两种有机肥施用水平（鸡粪，N 0和100 mg·kg-1 soil）与三种生物硝化抑制剂添加量（1,9-癸二醇，0、1000和2000 mg·kg-1 soil），测定培养期间无机氮浓度和N?O排放量；同步采用实时荧光定量PCR技术，分析培养结束后氮转化过程微生物基因丰度。结果表明：不论有机肥施用与否，添加低、高浓度的1,9-癸二醇均显著抑制两种土壤的净硝化速率（P<0.05），硝化抑制率随添加量的增加而增加。在有机肥施用下，添加高浓度的1,9-癸二醇使黑土净硝化速率降低79%，甚至使红壤的净硝化速率由正转为负。与硝化相反，不论有机肥施用与否，添加低、高浓度的1,9-癸二醇均显著刺激两种土壤的N2O排放（P<0.05），且仅在黑土中，刺激程度随添加量的增加而增加。在红壤中，不论有机肥施用与否，添加1,9-癸二醇显著降低氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）amoA基因丰度（P<0.05），且降低程度随添加量的增加而增加，而黑土中的降低效果则显著弱于红壤。不论有机肥施用与否，仅在红壤中添加高浓度1,9-癸二醇才可显著降低典型反硝化微生物基因丰度。偏最小二乘回归分析表明，有机肥配施生物硝化抑制剂下，净矿化速率、AOA和AOB amoA基因丰度是影响净硝化速率的关键因子，而净硝化和净矿化速率是影响N?O排放的关键因子；净硝化速率与N?O排放量呈显著负相关（P<0.05），这表明反硝化而不是硝化是N?O排放的关键途径。综上，有机肥配施生物硝化抑制剂可显著降低红壤与黑土的硝化速率，但刺激N?O排放。因此，在旱作农田中应用生物硝化抑制剂时，应合理选择其种类与用量，以避免其在抑制硝化的同时刺激N?O排放。
-
生物质炭和有机肥对土壤N2O排放的遗留效应
杨丕珍, 纪程, 董彩霞, 李诗锦, 丁子豪, 徐聪, 宁运旺, 梁栋, 张永春, 汪吉东
DOI: 10.11766/trxb202507010318
摘要：
氧化亚氮（N2O）作为一种温室气体，其增温潜势是二氧化碳（CO2）的296倍，微生物驱动的硝化和反硝化作用是产生N2O的重要过程。目前已有大量有关生物质炭和有机肥混施的研究，但相关效应的监测和研究年限较短，尤其是生物质炭对土壤N2O排放的遗留效应尚不明晰，其与有机肥的混施效应仍需进一步研究。本研究以长期（7年）施用生物质炭和有机肥的土壤样品为对象，包含四个处理：（1）对照（施用尿素，F）；（2）一次性基施生物质炭（FB）；（3）常年施用有机肥（OF）；（4）常年施用有机肥+一次性基施生物质炭（OFB）。施用有机肥的处理为有机肥氮替代尿素的25%。开展培养试验分析不同处理土壤N2O排放规律和氮循环功能基因丰度以及不同微生物过程对N2O排放的相对贡献。结果表明，与F相比，FB、OF及OFB分别显著降低了土壤N2O累积排放量的49.4%、38.4%和59.3%。生物质炭显著降低了真菌对N2O排放相对贡献率（Fungal denitrification contribution, FDC）的11.4%，提高了细菌贡献率（Bacterial denitrification contribution, BDC）的5.8%。有机肥降低了氨氧化细菌相对贡献率的15.3%而增加了BDC的12.1%，二者配施能够显著降低FDC的9.7%而增加BDC的15.7%。结构方程模型结果表明：生物质炭通过降低FDC，提高BDC，以及降低亚硝酸盐还原基因与N2O还原基因丰度的比值（nirS+nirK）/nosZ来减少土壤N2O排放；有机肥通过显著提高BDC以及降低（nirS+nirK）/nosZ比值减少N2O排放。上述结果表明，施用生物质炭和有机肥在减少农业土壤N2O排放方面具有持续潜力。本文揭示了二者调控N2O排放相关的微生物过程，为深入分析生物质炭和有机肥施用对土壤微生物过程的遗留效应提供了科学依据，为优化以减少农田土壤N2O排放为目标的施肥措施提供了科学指导。
-
水肥调整对盐碱玉米地土壤理化性质、细菌群落组成及离子转运的影响
刘威帆, 刘昊, 万猛虎, 马风兰, 李月琪, 李清云, 吴娜, 刘吉利
DOI: 10.11766/trxb202507080335
摘要：
探讨不同水肥处理对盐碱玉米地土壤理化性质、细菌群落结构及离子转运功能的协同影响，为盐碱土壤的定向改良提供理论依据。以宁夏平罗县盐碱地为研究对象，采用裂区设计，主区设常规灌水w1(6 000 m3?hm-2)和节水w2(4 800 m3?hm-2)2个模式，副区设4个施肥模式：f1(单施氮肥)、f2(氮肥配施控释肥)、f3(氮肥配施有机肥)和f4(控释肥配施有机肥)，测定土壤理化性质，利用16S rRNA高通量测序分析细菌群落结构，并基于PICRUSt2软件预测离子转运蛋白基因丰度。结果表明：与常规灌溉w1相比，节水灌溉w2对土壤理化性质并无显著影响。与w2f1处理相比，w2f3处理显著提高了土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾及钙离子含量(P<0.05)，同时显著降低了pH、电导率及钠离子含量(P<0.05)，水肥交互作用对钠、镁、钾、钙离子含量影响极显著(P<0.01)。微生物分析表明，w2f4处理显著提升了辛普森多样性指数和皮洛均匀度指数(P<0.05)；在门水平上，w2f3和w2f4处理显著增加了变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)相对丰度，降低了酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度(P<0.05)；属水平上，凯斯托巴克斯菌属(Kaistobacter)和溶菌芽孢杆菌属(Lysobacter)为优势菌属，w2f3处理显著提升了其丰度(P<0.05)。线性判别分析效应大小（Linear discriminant analysis effect size）鉴定出5门32个标志物，w2f3处理显著富集变形菌门和拟杆菌门(Bacteroidota)。离子转运基因预测表明，w2f3处理能同步激活镁转运基因CorA与Na+/H+逆向转运基因nhaA，变形菌门的生态优势受KefB和CorA基因正向调控。曼特尔检验（Mantel test）证实，土壤有机质和pH是驱动微生物群落结构演变的核心环境因子。节水灌溉下氮肥配施有机肥（w2f3）通过协同提升土壤肥力、优化细菌群落结构及激活离子稳态网络，实现了盐渍化土壤生态功能的系统性恢复，为盐碱地高效改良提供了理论与技术支撑。
-
中国三种典型生态系统土壤氮素初级转化速率及其调控研究
DOI: 10.11766/trxb202507290364
摘要：
土壤氮素初级转化过程是生态系统氮循环的基本与关键环节。为阐明不同土壤氮素初级转化速率的差异特征与调控机制，选取中国三种典型生态系统的七种土壤，分别来自林地（长沙、林芝、重庆）、草地（多伦、巴音布鲁克）和旱地（上庄、曲周），采用15N同位素稀释技术结合示踪模型，开展室内短期培养试验，评估了主要的土壤氮素转化过程的初级速率。结果表明，氮素矿化、固持和自养硝化是首要的转化过程。林地、草地和旱地的土壤氮初级矿化速率、初级固定速率和初级硝化速率均无显著差异。其平均速率（±标准差）分别为：初级矿化速率1.40±1.31、2.07±1.46和1.83±0.01 mg·kg?1·d?1（以N计，下同）；初级固定速率4.24±3.04、6.93±3.79和5.54±2.00 mg·kg?1·d?1；初级硝化速率1.47±1.30、3.75±1.86和5.26±2.52 mg·kg?1·d?1。不同土壤之间的初级矿化速率、初级硝化速率、惰性有机氮库的矿化速率与固定速率、自养硝化速率、氮素转化速率存在普遍的显著性差异，这些差异受土壤理化性质与环境因子的显著影响。相关性分析表明，初级矿化速率与土壤有机碳显著正相关（P < 0.05），与土壤容重显著负相关；初级硝化速率与土壤盐度呈显著正相关。综上，在全球变化背景下，阐明区域尺度氮素转化特征与调控机制，应采用多尺度、多因子的综合视角，系统考虑土地利用类型、土壤性质与环境条件的耦合效应，以提升生态系统氮素动态模拟与环境风险预测的科学性与准确性。
-
释光测年技术量化土壤扰动研究：原理与进展
DOI: 10.11766/trxb202508180402
摘要：
土壤扰动是普遍存在的地表动态过程,对土壤发育、养分与污染物迁移、土壤侵蚀及地貌演化均具有深刻影响。传统研究土壤扰动的方法主要依赖于野外观测、形态学分析或短周期放射性核素的空间分布特征。这些方法虽能提供有效信息,但操作繁琐,且定量研究仅适用于短时间尺度(近百年以来)。释光测年技术是第四纪研究中常用的测年手段,可用于确定矿物颗粒最后一次暴露于光照的时间。近年来,随着技术(尤其是单颗粒释光测年技术)的发展,其在量化近现代至千年尺度的土壤扰动方面逐渐展现出独特优势。本文从释光测年技术的基本原理出发,重点阐述其量化土壤扰动的方法体系,系统总结该技术在土壤发育过程解析、土壤生物扰动历史重建以及土壤侵蚀–地貌演化研究中的最新应用进展。最后,本文探讨该技术的优势与局限性,旨在向土壤学界展示这一第四纪测年技术在解决土壤学问题中的应用潜力,进而推动学科交叉创新。
-
磁化水灌溉对三种设施蔬菜土壤细菌群落特征及功能的影响
DOI: 10.11766/trxb202505200231
摘要：
土壤细菌群落是设施农业生态系统功能维持的关键驱动因素。磁化水（MTW）灌溉对设施栽培土壤细菌群落结构和功能的调控作用尚不明晰。本研究以茄子、黄瓜和辣椒栽培小区土壤为对象，设置MTW与非磁化水（NMTW）灌溉处理，基于高通量测序技术和功能预测分析，系统评估MTW灌溉对细菌群落组成、多样性及环境驱动因子的影响。结果表明：MTW灌溉使各蔬菜栽培小区土壤中变形菌门和放线菌门细菌丰度分别提升7.43%~61.94%和1.95%~11.79%，绿弯菌门和芽单胞菌门细菌丰度分别降低3.98%~27.42%和7.89%~9.62%。属水平上，MTW灌溉提高各蔬菜小区土壤链霉菌属和Chryseolinea属细菌丰度。α多样性分析显示，MTW灌溉使辣椒栽培小区细菌群落的Chao1、ACE及Shannon指数分别显著提升21.27%、26.74%和12.22%，而茄子与黄瓜栽培小区细菌群落多样性无显著变化。冗余分析（RDA）表明，MTW灌溉改变了影响土壤细菌群落的环境因子，土壤pH、速效磷和全磷成为调控优势细菌门丰度的关键因子。功能预测（FAPROTAX）显示，MTW灌溉显著促进纤维素分解、固氮作用等功能型细菌富集，同时降低人类病原体功能型丰度。本研究揭示了MTW灌溉对设施栽培土壤细菌群落多维度特征的影响，为调控细菌结构和功能，优化微生物生态网络，促进设施栽培土壤可持续利用提供了理论依据。
-
降水变化对高寒草甸土壤微生物生物量及其化学计量比的影响
DOI: 10.11766/trxb202504070161
摘要：
为揭示高寒草甸土壤微生物生物量及其化学计量比对降水变化的响应机制，本研究在四川省红原县高寒草甸开展模拟降水变化野外控制试验，设置降水量减少90%（0.1P）、减少50%（0.5P）、减少30%（0.7P）、对照（1P）及增加50%（1.5P）5个处理，测定土壤微生物生物量碳（MBC）、氮（MBN）、磷（MBP）含量及土壤理化性质指标。结果表明：1）土壤MBC和MBN随降水量的增加而增加，而土壤MBP对降水变化的响应不明显；2）土壤MBC∶MBN和MBC∶MBP也随降水量的增加而增加，但降水变化对MBN∶MBP影响不明显；3）相关分析结果显示，土壤MBC、MBN和MBP与土壤含水量（SWC）呈显著正相关，MBC和MBN与NO3−-N呈显著正相关，与DOC呈显著负相关，MBC∶MBP和MBN∶MBP与土壤C∶N呈显著正相关；4）多元线性回归分析结果显示，SWC、DOC、TP、土壤C∶N和N∶P分别对土壤微生物生物量及其化学计量比具有显著效应。综上，土壤水分与土壤养分协同驱动降水变化下高寒草甸土壤微生物生物量及其化学计量比的动态响应。研究成果为气候变化背景下高寒生态系统管理提供了微生物学视角的理论依据。
-
基于CiteSpace的国内外土地复垦研究进展和发展动态分析
DOI: 10.11766/trxb202504020154
摘要：
为深入探究国内外宅基地复垦领域的研究现状,以“宅基地复垦”和“宅基地土壤重构”为检索词,在CNKI与WOS核心合集中开展文献筛查工作,使用CiteSpace进行可视化分析处理,全面展现该领域研究动态、热点及趋势,揭示其知识网络与发展方向。结果表明:国内外发文量的增多,映射出该领域研究热度和关注度提高,国内学者将目光投向土地利用优化、城乡融合、生态保护以及市场流通等方面,国外文献却更偏向案例分析与技术突破。此外,国内研究宅基地复垦时,重点放在其与政策的交互作用关系上,而国际范围内文献则依托案例分析与技术实操探讨复垦方案及其效果。国内外研究均认识到土壤质量是复垦成功的关键,但国内更强调“问题—对策”的实践闭环,国际则更注重“机制—影响”的科学解析。将来的研究中应重点关注土壤复垦技术效率低、成本高、区域适应性差等问题,针对宅基地复垦土壤障碍因子,通过交叉融合环境工程、土地科学、生态学、社会学与经济学生等领域,靶向构建“诊断-复垦-管护”全链条技术体系,同时注重技术的可操作性,推动宅基地复垦从“简单的土地平整”向“多功能生态系统重构”跃迁。
-
杭州市农田土壤锰形态特征分布及其神经网络预测模型研究
DOI: 10.11766/trxb202506100271
摘要：
土壤中金属元素的形态决定了其环境功能与效应，开发基于现有土壤性质的金属元素形态预测方法是扩充土壤数据信息、减少检测指标数量的重要途径，对基于有限信息的土壤数据挖掘具有重要意义。本研究以锰这一土壤中重要的微量元素与氧化还原活性物质为金属元素的代表，通过选取杭州市区的农田表层土壤为研究对象，分析了总计29个不同样点的土壤样品，获得了土壤有机质（SOM）、pH、总锰、阳离子交换量（CEC）等，并采用经典的Tessier连续提取法测定了土壤中的5种锰形态（离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物及硫化物结合态和残渣态锰），最后采用神经网络的权重分析法，对锰形态进行了以土壤理化性质为变量的预测。研究结果表明，杭州市土壤总锰含量均值为1.46 g·kg?1，高于浙江省土壤背景值；锰形态含量依次为铁锰氧化物结合态和残渣态，其次是有机物及硫化物结合态，离子交换态和碳酸盐结合态。空间分布特征显示，离子交换态和碳酸盐结合态呈现由北向南递减的“层状”结构。除残渣态外，其余锰形态间多呈显著正相关。理化因子中，pH与各种锰的形态相关性最强，尤其与离子交换态和碳酸盐结合态呈极显著负相关性；CEC与碳酸盐结合态及有机结合态呈显著正相关；土壤有机质含量与各种锰的形态无显著相关性。神经网络多参数模拟结果表明总锰、pH和CEC可以达到最好的预测效果，其决定系数R2从0.41提升至0.85，拟合误差从65%降低至16%。研究建立的神经网络多参数模拟方法为土壤常规普查数据的深度挖掘提供了可行思路，为快速估算特定金属形态的含量提供了可行路径。
-
秸秆还田配施腐解剂对中低产紫色土坡耕地土壤抗蚀性能的影响
王定斌, 陈晓燕, 廖丛云, 陈立搏, 张胜辉, 张秋桔, 朱平宗
DOI: 10.11766/trxb202506180290
摘要：
秸秆还田在改善土壤结构、阻控水土流失、抑制土地退化等方面具有不可替代的作用，但自然条件下秸秆分解效率低成为制约其广泛应用的一个重要因素。腐解剂作为促进秸秆分解的一种重要措施，探究秸秆还田配施腐解剂对中低产坡耕地土壤抗蚀性能的影响及其机制，对于中低产坡耕地耦合农业废弃物资源化利用的水土流失阻控措施的应用具有重要意义。基于此，本研究通过野外原位监测试验，在秸秆全量还田的基础上，以不施用腐解剂为对照，根据腐解剂活菌数量设置1、2、3和4 kg?hm-2共4个腐解剂施用量，明确了不同腐解剂施用量下土壤抗蚀性能差异及其主控因素。结果表明：（1）秸秆腐解剂的施用显著提升了秸秆的分解效率，改善了土壤结构。其中，秸秆分解量和分解效率随腐解剂施用量的增加而显著增加；腐解剂的施用显著减少了土壤粉粒和黏粒含量，增加了砂粒含量，同时显著增大了土壤的饱和含水量、田间持水量和有机质含量。（2）综合来看，秸秆腐解剂的施用显著提高了土壤抗蚀性能，与对照相比，土壤抗蚀性能综合指数（CSRI）增加了43.24%~360.77%。（3）土壤抗蚀性能的增加与秸秆残余量和秸秆分解驱动的土壤理化性质的变化显著相关。偏最小二乘结构方程模型结果表明，CSRI的增加主要受残留秸秆的直接捆绑和固结作用（路径系数为0.43）以及秸秆通过分解增加土壤有机质含量的间接作用（路径系数为0.40）的共同影响。秸秆还田配施腐解剂能够显著提高中低产紫色土坡耕地的土壤抗侵蚀能力，且残留秸秆通过其直接作用提高土壤抗侵蚀能力的作用略大于秸秆通过分解增加有机质含量的间接作用。但仅当腐解剂用量大于3 kg?hm-2时，CSRI才显著增大。相关研究结果可为中低产紫色土坡耕地的可持续利用及长江经济带绿色高质量发展提供科学指导。
-
不同耕作方式配合秸秆还田对潮土孔隙结构特征的影响
夏 昊, 王广帅, 谢 坤, 钱泳其, 蒋发辉, 彭新华, 尧水红, 张中彬, 张月玲, 毕利东
DOI: 10.11766/trxb202506300317
摘要：
潮土耕层浅薄、犁底层坚实板结，结构障碍突出，耕作及秸秆还田是改良其结构的重要措施。本研究基于河南农田生态系统国家野外观测研究站潮土耕作试验基地，采集秸秆还田(Straw returning, SR)和秸秆移除(Control check, CK)下旋耕（Rotary tillage, RT）、深翻（Deep ploughing, DP）和隔年深翻（Biennial deep ploughing, BDP）处理的原状土柱（高20 cm，直径10 cm），利用X射线CT扫描（XCT）技术和ImageJ 软件以及机器学习定量分析不同耕作方式和秸秆处理对土壤三维孔隙结构特征、土壤饱和导水率及导气率的影响。结果表明，在秸秆不还田下，相较于旋耕，深翻及隔年深翻的大孔隙度分别提升了31.5%和5.7%；在秸秆还田下，深翻处理的大孔隙度相较旋耕和隔年深翻分别显著增加了92.9%和68.4% (P<0.05)，且大孔隙的水力半径分别显著增加了53.8%以及42.9%，紧密度显著提升了1.5倍和2.9倍，全局连通性分别显著提高了12倍，土壤饱和导水率和导气速率均得到显著提升（P<0.05）。综上所述，秸秆深翻还田扩大了土壤大孔隙的水力半径，改善了连通性，提升了大孔隙的复杂程度，从而构建了相对良好的土壤孔隙形态和网络结构，进而提高了导水以及透气性，消减潮土结构性障碍效果显著。
-
草莓连作土壤中酚酸积累与微生物群落响应研究
DOI: 10.11766/trxb202509290480
摘要：
连作障碍是制约草莓产业可持续发展的关键问题。通过高通量测序等技术分析草莓连作土壤中酚酸动态、酶活性变化及微生物群落的演变，深入揭示了酚酸-微生物互作的关联特征。结果表明，长期连作导致土壤酸化（pH从7.35降至6.20），酚酸总量在连作18 a时高达247.3 mg·kg1，远超草莓自毒阈值。土壤酶活性在连作5 a时达到峰值后显著下降。细菌香农（Shannon）多样性降低，细菌/真菌比率下降43.3%，病原真菌（Fusarium）相对丰度明显增加。冗余分析表明，对香豆酸和阿魏酸是解释土壤细菌和真菌群落变异的主要因子（解释率分别达18.9%和21.2%）。结构方程模型揭示，酚酸对细菌群落变化有显著的直接影响，而pH与真菌群落结构变化直接相关。本研究明确了草莓连作“5 a”为生态功能转折的关键窗口期，为连作障碍的微生态调控提供了理论依据。
-
基于无人机成像光谱数据和机器学习算法的土壤盐分反演与制图研究
史泽峰, 徐明星, 赵成义, 焦彩霞, 陈 桐, 曾 荣, 卢 婧, 郑光辉
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。研究结果表明：研究区实测SSC范围为1.23~8.96g·kg-1，均值为3.12g·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。
-
蒙东黑土区有效土层厚度空间制图及其地表基质制约机理研究
DOI: 10.11766/trxb202502150061
摘要：
有效土层厚度是评价土壤健康和生产力一个决定性指标,精确描绘有效土层厚度的空间分布格局及其对土地利用变化及地表基质类型的响应机制对于土壤资源的可持续保护具有重要意义。本文选取内蒙古东部黑土区为研究区,基于地表基质调查数据和土壤-景观建模,开展该地区有效土层厚度数字化制图与空间格局分析,通过SHAP分析识别有效土层厚度空间变异的主控因子,查明不同土地利用类型和地表基质分区下有效土层厚度的差异性分布规律。研究结果表明:基于Cubist的有效土层厚度回归模型性能良好(R2=0.5,RMSE=43.8),所生成的空间分布图能够准确揭示其空间格局特征。SHAP分析揭示了地形和气候因子是决定效土层厚度空间变异的主控因子,具体表现在同一流域内高海拔区域受侵蚀作用影响,土层较薄；而月均气温极值对有效土层厚度的影响为正向。地表基质分区和土地利用类型均对有效土层厚度的空间特征有重要制约作用,残坡积土区土层厚度整体大于坡洪积土和坡积土区；高强度耕作对土壤的扰动导致耕地土层厚度显著低于林地和草地。不同地表基质分区有效土层厚度平均值顺序为残坡积土>坡洪积土>坡积土。本文为有效土层厚度的空间建模与表征提供了方法参考,研究结果可为查明区域自然资源本底条件及其对人类互动的响应机制提供数据基础。
-
氮磷添加对稻田土壤微生物同化秸秆碳过程的影响：微生物残体视角
DOI: 10.11766/trxb202508030379
摘要：
外源秸秆和养分输入会对微生物介导的土壤有机碳（SOC）形成和转化过程产生重要影响。为探究秸秆输入驱动稻田SOC形成的微生物介导机制及氮磷调控效应，以亚热带水稻土为研究对象，利用稳定同位素示踪技术结合微生物标识物方法，探讨了秸秆输入耦合不同水平氮磷添加条件下（氮添加0、41.6、125 mgkg-1和磷添加0、10、30 mgkg-1）微生物通过碳泵机制介导秸秆碳进入细胞残体（以13C-氨基糖（13C-ASs）指示）的过程及积累效率的差异。结果表明：秸秆输入后能够快速被微生物同化利用，促进13C-ASs的生成和积累。在培养前期（0~30 d），微生物同化秸秆碳形成细胞残体的数量（13C-ASs）和累积效率（CAE）明显增加，而随着培养的进行，13C-ASs和CAE均显著降低，细菌残体的降幅最大（18% ~ 28%）。氮磷添加对微生物同化秸秆碳过程的影响具有一定的时间依赖性，即前期无显著影响，而后期明显抑制。具体而言，前期各处理之间13C-ASs含量无显著差异，而在培养300 d结束时，氮磷添加处理中13C-ASs和CAE显著低于对照处理。该结果说明养分添加处理中13C-ASs的分解转化更快，这可能与随着培养的进行微生物的养分获取策略和碳分配原则发生改变有关，强调了养分供应与秸秆碳转化之间的复杂性。值得注意的是，尽管培养后期13C-ASs数量有所降低，但土壤总氨基糖含量较高。这说明微生物在利用外源秸秆碳的同时，也驱动了内源SOC向微生物残体碳的转化。因此，在探讨秸秆输入耦合养分添加对SOC形成和转化影响时，要同时关注微生物通过碳泵机制对外源碳及土壤原有有机碳的转化过程。研究结果加深了对外源有机物质输入驱动稻田土壤有机碳转化的微生物介导机制的认识。
-
江苏南部稻麦轮作区土壤健康微生物指标筛选
莫迎平, 耿天治, 王子婧, 张娜, 崔庆豪, 刘翠英, 樊建凌
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思路。
-
一株解磷细菌去除溶液中镉和铅及促进作物生长的效应与机制
傅丽媛, 刘梅静, 李阳, 和建华, 李小艺, 梁新然, 何永美, 吴龙华, 湛方栋
DOI: 10.11766/trxb202508030376
摘要：
解磷细菌（Phosphorus-solubilizing bacteria， PSB）普遍存在于重金属污染土壤中，但关于PSB对土壤重金属及作物生长的影响仍了解有限。采用一株分离自云南高原玉米根际耐受镉（Cd）、铅（Pb）的解磷细菌——芽孢杆菌（Bacillus sp.）PSB32，研究其对溶液中Cd、Pb的去除及污染土壤中玉米（Zea mays L.）生长的影响与机制。结果表明，溶液Cd和Pb胁迫下，PSB32对溶液中Cd的去除以胞内累积和表面沉淀（分别占Cd总去除量的43.7%和43.2%）为主，胞外吸附为辅（占Cd总去除量的13.0%）；对溶液中Pb的去除以表面吸附（占总Pb去除量的53.2%）为主，表面沉淀和胞内累积为辅（分别占总Pb去除量的28.8%和18.0%）。扫描电镜分析发现，溶液Cd和Pb胁迫下PSB32菌体表面形成颗粒状沉积物，X射线衍射鉴定菌体表面的沉淀物为Cd3(PO4)2、Pb5(PO4)3Cl和Pb5(PO4)3OH；傅里叶红外光谱分析发现，-COOH、-OH、-NH2等官能团和PO43-、SO42-等阴离子基团参与菌体对溶液中Cd和Pb的表面络合；盆栽试验中，PSB32导致不同污染程度土壤（污染农田、尾矿、矿渣）残渣态Cd比例提高5.90%~9.43%，可还原态Pb比例降低7.2%~18.8%；有效磷含量增加3.00%~18.7%；促进玉米生物量增加25.7%~82.2%，污染农田和尾矿土壤中玉米茎叶Cd含量增加61.90%和32.91%，矿渣上玉米根系Cd、Pb含量显著增加365%和35.3%。总之，这株解磷细菌具有生物去除溶液镉铅，增加土壤Cd有效性及增强植物耐性的生态功能，可为重金属污染土壤的生物修复提供潜在菌种资源。
-
原位动态可视化精准匹配收集根际土壤和根系分泌物的装置与收集方法研究
张怡宁, 秦铭皎, 鲁俊姣, 陈彤瑶, 石晓玉, 陈笑, 马丽雅, 时玉
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，土壤栽培条件下，原位的根际土壤和根系分泌物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。
-
滨海湿地好氧甲烷氧化菌群落结构及其环境驱动因素
DOI: 10.11766/trxb202503280141
摘要：
本研究探讨了中国东南沿海滨海湿地好氧甲烷氧化菌的群落结构特征及其主控环境因子。采集上海、福州、厦门、东莞四个滨海湿地的沉积物样品，通过甲烷氧化速率测定、理化性质分析，利用16S rRNA扩增子解析群落结构，结合冗余分析，评估温度、降水量和盐度等环境因子对群落分布的影响。结果表明：在甲烷氧化速率方面，各湿地沉积物存在显著差异，福州最高（0.11 mmol·L-1·d-1），东莞最低（0.058 mmol·L-1·d-1）；在群落组成方面，各湿地的群落结构组成也存在明显差异，上海和厦门站点以Methylomicrobium为优势类群，福州和东莞站点以Methylobacter和Methylocystis为主；冗余分析显示，温度、含水率和盐度是塑造甲烷氧化菌群落结构的关键因素，其中温度与Methylobacter丰度呈显著正相关，盐度与Methylocystis丰度呈显著负相关。滨海湿地好氧甲烷氧化菌的群落结构和代谢活性受到多重环境因子的调控，不同区域的差异主要源于功能菌群对局部环境的适应性响应。本研究揭示了滨海湿地好氧甲烷氧化菌群落的空间异质性和驱动机制，为理解湿地碳循环过程提供了理论支持。
-
土壤管道侵蚀研究进展与未来展望
DOI: 10.11766/trxb202507020322
摘要：
土壤管道侵蚀是由地下土壤管道形成与扩张引起的一种特殊侵蚀过程，对沟蚀发育过程以及崩塌和滑坡等重力侵蚀过程有重要贡献，其主要通过改变近地表土壤水文条件，进而影响坡面和流域的径流—侵蚀—输沙过程。然而，由于土壤管道侵蚀的隐蔽性以及成因复杂性，其量化研究面临较大挑战。本文基于文献计量分析方法，系统梳理了土壤管道侵蚀研究的发展历程，识别了土壤管道侵蚀研究领域的热点与发展方向。针对当前研究热点，本文概述了土壤管道形成的动力过程，总结了影响土壤管道侵蚀的多重因素，分析了土壤管道侵蚀的动力机制与危害。未来应创新土壤管道侵蚀监测方法，阐明土壤管道侵蚀动力机制，量化关键影响因子的贡献，研发包含土壤管道侵蚀的水蚀预报模型，为土壤管道侵蚀风险评估与治理措施优化提供科学依据。
-
微生物介导的土壤颗粒态-矿物结合态有机碳动态研究进展
DOI: 10.11766/trxb202505260240
摘要：
土壤有机碳的转化与稳定是陆地生态系统碳循环的核心问题，对自然气候解决方案的贡献约达25%。土壤有机碳中颗粒态有机碳（Particulate organic carbon，POC) 和矿物结合态有机碳（Mineral-associated organic carbon，MAOC）是土壤碳周转的关键组分。土壤微生物是碳循环的主要驱动者，其通过“体外修饰”途径将植物碳分解形成POC，通过“体内周转”途径累积的微生物残体碳与土壤矿物相结合形成MAOC。然而微生物对POC和MAOC的作用受养分管理措施、土壤性质以及气候因素的多重影响，成为利用微生物调控农田土壤碳固持的限制因素。本文系统介绍了POC和MAOC的组分特征及其生态意义，探讨了生长合成代谢（微生物活体和残体）和非生长合成代谢（酶和胞外聚合物）对POC和MAOC的贡献，阐述了微生物群落结构和生理功能对POC和MAOC的调控机制，并解析了其影响因素。在此基础上，本研究系统思考了微生物调控提升土壤有机碳的机制和途径，为构建基于物理-生物协同调控的土壤有机碳提升理论提供重要依据。
-
绿色智能肥料：智能调控的创新思路与产业化途径
张福锁, 程凌云, 黄成东, 张林, 王建超, 吕阳, 鲁振亚, 危常州, 马文奇, 马航, 申建波
DOI: 10.11766/trxb202508230411
摘要：
随着全球农业的发展和环境保护需求的提升，绿色智能肥料作为一种新型肥料，逐渐成为提高作物生产力和资源利用效率的重要途径。本文综述了绿色智能肥料的核心理念和发展现状，探讨了植物-微生物-环境互作的智能调控原理，以及基于根际生命共同体理论的肥料设计与应用策略。绿色智能肥料通过最大化利用作物和微生物的生物学潜力，调控植物-土壤-微生物互作系统，促进植物生长并减少对环境的影响。展望未来，智能肥料将在材料创新、工艺优化和数智配肥等方面实现跨越式发展，有力推动农业绿色转型，为粮食安全和生态环境保护提供重要支撑。
-
多年CO2浓度升高对水稻子代植株磷素吸收与分配的影响*
DOI: 10.11766/trxb202502280084
摘要：
水稻作为最重要的口粮作物，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（[CO2]）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]和高[CO2]（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]升高方面的响应差异。结果表明，连续多年[CO2]升高对扬稻6号和武运粳23当代与子代植株各器官磷浓度均无显著性的影响。连续多年[CO2]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]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]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]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试验都是当季的，其结果不能准确反映未来持续高[CO2]对水稻植株磷素吸收与分配的真实效应。本研究对未来[CO2]升高背景下田间磷素管理具有重要的指导意义。
-
缺氧微场对土壤呼吸的影响及其在土壤团聚体中的分布特征
张旭升, 汪霞, 赵云飞, 苑梦晗, 王飞, 夏捷一, 李柳君
DOI: 10.11766/trxb202501050008
摘要：
缺氧微场是抑制土壤有机碳损失的潜在重要贡献者。土壤团聚体作为缺氧微场潜在的适宜发育场所，同时与土壤有机碳的积累密切相关，却少有研究涉及缺氧微场对土壤团聚体中有机碳的影响。此研究采集了四种生态修复类型的旱地土壤，采用土壤培养和气相色谱法测定并计算其缺氧保护强度；在无氧条件下通过干剥离法得到大团聚体内外层土壤样品，比较其缺氧微场丰度和有机质组分。结果显示，天然灌木林和草地的缺氧保护强度较高，为 33.5%和 36%，其次是人工林地，为15.9%，农田最低，为-8.9%。另外，大团聚体内层的Fe2+含量更高，普遍存在更丰富的缺氧微场，芳烃、脂质和木质素等受缺氧微场选择性保护的有机质相对含量更高。土壤呼吸速率与缺氧保护强度呈显著负相关。以上结果揭示了土壤团聚体内层缺氧微场的形成机制、稳定性和对有机质的保护作用。稳定的土壤环境是缺氧保护发挥作用的关键。缺氧微场选择性保护了大团聚体内层的还原性有机物质，并且在一定程度上抑制了土壤有机碳的损失，为土壤碳循环和碳汇功能提供了新的认识。
-
基于最小数据集的旱区农田土壤健康评价
DOI: 10.11766/trxb202509010431
摘要：
土壤健康评价是农田可持续管理的重要技术手段，然而，现有土壤健康评价体系常面临指标冗余和成本高昂的挑战。本研究旨在构建适用于黄土高原半干旱区农田的低成本、高效土壤健康评价最小数据集（MDS），并验证其科学性和适用性。以山西省五寨县旱区农田为研究对象，采集100个土壤样品并测定23项物理、化学和生物学指标。综合运用主成分分析、Norm值计算及Pearson相关分析筛选MDS，并结合土壤健康指数（SHI）法进行综合评价。结果表明，MDS筛选出土壤容重、全氮、脲酶、纤维二糖水解酶、细菌和真菌Shannon指数6项关键指标，MDS可解释全数据集（TDS）土壤指标的82.47%，其中生物指标占比三分之二，强调了其在旱区土壤健康评价中的重要性。基于MDS和TDS计算的SHI在非线性与线性评分函数下均呈显著正相关（P<0.001），证实MDS可有效替代TDS进行该区域土壤健康评价。通过作物产量验证，非线性评分函数MDS（r= 0.7）的拟合效果优于线性评分函数（r=0.64），表明其在该地区更具适用性。研究区农田土壤健康指数平均值为0.49，整体处于中等水平，且空间分布呈现北低南高的趋势，主要受北部黄土易蚀性和干旱气候的影响。本研究揭示了微生物多样性指标在旱区土壤健康评价中的关键作用，建议未来加强微生物功能参数在评价体系中的应用，以期更高效地预测旱区农田土壤健康水平。
-
光谱技术测定土壤不同形态铁含量的精度与经济性分析
唐 运, 高维常, 潘文杰, 蔡 凯, 曾韵涛, 杨 静, 姜超英, 郑光辉, 李德成, 曾 荣
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。
-
土壤铁氧化物与有机碳的耦合机制及其对碳固持的研究进展
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。
-
生物培肥对玉米光合碳分配特征及其生产力的影响*
龚永琪, 樊聪聪, 殷畅, 朱国繁, 赵丽霞, 沈仁芳, 王晓玥, 蒋瑀霁
DOI: 10.11766/trxb202503060105
摘要：
为探讨不同生物培肥对玉米光合碳分配及玉米生物量的影响，基于中国科学院红壤生态实验站生物培肥田间定位试验，选择其中4个处理：① 施加化肥+有机肥处理（FO）、② 施加化肥+有机肥+菌剂处理（FOP）、③ 施加化肥+有机肥+线虫处理（FON）、④ 施加化肥+有机肥+菌剂+线虫处理（FOPN），采集土壤样品并开展13C脉冲标记盆栽试验，研究不同处理下玉米-土壤系统中光合碳的分配。13C脉冲标记结果表明，FOPN处理较FO显著提升了地上和地下部光合碳的总量，并且地上部光合碳的提升更为显著，降低了光合碳地下-地上部分配比。同时，不同处理中玉米地上、地下部生物量的趋势与光合碳分配的趋势相似。各生物培肥处理也显著增加了土壤全量和速效养分、线虫总量并改变线虫群落组成，其中FOPN处理最为显著。随机森林分析和结构方程模型共同揭示：生物培肥通过提高线虫总量并改变线虫群落组成，提高养分有效性，增加地上部光合碳含量分配，从而提高玉米地上部生物量。本研究明确了线虫群落对玉米生产力的影响机制，对红壤生物培肥技术具有重要的理论指导意义。
-
植物-土壤反馈驱动的土壤健康机制与调控策略
DOI: 10.11766/trxb202506290314
摘要：
健康土壤是保障粮食安全的基础，是实现农业绿色发展的核心支撑。然而，当前集约化农业生产主要以作物产量提升为目标，过分依赖高产品种和外源化肥、农药等投入品，忽视了作物和田间管理措施对土壤健康的影响，造成土壤退化，对作物产量和农产品品质产生负面影响。借鉴生态学研究中的“植物-土壤反馈”理论，本文提出以土壤健康培育为核心的协同提升耕地质量和作物产能的系统化研究新范式。未来的可持续农业亟需构建基于植物-土壤反馈的系统化思路和解决方案，将地上作物管理和地下土壤过程紧密结合。通过深入解析土壤生态系统各组分之间的互馈作用机制，发展基于植物-土壤正向反馈的土壤健康管理技术，促进产能与土壤其他多功能性的协同。具体反映在个体水平上，借助现代分子育种与功能基因组学手段，定向改良植物的根系形态、分泌物组成和信号传导特性等，精准招募有益微生物、抑制病原菌，发挥级联放大效应，强化正反馈，减少负反馈。在田间管理上，通过作物-微生物协同育种、优化养分管理、保护性耕作和多样化种植等综合措施，促进作物-土壤之间的有益互作，减少外部投入，提高系统的内在效率，实现产量提升与土壤健康的协同提升。
-
不同径级根系根际土壤净氮转化对氮沉降的差异化响应*
DOI: 10.11766/trxb202503200125
摘要：
受根系影响，根际土壤养分含量丰富且微生物生化作用活跃，其氮素循环过程显著快于非根际土壤。然而，不同径级根系根际土壤氮素转化特征是否存在差异目前尚不明晰，其对氮沉降的响应是否显著亦不甚明确。本研究以黄土高原油松3个径级根系（极细细根，0～0.5 mm；中等细根，＞0.5～1.0 mm；较粗细根，＞1.0～2.0 mm）根际土壤为对象，建立4个长期模拟氮沉降水平（N 0、3、6、9 g·m-2·a-1）小区，通过室内培养实验研究土壤净氮矿化、净硝化速率特征，以及对氮沉降的响应。结果发现：1）不同径级根系根际土壤净氮转化速率差异显著（P<0.05），极细细根根际土壤净氮转化速率最快（平均净氮矿化速率2.16 mg·kg-1·d-1、平均净硝化速率6.67 mg·kg-1·d-1）。2）根际土壤净氮矿化与净硝化速率随氮添加水平提高先减慢后加快，在氮沉降6 g·m-2·a-1或9 g·m-2·a-1处理中有最大值，而非根际土壤净氮转化速率在氮添加处理下显著降低（P<0.05）。极细细根根际土壤净氮转化速率对氮添加的响应比较粗细根根际土壤和非根际土壤更明显。3）相关性分析及结构方程模型表明，低氮对净氮转化速率的抑制与土壤铵态氮含量显著相关，高氮的促进与土壤碳氮比显著相关。本研究表明，氮沉降能够改变根际土壤氮转化过程，且不同径级根系根际土壤的变化存在明显差异，加强植物根际土壤氮转化过程研究有助于细化根际效应和森林土壤氮循环评估。
-
稻田根际与非根际亚硝酸盐型厌氧甲烷氧化过程研究
DOI: 10.11766/trxb202503250136
摘要：
稻田是重要的人为甲烷排放源，厌氧甲烷氧化（Anaerobic oxidation of methane, AOM）是减少稻田甲烷排放的重要途径。氮肥施用使得亚硝酸盐成为稻田AOM过程的主要电子受体，然而有关根际土亚硝酸盐型AOM活性大小和功能微生物群落特征尚不清楚。本研究通过室内泥浆培养结合13CH4稳定性同位素示踪技术、定量PCR和高通量测序技术，系统探究不同施肥处理下（CF：无机肥，OF：有机肥配施无机肥，SF：秸秆还田配施无机肥）稻田根际土和不同深度非根际土（0~10、10~20和20~30 cm）亚硝酸盐型AOM活性、NC10细菌基因丰度及群落结构特征。结果表明，根际土亚硝酸盐型AOM活性为1.03~2.42 nmol·g-1·d-1，显著高于0~10、10~20和20~30 cm非根际土AOM活性，pH、有机碳和亚硝态氮含量是影响AOM活性的主要环境因子。并且，根际土和0~10 cm 非根际土NC10细菌基因丰度（4.49×106~2.37×107 copies·g-1）显著高于10~20和20~30 cm 非根际土（1.31×106~1.25×107 copies·g-1）。此外，高通量测序发现NC10细菌群落结构在根际土和非根际土之间表现出显著差异，土壤含水量、pH以及硝态氮含量是影响NC10细菌群落结构的主要环境因子。研究结果揭示了不同施肥处理下稻田根际土和非根际土亚硝酸盐型AOM活性及微生物群落结构差异，表明根际是亚硝酸盐型AOM的活性热区，该发现有助于深入理解稻田AOM过程，为稻田甲烷减排提供理论依据。
-
周丛生物群落特征及生态功能研究进展
张智珂, 石 晴, 赵 彬, 魏雨泉, 张昊, 蔡林颖, 宋易南, 陈伟胜
DOI: 10.11766/trxb202502170064
摘要：
周丛生物广泛分布于各类水生生态系统中，是水-土-气多界面之间的重要载体，在能量流动、物质循环和污染修复等方面发挥着重要的生态效应。本文对国内外周丛生物的最新研究成果进行总结归纳，分析周丛生物的群落结构以及在不同时空环境背景条件下的群落分布特征，剖析其在水生生态系统中的系统生态功能，并揭示影响周丛生物生长与生态功能的关键环境条件和介质因子。最后评估了将周丛生物研究成果应用于环境治理、科技农业、生态调控等的新型可持续生态工程的潜力。在此研究的基础上，建议未来需对周丛生物在新污染物处理、反应器工程化应用等方面开展进一步深入系统性研究。研究结论可以为周丛生物群落结构特征认知、系统生态功能优化与实践、可持续生态修复等交叉学科基础研究和技术发展提供理论支撑与科学借鉴。
-
金鸡河流域不同土地类型典型耐药菌和耐药基因的分布特征
DOI: 10.11766/trxb202502130059
摘要：
为系统探究不同土地利用类型对土壤中抗生素耐药菌（ARB）及耐药基因（ARGs）分布的影响，采集北京市金鸡河流域6种典型土地利用类型（菜地、麦地、花圃、果园、苗圃和养殖场）土壤样品，对其总可培养细菌、金霉素耐药菌、磺胺甲噁唑耐药菌和代表性ARGs的丰度进行测定，并结合高通量测序技术分析典型土壤微生物群落结构特征。结果表明，金鸡河流域张镇和龙湾屯镇所受抗性污染程度最高，菜地土壤中ARB、ARGs及intI1的丰度显著高于其他土地利用类型（P<0.05）；拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、髌骨细菌门（Saccharibacteria）和异常球菌-栖热菌门（Deinococcus-Thermus）是土壤中的优势菌门；溶杆菌（Lysobacter）和德沃斯氏菌（Devosia）是ARGs的主要宿主菌，与sul1、sul2、tetG、tetX及intI1均呈显著正相关（P<0.05）。金鸡河流域菜地土壤的耐药水平显著高于其他土地利用类型，应注重有机肥的优化施用以降低土壤微生物耐药性和生态健康的潜在风险。
-
光照条件下施加生物质炭的水土界面中活性氧形成行为及影响因素
DOI: 10.11766/trxb202506200296
摘要：
为探索施用生物质炭的水土界面中活性氧（Reactive oxygen species, ROS）形成规律，在模拟太阳光照条件下，利用化学探针法定量分析了含10 gkg-1生物质炭的水土界面中羟基自由基（?OH）、过氧化氢（H2O2）和超氧阴离子自由基（O2??）三种典型ROS的生成动力学过程及机制，并考察了生物质炭制备温度（300℃、500℃和700℃）、生物质炭溶解性碳（DBC）、黏土矿物（高岭石）和可溶性有机质（富里酸）对水土界面中ROS形成的影响。结果表明：光照条件下，施加生物质炭的水土界面中产生了大量的?OH和H2O2，其浓度范围分别是0.43~0.83 μmolL-1和21.12~30.93 μmolL-1，分别是不含生物质炭水土界面（对照组）的1.39倍~2.65倍和1.31倍~1.91倍；但O2??浓度则较低（< 0.2 μmolL-1），低于对照组。DBC对水土界面中ROS形成具有重要作用，去除DBC之后，含生物质炭的水土界面中H2O2生成受到显著抑制，但?OH的生成不受影响。高岭石能显著抑制光照下生物质炭介导固液界面生成ROS的能力（高温生物质炭除外），并抑制H2O2向?OH的转化效率。富里酸能显著增加光照下含生物质炭水土界面中H2O2的生成能力，但降低了?OH的浓度。光照对含生物质炭水土界面介导ROS形成具有重要作用，它促进含生物质炭水土界面中H2O2的生成与转化，有助于O2??的转化及?OH的生成，但生物质炭介导的水土界面ROS生成不完全依赖于光照。生物质炭表面的持久性自由基、含氧官能团以及水土界面中溶解性有机碳和Fe2+含量共同决定了光照下施加生物质炭水土界面中ROS的形成。本研究结果对认识生物质炭施用土壤中ROS的形成和分布具有重要参考价值。
-
聚谷氨酸与灌溉定额协同调控对盐碱土壤及棉花产量的影响
王闪, 张金珠, 王振华, 张继红, 刘梦洁, 马占利, 郑继亮
DOI: 10.11766/trxb202506130284
摘要：
为探究盐碱化棉田土壤改良及棉花增效的协同调控策略，2024年在新疆玛纳斯县中度盐碱棉田开展田间试验。通过双因素完全组合设计，设置3种聚谷氨酸（γ-PGA）施用量（F1：7.5 kg·hm-2、F2：15 kg·hm-2、F3：22.5 kg·hm-2）和2个灌溉定额水平（W1：4 000 m3·hm-2、W2：4 500 m3·hm-2），研究二者对土壤理化性质及棉花生理生长、产量与品质的影响。结果表明，与F1、F2相比，F3土壤盐分和pH峰值均降低，多酚氧化酶、过氧化氢酶、脲酶及蔗糖酶活性均提高，其中脲酶活性显著提高了30.13%~35.22%，同时促进根系生长及干物质积累，显著增加棉花产量，产量相关参数提高3.02%~27.96%。此外，提高灌溉定额会降低土壤盐分和pH峰值，显著增强4种酶活性，增幅为9.16%~48.33%，根系指标及吐絮期各器官生物量均得到提高，产量相关参数显著提高11.10%~30.34%。主成分分析和相关性分析显示，土壤酶活性、根系指标与棉花产量构成要素呈显著正相关（P<0.05），土壤盐分、pH与棉花纤维品质呈显著负相关（P<0.05）。综合评价表明，4 500 m3·hm-2灌溉定额配合22.5 kg·hm-2 γ-PGA施用可通过改善根区土壤微环境、促进棉花干物质积累等途径，实现盐碱地棉花生产的提质增效。
-
土壤混合堆肥环境中聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯微塑料膜降解菌筛选及降解特性
周倩, 代国利, 潘晨楠, 蒋佳妙, 魏吉安, 张峻, 张明, 张道勇, 潘响亮
DOI: 10.11766/trxb202507050330
摘要：
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（Poly(butylene adipate-co-terephthalate)，PBAT）是传统塑料地膜的重要替代品，但由于芳香族链的存在，其较其他大多数可生物降解塑料（如聚乳酸）更难降解，且现有PBAT生物降解菌种资源少、降解效率不高。通过土壤混合堆肥法筛选PBAT地膜降解菌株。试验采用60 ℃高温堆肥环境富集菌群，以PBAT为唯一碳源进行驯化培养，筛选出6种菌株（分别命名为B1~B6）。通过质量损失、表面形貌、羰基指数（CI）和水接触角等多指标评估降解效果。结果表明，菌株B3在7 d内对PBAT的降解率最高，达17.85%±11.22%；原子力显微镜（AFM）分析显示，B3暴露组中PBAT地膜表面粗糙度（Ra）增至44.84±26.48 nm；水接触角由78.85±4.65°降至63.21°±11.23°，表明其显著改变了PBAT的理化性质。通过16S rRNA 基因序列分析，菌株B3属于就地堆肥地芽孢杆菌（Paragebobacillus toebii）。通过全基因组测序和京都基因与基因组百科全书（KEGG）基因功能注释，菌株B3存在羧酸酯酶、芳基酯酶、长链酰基辅酶A合成酶、醛脱氢酶、醇脱氢酶和儿茶酚2,3-双加氧酶等编码PBAT降解酶的相关基因。研究结果将为生物降解PBAT基地膜及微塑料污染控制提供理论参考和技术支撑。
-
植酸改性生物质炭通过调控pH和团聚体结构降低土壤Cd释放
DOI: 10.11766/trxb202507010321
摘要：
植酸改性生物质炭对水溶液中镉（Cd）具有良好的吸附性能，但其对重度Cd污染土壤的修复效果和影响机制尚不清楚。通过180 d的土壤培养试验，系统评估了竹质生物质炭（BBC）、植酸改性竹炭（PABC）和植酸钠改性竹炭（SPBC）在Cd污染土壤中的动态修复过程。结果表明，在前期和中期（0~120 d），3种生物质炭显著降低了土壤溶液中的Cd浓度（降幅为24.60%~99.35%），并表现出明显的剂量效应，植酸改性生物质炭尤其是SPBC效果最佳。除自身的吸附机制外，生物质炭还通过影响土壤和土壤溶液的化学（pH、全磷、全碳）、物理（团聚体结构）和生物性质（脲酶、酸性磷酸酶）间接抑制Cd释放，其中，土壤pH和微团聚体含量是影响Cd释放的关键因子。后期（120~180 d），土壤团聚体稳定性增强，生物质炭通过提高脲酶和酸性磷酸酶活性进一步促进该过程。植酸改性生物质炭对重度Cd污染土壤具有较强的修复及土壤改良潜力，具有较大的应用价值。
-
生物质炭施用对水稻土不同密度组分有机碳组成的影响*
朱孟涛, 马睿凌, 蔡颖, 扆祺, 姜硕, 刘志伟, 卞荣军, 张旭辉, 郑聚锋, 李恋卿
DOI: 10.11766/trxb202502170063
摘要：
土壤有机碳（Soil Organic Carbon，SOC）与土壤矿物的结合是维持有机质长期稳定固存与养分持续供应的关键机制。然而，稻田土壤有机碳与不同类型矿物的结合状态及其对生物质炭施用的响应规律尚不清楚。本研究基于连续密度分组技术，系统解析了生物质炭施用两年后田间土壤样品各密度组分的颗粒形貌、矿物成分、SOC含量及其赋存特征。结果表明：（1）通过扫描电镜（SEM）及X射线衍射（XRD）表征，土壤密度梯度可依据SOC含量及土壤矿物学特征划分为三个典型区域：颗粒态有机碳（POC）区（<1.85 g·cm–3）、黏土矿物区（1.85～2.45 g·cm–3）和原生矿物区（>2.45 g·cm–3）。红外光谱分析（FTIR）显示，脂肪族O-H键及芳香族C=C键的峰强度在施用生物质炭（C15）和未施生物质炭（C0）处理中均随密度增加呈递减趋势，而SOC的稳定性则逐渐增加。（2）生物质炭施用显著降低部分黏土矿物区（1.85～2.05 g·cm–3）土壤有机碳的相对贡献（-37.4%），但分别促使<1.65 g·cm–3和1.65～1.85 g·cm–3组分的有机碳相对贡献显著增加150.1%和60.9%。δ13C同位素示踪分析表明，各密度组分中均存在来源于玉米秸秆源生物质炭，但本底有机碳（native SOC）含量在<1.65、1.85～2.05、2.05～2.25、2.45～2.65、>2.65 g·cm–3组分中均出现不同程度的消减，特别是POC区因生物质炭输入诱导产生的正激发效应对本底有机碳的消耗尤为突出，而且这种效应进一步延伸至相对稳定的矿物保护性碳库。因此，尽管表观上看生物炭施用两年后土壤总有机碳含量显著增加，但本底有机碳因生物质炭施用产生的激发效应的变化不容忽视。本研究对评估生物质炭施用下水稻土的固碳潜力及深化土壤矿物固碳机制提供了新的认识。
-
土壤微生物群落生活史策略分类理论及其应用研究进展
梁书欣, 邵佳慧, 叶锦如, 祁禹豪, 张瑞福, 沈其荣, 荀卫兵
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。
-
海南热带农田土壤氮素循环研究进展与展望
巨晓棠, 张翀, 张丽梅, 宋晓桐, 李婷玉, 刘烁然, 刘四义
DOI: 10.11766/trxb202503020097
摘要：
海南是我国唯一全省处于热带地区的省份，光热水资源丰富，是我国最典型的热带农业生产基地。然而，土壤“瘦、酸、漏”等障碍性因素及高氮肥投入导致了农田氮损失风险大、环境污染严重等问题。海南农业面源污染形势严峻，农业排放的氮和磷通过较短的迁移路径进入近海水体，导致珊瑚礁和海草床严重退化。然而，海南热带农田土壤氮素循环研究基础薄弱，阻碍了制定科学和有针对性的氮素调控措施。针对热带农业资源特点，本文提出未来需要从海南热带土壤氮素转化特征、氮去向和损失途径、作物氮高效利用机制、氮肥减施增效原理与调控措施四个方面重点研究。尤其是需要关注有机物介导的土壤地力提升和酸化矫正对砖红壤氮素转化特征的影响、酸性土壤高氨排放和深层剖面高硝态氮累积机制、有机物料投入对氧化亚氮排放的影响等方面。进而明确农田土壤氮素转化迁移特征与作物氮素利用的关系，阐明土壤碳库扩容对氮素转化迁移、保氮与阻损的影响机制。进而提出以“增碳保氮、碳氮耦合、损失阻控、协调供氮”为核心的氮肥减施增效原理，形成创新的理论和解决方案。以期为热带高效绿色农业发展提供科技支撑，并为理解全球不同气候-土壤带氮素生物地球化学循环区域差异提供科学基础。
-
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
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。
-
不同有机肥料对波罗蜜根际微生物碳源利用、线虫群落及养分吸收的影响
陈红兴, 莫云聪, 许亚东, 苏兰茜, 白亭玉, 吴刚, 荀卫兵, 徐志辉, 赵青云
DOI: 10.11766/trxb202506120277
摘要：
研究不同有机类肥料对波罗蜜根际微生物、线虫群落及养分吸收的调控差异，从而根据土壤状况选择适宜的有机类肥料构建健康土壤微生态，为实现土壤质量的定向调控提供理论依据。以马来西亚1号嫁接苗为材料，花岗岩发育形成的砖红壤为供试土壤，设置CK（不施肥）、DF（黄豆粉有机肥）、YF（羊粪有机肥）、JF（鸡粪有机肥）、NF（牛粪有机肥）、CF（单施化肥）6个处理，比较不同肥料对波罗蜜生物量积累、养分吸收及土壤微环境的影响。结果表明，施用有机肥总体上促进了波罗蜜的生物量积累及养分吸收，增加了土壤pH和有机质。其中，NF提高土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾养分的比例显著优于其他处理，但提高土壤有效磷的比例显著低于其他有机肥处理。施用JF对土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量也有明显的提高作用。YF处理对土壤碱解氮和速效钾含量的提升效果在所有有机肥处理中最弱。YF处理的土壤总线虫及不同食性线虫数量最多，NF处理次之，有机肥处理的土壤线虫香农-维纳多样性指数和均匀度指数均显著高于CK和CF处理。不同施肥处理的土壤微生物群落均表现为对碳水化合物类、氨基酸类和羧酸类碳源的代谢较为活跃，而对多聚物类、酚酸类和胺类碳源代谢能力则较弱。DF处理的土壤微生物群落结构多样性和均匀度指数均显著高于其他有机肥处理。植株生物量、线虫群落、线虫营养类群、微生物碳源利用与土壤pH的?曼特尔（Mantel）分析显著相关，线虫群落、食细菌线虫和杂食/捕食性线虫与有机质的Mantel分析也显著相关。施用有机肥可促进波罗蜜的生长及养分吸收，增加土壤有机质，改善土壤微生态。其中，羊粪和牛粪有机肥有利于增加土壤线虫总数和各营养类群线虫数量，黄豆粉有机肥可提高根际微生物的活性，促进对碳源的利用。在实际应用中，可根据土壤基础条件选用特定有机类肥料或其组合进行土壤健康的定向调控，为作物高产和资源高效利用提供理论依据。
-
东北地区化肥投入下农业环境成本的时空变化特征
DOI: 10.11766/trxb202505200230
摘要：
东北作为我国重要粮仓与化肥消费市场，长期过量施肥导致农业生态问题凸显。核算化肥施用的环境成本，对区域农业可持续发展和国家粮食安全至关重要。利用能值分析和伤残调整生命年评估相结合的方法，分析东北地区1990—2022年化肥施用所引起不同类型潜在污染的环境成本、综合环境成本和环境成本负荷的时空分布特征，评估不同省市化肥施用环境成本的差异及其潜在原因。结果表明，（1）1990—2022年，东北地区化肥施用综合环境成本逐步增加，从4 212万yuan增长至320 055万yuan，增长了75倍，年均增长率达14.49%。（2）2022年东北地区化肥施用引起大气、水体和土壤污染的总环境成本分别为54 237万yuan、74 936万yuan和190 881万yuan。其中，氨气和硝酸盐分别在大气、水体/土壤污染中的贡献最大，两者合计达到总成本的82.64%。（3）化肥施用的农业环境成本增幅最大区域主要集中在佳木斯市-赤峰市一线，而延边朝鲜族自治州-大连市一线变化较小。环境成本负荷高值区集中在辽宁大部及通辽市、双鸭山市和鸡西市周边地区，而低值区主要在四平市、伊春市、大兴安岭地区和锡林郭勒盟等地。此外，化肥施用环境成本负荷总体呈现“南强北弱”的空间特征。未来需持续推广科学施肥与合理轮作，提高化肥利用效率，实现减量与环境友好目标，保障东北农业可持续发展。
-
产碱菌株筛选及其改良酸化土壤的作用
刘 冲, 刘 洋, 王 丹, 卢钰升, 朱晓璇, 温书恒, 王 勇, 朱子昕, 李雅莹, 谷 峻, 顾文杰
DOI: 10.11766/trxb202505230237
摘要：
耕地土壤酸化治理对保障国家粮食安全和农业可持续发展具有重要意义。微生物在土壤改良中具有重要的应用价值，然而产碱功能微生物及其改良酸性土壤的机理研究还较为缺乏。本研究通过系统筛选从华南酸化土壤中分离出109株产碱细菌（芽孢杆菌属占65%）和24株产碱真菌（木霉属占33%），发现细菌的产碱能力与稳定性均高于真菌，其中纺锤形赖氨酸芽孢杆菌（Lysinibacillus fusiformis LW-3）改良酸性土壤的效果最佳。室内模拟试验表明，持续培养15周内，连续多次接种该菌可使土壤pH持续升高1.5个单位，交换性铝含量降低23.46%，水解性酸减少31.80%。基因组学分析揭示，L. fusiformis LW-3携带完整脲酶基因簇（ureABCEFGD），其可能通过增强土壤脲酶和蛋白酶活性，代谢释放氨；并通过碳酸氢根消耗氢离子，降低土壤活性酸和潜性酸含量，协同改良酸性土壤。田间试验证实，施用L. fusiformis LW-3菌剂后，小白菜生长期内土壤pH稳定提高0.2个单位，产量提高11.6%~14.7%。本研究阐明了产碱菌通过产碱代谢、酶活性调控及酸形态转化等多途径协同改良酸化土壤的机制，发现产碱菌L. fusiformis LW-3在改良酸性土壤方面具有良好的应用前景，为产碱菌应用于耕地酸化治理提供了支撑。
-
土壤浸提液中自然丰度和低浓度标记NH4+-15N测定方法优化
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。
-
持续集约化森林经营下土壤微生物多样性对土壤多功能性的影响
DOI: 10.11766/trxb202505240239
摘要：
土壤微生物作为沟通土壤有机和无机环境因子的重要媒介，在调节多项土壤功能中发挥着重要作用。森林经营是森林土壤最主要的人为干扰活动，但持续森林经营管理下土壤微生物对森林土壤多功能性的影响机制尚不清楚。以大别山山核桃次生林为研究对象，分析了不同经营时间（0 a、3 a、8 a、15 a、20 a）和经营方式（CK，无管理经营；EM，粗放经营；IM，集约经营）下土壤微生物多样性和4种土壤功能（养分供应、养分储存、养分循环和碳储存）的特征变化，旨在揭示土壤微生物多样性对土壤多功能性的调控机制。结果表明，无论是集约经营还是粗放经营，短期的森林经营活动有利于提高土壤微生物多样性和土壤多功能性，但随着经营时间的增加，二者均显著降低；与经营方式相比，经营时间对土壤微生物多样性和土壤多功能性的影响更显著；集约化经营放大了经营时间对土壤多功能性变化的影响。土壤功能指标中，土壤有机碳、全磷、微生物生物量碳、碱解氮、全钾、微生物生物量氮、蔗糖酶和β-1,4-葡萄糖苷酶是影响大别山山核桃次生林土壤多功能性的关键指标。土壤微生物多样性通过影响土壤中的养分含量和胞外酶活性，间接影响了土壤多功能性。上述结果表明，长期森林经营管理（尤其是集约经营管理）导致的土壤微生物多样性丧失是土壤多功能性退化的重要因素。研究结果将为山区经济林经营管理和维持土壤生态系统功能提供理论依据。
-
低温驯化的南美蟛蜞菊根际土壤微生物对其不同地理种群耐寒性的影响
李一凡, 宫宗志, 刘俊臻, 祁珊珊, 程鹏飞, 戴志聪, †, 杜道林
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。根际微生物群落作为根际环境的组成部分，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。
-
流变学方法研究生物质炭添加对土壤结构力学稳定性的影响
何 冰, 李江文, 周 琳, 孙 健, 许晨阳, 杜 伟, 胡斐南
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，分析不同含量生物质炭添加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。
-
套种珍贵树种对杉木林土壤化学性质及微生物群落的影响
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。
-
城市绿地土壤细菌和真菌群落结构对有机物料的响应
DOI: 10.11766/trxb202412230502
摘要：
添加有机物料显著影响土壤微生物群落结构及多样性，但城市绿地土壤微生物对有机物料的响应尚不明确。本研究采用尼龙网袋法，研究6种有机物料，包括园林绿化废弃物（绿废）、绿废堆肥、沼渣、沼渣堆肥、泥炭和生物炭，添加16个月后对城市绿地土壤理化性质、细菌和真菌群落特征及微生物网络关系的影响。结果表明，添加不同类型有机物料均提高城市绿地土壤电导率、有机碳和全氮含量，增幅分别为12.7%~49.0%、34.1%~87.0%和4.2%~14.7%。添加有机物料对细菌Alpha（?）多样性无影响，而显著促进真菌?多样性，土壤电导率是主要影响因子。子囊菌门（Ascomycota）是城市绿地土壤优势真菌，添加绿废和绿废堆肥处理土壤真菌群落显著区别于其他有机物料处理，pH和微生物生物量碳是影响真菌群落的重要因素；变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和厚壁菌门（Fimicutes）等为土壤优势细菌，添加沼渣和沼渣堆肥与其他处理土壤细菌群落明显分离，有机物料芳香度指数是驱动细菌群落差异的主要因子。共现网络分析获得6个生态模块，不同模块中物种相对丰度与有机物料芳香度指数和土壤养分有较强相关性，其中，模块2、3、4中的细菌群落相对丰度在沼渣和沼渣堆肥处理中最高，其与土壤溶解性有机碳、微生物生物量碳和全氮含量呈显著正相关关系，表明添加沼渣和沼渣堆肥能提高土壤养分有效性，刺激细菌数量及活性。综上，不同类型有机物料可通过影响城市绿地土壤理化性质改变微生物群落组成和互作关系，进而调控土壤碳循环，添加低芳香度指数有机物料有利于碳的分解和周转，高芳香度指数有机物料则可能促进碳的稳定与留存。研究结果对于评价有机废弃物资源化利用协同提升城市绿地土壤微生物多样性及功能具有重要意义。
-
土壤强还原处理防控番茄青枯病的微生物多界互作机制
徐淑楠, 谢祎, 卢芝钰, 李瑞敏, 闫元元, 任轶, 周杏, 蔡祖聪, 黄新琦
DOI: 10.11766/trxb202506070264
摘要：
土壤微生物群落相互关系在维持植物健康中发挥重要作用。作为一种高效防控作物土传病害的生态调控措施，土壤强还原处理（Reductive soil disinfestation, RSD）对土壤微生物群落相互关系的影响及其对植物病害防控效果的贡献仍不清晰。本研究基于两处田间试验，系统研究RSD对土壤细菌、真菌和原生生物群落界内和跨界互作的影响，以及群落互作与番茄生长之间的关联。结果表明：较对照相比，RSD处理后番茄青枯病发生率显著下降90.2%，存活植物株高和番茄产量分别提高13.5%和57.4%。RSD处理后土壤细菌和真菌群落多样性指数显著下降，且细菌、真菌和原生生物群落结构均发生显著变化。RSD处理富集的微生物类群包括细菌Proteobacteria和Acidobacteria、真菌Ascomycota和Mortierellomycota、原生生物Rhizaria和Archaeplastida。RSD处理后土壤细菌、原生生物以及跨界群落总内聚力显著提升。相关性分析结果表明，相较于群落多样性和组成结构，细菌、细菌-真菌以及细菌-真菌-原生生物群落总内聚力与植物发病率、株高和产量表现出更强和更稳定的联系，与番茄发病率呈显著负相关，与产量和株高呈显著正相关。本研究强调了细菌及跨界群落互作在决定植物生长方面的重要作用，并为RSD处理的抑病机制提供了新的认识。
-
生态集约化提升农田土壤多功能性的研究进展
DOI: 10.11766/trxb202505040204
摘要：
在全球粮食需求持续增长与气候变化加剧的双重压力下，人类比以往任何时候都更加依赖土壤所提供的多种生态功能。然而，传统集约化农业过度追求粮食产量，长期“重种轻养”，导致生物多样性丧失、土壤退化及环境污染等一系列生态问题。生态集约化农业以“基于自然的解决方案”为核心，强调生产与生态功能的协调发展，旨在以最小的环境代价提升土壤多功能性，推动农业向绿色生产模式转型。本文系统阐述了生态集约化提升土壤多功能性的内在机制，并解析了典型管理措施（保护性耕作、多样化种植、有机物料施用及有益生物介入）对土壤多功能性的调控路径。基于研究现状，总结了当前面临的主要挑战，包括土壤多功能性评价体系尚不完善，功能协同与权衡关系研究不足，以及多措施协同作用机制认识有限，并提出应对策略。最后，本文展望了未来的研究方向，强调需在时空维度上构建动态化、多尺度的土壤多功能性研究框架；深化机制解析，推动理论与方法创新；推进多措并举和“因地制宜、因时制宜”的区域适应性管理策略。通过科学研究与实践应用的互相促进，生态集约化有望实现农业生产与生态功能的双重提升，为农业可持续发展提供坚实支撑。
-
基于地球关键带理论的耕地土壤安全评价——以黑龙江绥化市为例
DOI: 10.11766/trxb202503250139
摘要：
东北黑土区是中国重要的商品粮生产基地，确保东北黑土区的土壤安全是保障国家粮食供应与促进资源永续利用的前提。然而，现有评价体系缺乏对地球关键带多圈层互动机制方面的整合，难以量化自然基底与人类活动的协同效应，制约了东北黑土区耕地资源可持续利用的系统性决策。本研究聚焦黑土典型区域绥化市，以地球关键带理论为指导，构建了“状态（C1）-性能（C2）-资本（C3）-关联性（C4）”四维评价体系，从土壤物理、化学、生物性质等方面选取17项指标（如黑土层厚度、阳离子交换量、土壤有机质含量等），刻画绥化市耕地土壤安全格局，并结合随机森林模型揭示地球关键带要素对土壤安全的影响机制。结果表明：（1）C1状态分值呈现东北高西南低的空间分异特征；C2分值整体较高；C3资本分值的空间特征与C1相反，呈现出东北低西南高的空间分异特征；C4在空间上没有明显的规律。（2）土壤安全综合分值为54.3～88.4（平均值77.7），84.9%的耕地处于中度安全及以上水平，较高安全度区域（56.5%）集中于北林区、安达市和海伦市，临界及不安全区域（15.1%）主要分布于庆安县和明水县。（3）17项指标的平均均方误差增加值（%IncMSE）为1.3%，黑土层厚度和土壤有机碳含量的%IncMSE分别为10.7%和3.7%，特征重要性远超其他指标。综上，文章基于地球关键带圈层互动理论所构建的四维评价体系可量化自然基底与人类活动的相互作用，阐明黑土区土壤安全的地球关键带圈层响应机制，为黑土区耕地资源的可持续管理提供了系统性决策工具。
-
不同水稻品种土壤养分和微生物群落对臭氧浓度升高的响应
纪洋, 杜一鸣, 赵梦颖, 张艺嘉, 李雨欣, 尚博, 冯兆忠
DOI: 10.11766/trxb202502060048
摘要：
近地层臭氧（O3）浓度升高对水稻生产的威胁日益加剧，但其对土壤养分循环及微生物等地下生态系统的影响机制及剂量效应尚不明晰。本研究以长江三角洲地区3种主栽水稻品种（淮稻5号、南粳5055号、武运粳27号)为对象，通过开顶气箱（Open Top Chamber）模拟不同O3浓度梯度 [NF（环境大气）、NF20（环境大气+20 nmol·mol-1 O3）、NF40（环境大气+40 nmol·mol-1 O3）、NF60（环境大气+60 nmol·mol-1 O3）]的84 d熏蒸试验，系统解析O3浓度升高对稻田土壤养分含量及微生物群落的剂量效应。结果表明，O3浓度升高显著改变水稻灌浆期表层土壤硝态氮（NO3--N）和有效磷（AP）含量、甲烷氧化菌（pmoA）和古菌丰度，而可溶性有机碳（DOC）、全碳（TC）、速效钾（AK）含量、细菌和产甲烷菌丰度无显著响应。不同水稻品种存在特异性响应规律，O3和水稻品种的交互效应显著影响土壤铵态氮（NH4+-N）、NO3--N和AP含量，其中O3熏蒸显著降低淮稻5号土壤NO3--N和NH4+-N含量、武运粳27号NO3--N含量，其抑制作用随O3浓度升高而减弱；而高浓度NF60处理下南粳5055号NO3--N、武运粳27号NH4+-N含量显著增加。淮稻5号土壤AP含量与O₃浓度呈显著负相关，而其他两个品种无显著剂量效应。O3熏蒸显著增加南粳5055和武运粳27品种土壤pmoA丰度，其促进效应与O3浓度呈显著正相关。同时O₃浓度升高显著改变土壤细菌群落结构，其中南粳5055品种绿弯菌门（Chloroflexi）、武运粳27品种拟杆菌门（Bacteroidota）的相对丰度与O3浓度呈显著正相关，南粳5055品种Bacteroidota、淮稻5品种脱硫菌门（Desulfobacterota）则呈显著负相关，而南粳5055、武运粳27品种碳氮代谢通路丰度随O3浓度升高呈非线性剂量关系。研究结果表明不同水稻品种的土壤养分含量和微生物群落对O3胁迫存在特异性响应，且其对O3的敏感度可能存在阈值浓度，因此关于O3胁迫对地下生态系统元素循环的影响机制及其关键生态阈值的精确量化，仍需长期定位观测来深入解析。研究可为量化O3污染的稻田生态风险及抗性品种选育提供理论依据。
-
碱性土壤小麦高累积镉的机制与阻控策略探讨
高岩, 樊广萍, 李云涛, 史高玲, 童非, 李江叶, 陈未, 葛成浩, 周东美
DOI: 10.11766/trxb202502060046
摘要：
小麦作为全球三分之一人口的主粮，其籽粒镉（Cd）的富集能力及其引发的膳食暴露风险长期未得到充分关注。本文通过整合国内外文献分析与前期研究基础，初步明确了受污染碱性土壤中小麦具有较高的Cd累积能力和超标风险。在稻麦轮作农田系统中，相同点位小麦籽粒Cd富集系数显著高于水稻，且碱性土壤Cd浓度低于风险筛选值时，小麦籽粒Cd超标率仍较高。随土壤pH的升高，小麦对成人日均膳食Cd暴露量的贡献率增加，而水稻贡献率则降低，表明碱性土壤环境显著加剧小麦的Cd暴露风险。文章进一步讨论了碱性土壤Cd的赋存形态及其影响因素，分析了旱作碱性土壤小麦根际界面Cd分配过程与形态转化驱动机制，探讨了小麦Cd-微量元素吸收转运互作效应。未来需加强小麦根际界面Cd迁移转化过程与Cd-微量元素吸收转运的分子互作机制研究，以发展适配碱性Cd污染土壤特性的小麦安全生产技术体系。
-
东北黑土区硅粉富集层的空间分异与影响因素——以辽宁省为例
DOI: 10.11766/trxb202503210129
摘要：
在中国东北黑土区，硅粉富集层显著影响土壤物理特性，阻碍植物根系穿透和水分运移，加剧坡地侵蚀。以辽宁省为典型区域，整合野外调查采样与全国第二次土壤普查数据共333个土壤剖面样本，运用机器学习量化硅粉富集层空间分布及特性。结果表明，硅粉富集层主要分布于辽宁省的沈阳、铁岭、抚顺、本溪、丹东及朝阳等地，总面积约4 261 km2，模型预测精度达0.42。其特性表现为：辽宁中部阶地丘陵区硅粉积累深厚，东部山地区较浅。二氧化硅新生体丰度和密度中部高四周低（丰度为6.66%～27.35%、密度为132.70～611.94 g·dm-3），硅粉富集层的出现深度在辽宁中部和北部较深（21.06～74.06 cm），厚度在辽宁东部较薄（31.78～97.71 cm）。年均地温、相对湿度和降水量显著影响硅粉富集层分布。沈阳东部因地下水活动频繁、气候相对温暖湿润，硅粉富集层深厚；抚顺等山地地区受地下水影响有限，地势较高，受生物富集作用和降水量影响较大，硅的淋溶量小，且淋溶和沉积的深度浅薄，因而硅粉富集层浅薄。本研究为理解硅粉富集层的空间分布及其影响因素提供了科学依据，并为制定有效的土壤改良策略提供了指导。
-
酸性菜地土壤性质及生产力对施用碳酸钙和有机物的响应
耿锦沼, 李振轮, 张敏, 陈福慧, 马征, 梁康, 栾慧琳
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、腐殖酸钾、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，革兰氏阴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。
-
市售酸性土壤调理剂的信息统计与性质分析
于俊峰, 郭心怡, 李忠意, 付登伟, 王远鹏, 周 佳, 王 帅
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。
-
长期施肥下砂姜黑土矿物结合态有机碳（MAOC）源解析
俞子洲, 郭自春, 丁天宇, 王道中, 花可可, 郭志斌, 高 磊, 彭新华
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。
-
羊粪配施木醋液对盐碱土壤养分及冬小麦耐盐能力的影响
郄莹, 李义红, 王广恩, 蒋龙刚, 李东晓, 张月辰, 郭 丽
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。
-
表面光谱-能谱技术解析氧化铁与硒代蛋氨酸的相互作用特征
王锐, 刘鑫, 侯瑞晨, 杨慧, 杨顺评, 谌雪乐, 龙婷, 向文军, 魏世勇, 谭文峰
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。
-
盐碱地作物“根际适生微域”理论架构与技术路径思考
李光杰, 于震, 王冲, 施卫明, 王昭月, 李彦, 张琳, 刘兆辉
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“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。
-
覆盖作物轮作改善砂姜黑土生物孔隙结构的多尺度研究
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 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 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。
-
有机粪肥施入对农田剖面土壤固碳潜力的影响
李甜甜, 朱 奇, 沈李东, 朱田燊, 张佳凯, 马煜春, 夏龙龙
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入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。
-
大气CO2浓度升高影响稻田土壤固氮潜势的微生物机理
DOI: 10.11766/trxb202412250509
摘要：
生物固氮可将惰性氮气转化为植物可利用态氮，是维持土壤氮素循环和支撑农业生态系统生产力的核心环节。本研究旨在阐明大气CO2浓度升高影响稻田土壤生物固氮过程的微生物驱动机制，为气候变化背景下稻田氮循环优化和农业可持续氮管理提供科学依据。利用基于开顶式气室的CO2浓度自动调控平台，设置CK（环境CO2浓度）和EC（环境CO2浓度升高200 μmol·mol?1）2个处理，通过微宇宙培养、实时荧光定量PCR、高通量测序等技术分析稻田土壤理化性质、固氮潜势（NFP）、固氮菌（nifH基因）的丰度及群落组成等指标，探讨大气CO2浓度升高影响稻田生物固氮的微生物驱动机制。结果表明，就全生育期而言，与CK相比，EC处理使稻田土壤微生物生物量氮（MBN）含量显著升高3.3%，使土壤NH4+?N含量显著下降11.6%。同时，EC处理使稻田土壤的NFP和nifH基因丰度均显著增加。在水稻成熟期，EC处理的nifH基因群落结构较CK处理发生了显著变化。此外，稻田土壤TN含量与土壤NFP呈显著正相关，而土壤NFP由土壤MBN含量、土壤有机碳含量和nifH基因丰度综合调控。综上，大气CO2浓度升高通过增加土壤MBN含量和固氮菌的数量，从而使NFP增强并增加稻田土壤氮含量。
-
生物质炭与硅藻土调控滨海盐渍土硝化及氨氧化微生物机制
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。本研究选取黄河三角洲典型滨海盐渍化土壤，进行42 d的室内培养试验，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，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（NH??-N）含量和硝化抑制率（NIR）呈显著正相关，与硝态氮（NO??-N）含量呈显著负相关；而AOB与NH??-N含量和NIR呈显著负相关，与NO??-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。
-
H+与表面氧原子的极化诱导共价作用促进黏土矿物溶解
DOI: 10.11766/trxb202501090018
摘要：
黏土矿物溶解反应是自然土壤酸化和矿物风化的重要过程之一。但黏土矿物溶解反应的表面反应机制仍不清晰。矿物表面电荷产生的强电场使矿物表面氧（O）原子与氢离子（H+）之间会产生新的共价性相互作用，即极化诱导共价作用（PICB）。本研究以蒙脱石（MMT）、伊利石（ILI）和高岭石（KLI）为研究对象，通过矿物溶解分析和水热实验，探究PICB促进黏土矿物溶解的界面反应机制。研究结果表明，矿物中元素溶出密度随pH降低而增加，矿物溶解初期阶段较好地符合脱盐基化、脱硅化、富铁铝化三个化学风化阶段。PICB增强了H+吸附能密度（γH(0)），且|γH(0)|随pH降低而增大，表明低pH条件下H+与矿物表面相互作用更强。理论分析与实验结果均表明，H+-矿物极化诱导共价作用和矿物元素溶出密度的临界pH为3.0。当pH < 3.0时，PICB明显增强，导致Si-O键能明显减弱，硅酸盐矿物的溶解大幅提高。尽管不同矿物的元素溶出密度随pH的变化表现出较大差异，但是元素溶出密度与γH(0)的关系均服从同一规律，表明γH(0)对黏土矿物结构具有重要影响。随着γH(0)的增强，MMT水热反应产物中SiO2含量增加，以Al2O3为代表的其余产物随之减少。H+-矿物极化诱导共价作用增强了H+-矿物表面O原子的γH(0)而减弱矿物Si-O键能，从而促进矿物结构解体。本研究定量阐述了H+与矿物相互作用对矿物化学风化的影响，为提出矿物结构稳定性的定向调控技术提供理论指导。
-
长期植稻土壤团聚体有机质组分的变化特征及其积累机制
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，结合傅立叶变换红外光谱（FTIR）和三维荧光光谱（3D-EEM）技术，探究了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。结果发现：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。这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。
-
镉污染土壤的可持续利用：基于植物镉积累机制的安全利用策略
黄赳, 胡蝶, 高永强, 陈昌招, 姜萌萌, 王浩宇, 钟崇巍, 郑璐, 沈仁芳, 朱晓芳
DOI: 10.11766/trxb202502260089
摘要：
重金属镉污染对农业生产和人类健康构成严重威胁。本文探讨了土壤镉的化学行为及其生物有效性的影响因素，阐明了镉对植物的毒害作用；重点综述了参与植物对镉的吸收、转运、解毒过程的金属转运蛋白（包括Nramp、HMA、ZIP、ABC、YSL等转运蛋白家族）以及在抵御镉胁迫中发挥重要作用的调节性转录因子家族（WRKY、MYB、bHLH、NAC等）。这些基因功能机制的解析可以为靶向调控作物镉积累提供理论依据。此外，基于上述理论基础，提出了基于分子设计的污染土壤可持续利用的新策略。本文旨在为降低农产品中镉含量、确保食品安全并推动可持续农业发展提供科学依据。
-
农田黑土自然恢复过程中土壤有机碳及其组分的变化特征
DOI: 10.11766/trxb202503140117
摘要：
农田恢复为自然草地的过程能够显著提高土壤有机碳（SOC）含量。为探究植被恢复过程中黑土SOC的变化规律，基于19年的长期定位试验，研究农田黑土恢复为草原化草甸植被过程中SOC数量及其组分随时间的动态变化，并与农田（CL）和无植被覆盖的裸地（BL）进行对比分析。结果表明：（1）与初始土壤相比，自然恢复草地（GL）使表层（0~20 cm）SOC含量显著增加了26.19%，年均增长率为1.38%（0.41g·kg-1·a-1），而BL处理的SOC含量显著降低了7.99%，CL处理则无显著变化；（2）从整个0~100 cm土层来看，GL不仅提升了表层SOC含量，还显著增加了20~60 cm土层的SOC含量，其中0~20、20~40和40~60 cm土层的增幅分别为26.19%、12.08%和8.70%，而CL和BL处理对20 cm以下土层的SOC含量无显著影响；（3）与初始土壤相比，GL处理使土壤游离态轻组碳（fLFC）、闭蓄态轻组碳（oLFC）和重组碳（HFC）含量分别增加了199.45%、112.83%和12.00%，同时提升了fLFC和oLFC两个活性组分的比例，降低了HFC的比例；（4）从腐殖质组分来看，GL处理使土壤富里酸（FA）、胡敏酸（HA）和胡敏素（HM）含量分别增加了74.82%、29.69%和11.46%，并降低了胡敏酸与富里酸比值（HA/FA），表明土壤有机质的腐质化程度有所下降。综上所述，农田长期恢复能够有效提升黑土有机碳含量，并促进活性SOC组分的积累。
-
覆盖作物对砂姜黑土生物孔隙鞘有机碳及微生物群落的影响*
谢婉玉, 刘帅, 郭自春, 高磊, 陈晏, 沈心涛, 张中彬, 彭新华
DOI: 10.11766/trxb202412300513
摘要：
种植覆盖作物是调控土壤结构、增加土壤有机碳的重要措施。覆盖作物能通过根系穿插腐解形成生物孔隙，改善土壤孔隙结构，但不同覆盖作物对生物孔隙鞘土壤有机碳累积和微生物群落的调控作用尚未明晰。本研究在典型砂姜黑土上开展不同覆盖作物类型（休闲、苜蓿、油菜、萝卜+毛苕子混播）与夏玉米轮作的田间试验，测定不同处理20～40 cm土层生物孔隙鞘中有机碳、全氮含量，利用高通量测序技术探究不同处理生物孔隙鞘中细菌、真菌群落结构的差异。结果表明：与非孔隙鞘相比，苜蓿处理下生物孔隙鞘有机碳含量显著增加了33.4%，苜蓿和萝卜+毛苕子混播处理下生物孔隙鞘全氮含量分别显著提高了24.6%和18.5%，不同覆盖作物生物孔隙鞘的有机碳和全氮含量无显著差异。覆盖作物种类与土壤生境的交互作用显著影响微生物群落结构。生物孔隙鞘的细菌群落α多样性指数和生态位宽度指数均显著高于非孔隙鞘，尤其是在萝卜+毛苕子混播处理中；但在真菌群落中则无显著差异。与非孔隙鞘相比，生物孔隙鞘中的微生物群落向富营养菌群转变；苜蓿处理生物孔隙鞘中假单胞菌属（Pseudomonas）和芽孢杆菌属（Bacillus）的相对丰度总和高于其他处理。相关性分析表明，参与碳分解和转化过程的核心微生物类群的相对丰度与土壤有机碳含量呈显著正相关。综上所述，苜蓿处理的生物孔隙鞘中有机碳和全氮含量显著增加，土壤有机碳含量可能通过影响细菌α多样性指数、生态位宽度指数和核心微生物的相对丰度来调节生物孔隙鞘的微生物群落结构。
-
不同生物质材料对盐碱土理化特性及水盐运移特征的影响
孙燕, 刘建旗, 吴建鑫, 冯振龙, 刘先何, 胡子付, 叶锦豪
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，严重制约着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。本研究通过室内一维垂直入渗试验，旨在探讨添加不同生物质材料（8‰生物质炭（B）、8‰生化黄腐酸（BF）以及4‰生物质炭与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，且按等体积装置。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两种模型均能很好的模拟入渗过程，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值低于初始值，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。
-
改良措施对苏打盐化草甸土团聚体稳定性及腐殖质组成的影响
李思岩, 梁晓艳, 王辰, 王雨晴, 谢威, 杨迪, 张明聪
DOI: 10.11766/trxb202501060011
摘要：
研究不同改良措施对苏打盐碱地土壤结构及腐殖质特性的调控机制。采用大田对比试验，设置常规（CK）、生物炭（T1）、有机肥（T2）和复合改良剂（T3）处理，研究其对苏打盐化草甸土团聚体稳定性及腐殖质组成及大豆产量的影响。结果表明，与CK相比，T1、T2和T3处理均显著促进微团聚体向大团聚体的转化。T3处理效果最为显著，>2 mm粒径团聚体质量分数增加12.66%（P<0.05），显著高于T1和T2。T3处理通过降低土壤pH 3.02%并同步提高有效磷（67.84%）、碱解氮（7.98%）含量，显著改善养分有效性；其土壤平均重量直径和几何平均直径值分别提高7.99%和2.39%，同时使微团聚体（0.053～0.25 mm）有机碳含量提升24.58%～31.14%，显著高于其他处理。在腐殖质组分上，T3处理各粒径胡敏酸、富里酸和胡敏素含量增幅分别为19.95%～29.62%、3.64%～6.48%和7.33%～36.92%，均优于T1和T2处理；T3处理显著提升腐殖质复杂程度，E4/E6比值显著增加84.84%。PLS-PM结构方程模型揭示土壤有机碳（路径系数0.96）通过调控腐殖酸总量（1.13）和胡敏素（1.29）显著影响团聚体稳定性。产量分析表明T3处理通过增加株高（61.32%）和单株荚数（11.96%）实现大豆产量2653.97 kg·hm-2，增产42.67%。研究表明复合改良剂（T3）通过重构腐殖质分子结构，使大粒级团聚体分子结构复杂化，促进胶结物质增加，提高有机碳含量，显著提高了>2 mm粒径团聚体质量分数和土壤团聚体稳定性，有效改善了苏打盐化草甸土耕层土壤结构，为苏打盐碱地改良与产能协同提升提供理论依据。
-
桥梁施工对红树林土壤真菌多样性和共存网络的影响
DOI: 10.11766/trxb202412090480
摘要：
桥梁施工强烈影响着滨海湿地土壤微生物群落结构与功能，然而，其对红树林土壤真菌群落的影响尚未可知。本研究探究了红树林桥梁施工区域：钢护筒围堰（Steel casing pipe, SC）、钢板桩围堰（Sheet pile cofferdam, SP）与未干扰区域（Undisturbed areas, UD）的土壤真菌群落，结果表明，UD和SC生境土壤的主要真菌生物标志物为子囊菌门（Ascomycota），而SP生境则以担子菌门（Basidiomycota）为主。SP生境土壤真菌物种丰富度显著（P < 0.01）高于SC和UD生境。此外，SP生境土壤的腐生营养型真菌物种丰富度显著（P < 0.05）高于SC和UD生境，且SC生境的腐生营养型真菌相对丰度也显著（P < 0.05）高于UD生境。土壤C/N比、TN和pH是影响真菌功能类群的主要环境驱动因子。共存网络分析表明UD生境的网络复杂性（avgK = 1.94）高于SC和SP生境。本研究揭示了桥梁施工对红树林土壤真菌群落的影响，为滨海湿地土壤生物多样性保护和施工活动的环境管理提供了理论依据。
-
有机替代对作物-土壤-微生物化学计量特征及土壤磷形态的影响
DOI: 10.11766/trxb202412120486
摘要：
针对稻麦轮作系统不同比例有机肥替代化肥下作物-土壤-微生物养分化学计量比规律认识不清的问题，以中国科学院常熟农业生态实验站宜兴基地有机肥等养分替代5年定位试验为研究对象，选取不施磷肥（CK）、常量施化学磷肥（CF）、有机肥替代30%化学磷肥（TM）、有机肥替代50%化学磷肥（FM）以及有机肥替代100%化学磷肥（HM）5个处理，探究等氮磷钾养分投入下有机肥替代比例对作物-土壤-微生物化学计量比及磷有效性的影响。五年十季结果表明：水稻和小麦的籽粒、秸秆产量以及全碳、全氮、全磷养分化学计量比在各处理间无显著差异。TM、FM、HM处理下土壤有效态化学计量比，包括可溶性有机碳:有效氮、可溶性有机碳:有效磷、有效氮:有效磷范围分别为7.08~7.39、23.1~26.8，3.59~4.06。与CF处理相比，TM、FM和HM处理的土壤全量养分化学计量比无显著差异，显著提高土壤有机磷组分（增幅为49.7%~58.2%，以中等活性有机磷NaOH-Po为主）；同时土壤微生物生物量碳（MBC）、微生物生物量氮（MBN）和微生物生物量磷（MBP）分别增加14.3%~61.1%、4.37%~36.2%和46.4%~50.8%。各处理下土壤MBC:MBN为11.6~14.5，MBC:MBP为68.3~106，MBN:MBP为5.32~7.32。TM和FM处理显著降低了土壤酶活性化学计量比EEA（C:N），但对土壤-微生物化学计量平衡无显著影响。以上结果表明，有机肥等养分替代30%化肥在维持作物产量的同时，能够有效提高土壤有效磷含量。研究表明，科学调控有机肥替代比例对于优化土壤养分管理、提升土壤肥力及促进农业可持续发展具有重要意义。
-
生物培肥对根际解磷细菌群落及玉米产量的影响
彭紫怡, 郑洁, 朱国繁, 石广萍, 王晓玥, 丁杨惠勤, 周顺桂, 蒋瑀霁
DOI: 10.11766/trxb202412310518
摘要：
根际解磷细菌群落作为土壤磷素循环的重要功能类群，其丰度、群落组成和多样性的变化决定了土壤碱性磷酸酶（Alkaline phosphomonoesterase, ALP）活性和磷素有效性。为探讨不同生物培肥对旱地红壤解磷细菌群落和玉米产量的影响，基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站设置的旱地红壤生物培肥长期定位试验（11年），选取化肥+有机肥（FO）、化肥+有机肥+解磷细菌（FOP）、化肥+有机肥+线虫（FON）、化肥+有机肥+解磷细菌+线虫（FOPN）4个处理，采用荧光定量PCR和高通量测序技术揭示生物培肥对根际解磷细菌群落、ALP活性和玉米产量的作用机制。结果表明：（1）与FO处理相比，生物培肥（FOP、FON、FONP）均显著改善了土壤肥力以及提升玉米产量，其中复合接种处理（FOPN）的效果最佳，土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）和玉米产量分别提高了8.1%、24.2%、30.5%、20.2%及39.7%。（2）生物培肥下，根际解磷细菌群落丰度显著增加，且存在显著的交互效应，而Shannon指数均低于FO处理；解磷细菌群落丰度与TN和AN呈显著正相关。（3）碱解氮、解磷细菌丰度及ALP活性是玉米产量的最重要驱动因子。结构方程模型表明，碱解氮不仅直接促进玉米产量，还通过增加解磷细菌丰度和提高ALP活性间接增加玉米产量。综上，生物培肥处理显著增加了解磷细菌丰度，解磷细菌丰度的变化可能是调控玉米磷吸收的潜在机制。生物培肥通过提升旱地红壤肥力，间接增加解磷细菌丰度和ALP活性，从而促进有机磷矿化及玉米生长。
-
牦牛粪添加对高寒草甸土壤酶活性的时空变化特征
DOI: 10.11766/trxb202501160033
摘要：
牦牛粪是影响高寒草地生态系统土壤养分循环的重要因素，而土壤酶活的变化可以有效衡量土壤养分循环过程。为探索高寒草甸牦牛粪添加下土壤酶活性的时空变化特征，利用96微孔酶标板荧光分析法，以青藏高原东缘高寒草甸土壤中参与土壤碳氮转化过程的关键酶（β-葡萄糖苷酶（BG）、过氧化物酶（PER）和酚氧化酶（PPO），β-N-乙酰葡萄糖苷酶（NAG）和蛋白酶（LAP））为研究对象，分析牦牛粪在冷暖季不同分解时间以及不同堆积距离（牛粪底下（D0）、距离牛粪10 cm（D10）和20 cm（D20））对土壤酶活性的潜在影响。结果表明：（1）冷暖季牛粪分解均显著增加了上述五种酶的活性，且D0下土壤酶活性达到最高。随着暖季向冷季分解时间的推移和牛粪为中心向外辐射距离的增加土壤酶活性逐渐降低；（2）冷暖季牛粪分解均显著提高了土壤全量养分（总碳、总氮、总磷）和速效养分（铵态氮、硝态氮、速效磷），土壤水分和 pH，但冷暖季分解时间对以上土壤环境因子的影响存在差异；冷季的土壤理化性质与酶活性之间的相关性显著强于暖季，其中冷季的C/N比对酶活性的影响最为显著。外源性养分的添加导致营养物和有机物的重新分配，酶活性变化具有时空梯度分布特征，其变化规律与距牛粪的空间距离（向外辐射）与土层（向下延伸）呈显著相关性。
-
增温对黄土高原草地土壤有机碳三库分解影响特征与机制
DOI: 10.11766/trxb202411150440
摘要：
草地作为分布广泛的生态系统，其土壤有机碳库分解对全球碳循环具有重要影响。然而全球增温对草地土壤有机碳三库分解动态的影响及其微生物-酶学调控机制尚不明确。选取黄土高原半干旱草原表层土壤，分别在15 ℃和25 ℃温度下进行553 d（约1.5年）的恒温恒湿培养，同时监测土壤呼吸速率、MBC（微生物生物量碳）、胞外酶活性和微生物群落组成等指标。结果表明：（1）与15 ℃培养相比，25 ℃培养显著增强了土壤呼吸速率、累积碳排放以及三库（活性、缓效、惰性）分解速率，但这种增强效应随着培养时间的延长逐渐减弱。在培养过程中，活性碳库的呼吸速率下降最快，缓效碳库次之，而惰性碳库的呼吸速率下降最慢。（2）微生物生物量碳和细菌多样性在25 ℃培养中下降更快，微生物群落组成变化更为剧烈。富营养型微生物（如变形菌门和子囊菌门）的相对丰度随着培养时间的推移而降低，而寡营养型微生物（如放线菌门和子囊菌门）的相对丰度则随时间升高。15 ℃培养中富营养型微生物的相对丰度较高，而25 ℃培养中寡营养型微生物的相对丰度较高。培养过程中，微生物的氧化代谢、氮需求和磷需求逐渐增强，25 ℃培养下这些指标整体高于15 ℃培养。（3）三库分解对温度变化的响应主要受胞外酶及微生物群落组成调控。逐步线性回归显示，在15 ℃培养下，MBC和氧化酶分别是活性和缓效碳库分解的正向调控因子；在25 ℃培养下，氧化酶、NAG（β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶）和AKP（碱性磷酸酶）是惰性碳库分解的正向调控因子。偏最小二乘路径模型分析表明，培养温度和时间对微生物群落组成均产生显著的调控作用。微生物群落组成对胞外酶起正向调控作用，并分别对缓效和惰性碳库分解表现出负向调控和正向调控。胞外酶作为活性和惰性碳库分解的关键调控因子，在两者的分解过程中分别起到负向调控和正向调控。本研究揭示了微生物群落变化，尤其是不同生态策略微生物组成的转变，对胞外酶活性及其计量学的调控是草地土壤碳库分解动态响应温度变化的关键因素，为理解全球碳循环和气候变化提供了重要的科学依据。
-
强酸性红壤风化壳酸缓冲容量的垂直分异特征及主控因素
DOI: 10.11766/trxb202503090107
摘要：
探究强酸性红壤风化壳的酸缓冲容量及其主控因素，以期为评估地表系统酸缓冲性能和创新酸化改良技术提供科学依据。以江西省鹰潭市余江区孙家农业小流域pH小于5.0的强酸性红壤风化壳为研究对象，该红壤风化壳起源于第四纪红黏土（上层为均质红黏土层，下层为网纹红黏土层），下伏基岩为红砂岩。通过钻孔技术采集了旱地近8 m深的岩土芯样品，样品分为均质红黏土层、网纹红黏土层、风化砂岩层、砂岩基岩层样品，通过风化壳酸缓冲容量（pHBC）及相关理化性质测定，线性和随机森林模型拟合，以及酸缓冲理论分析，系统研究了红壤风化壳不同层次中有机质、机械组成、矿物组成、铁铝氧化物、交换性盐基、交换性酸和pH对pHBC垂直变异的相对贡献。红壤风化壳酸缓冲容量呈现显著的层次分异特征。pHBC在均质红黏土层最高，为2.53 ± 0.41 cmol·kg-1·pH unit1；在网纹红黏土层居中，为1.93 ± 0.59 cmol·kg-1·pH unit-1；在风化砂岩层最低，为1.39 ± 0.22 cmol·kg-1·pH unit-1。均质红黏土层pHBC随深度增加而升高；网纹红黏土层pHBC随深度增加而降低；风化砂岩层pHBC随深度增加而降低，从风化砂岩层过渡至砂岩基岩时，pHBC升高。处于强酸性状态的第四纪红黏土层的交换性盐基离子已基本耗尽，对酸缓冲容量的贡献较低。酸缓冲容量在均质红黏土层主要依赖于晶形氧化铁和有机质的质子化过程，在网纹红黏土层主要依赖于无定形和晶形氧化铝的溶解作用以及无定形和晶形氧化铁的质子化过程，在风化砂岩层主要决定于长石溶解作用和交换性钙镁的阳离子交换作用，在砂岩基岩层碳酸盐溶解发挥了关键作用。强酸性红壤风化壳缓冲机制以铁铝氧化物的质子化和溶解过程为核心，研究结果可为红壤生态系统酸化评估和改良提供理论支持。
-
设施土壤溶解性有机质含量和质量对不同碳组分有机肥的响应
DOI: 10.11766/trxb202411190446
摘要：
溶解性有机质（DOM）是土壤碳库中最活跃的功能组分，施用有机肥是设施土壤固碳培肥的有效措施。然而，关于设施土壤DOM含量和质量对有机肥的响应尚不清楚，阻碍了设施土壤活性碳库调控机理认知与有机肥精准施用技术的发展。利用田间试验，设置不施肥（CK）、单施化肥（F）以及3种不同碳组分特征有机肥替代30%化肥氮（秸秆有机肥FMs、鸡粪有机肥FMc、菇渣有机肥FMm）处理，探究设施菜地土壤表层和亚表层溶解性有机碳（DOC）、溶解性有机氮（DON）含量的响应，结合三维荧光光谱技术和平行因子分析方法，分析土壤DOM的荧光光谱特征参数与组分构成。结果表明，与CK相比，F处理对表层和亚表层土壤DOC含量均没有显著影响；仅显著增加了亚表层土壤DON的含量，增幅达到1.22倍。与F处理相比，活性碳组分含量最高的FMc处理显著提高表层土壤DOC和DON含量，增幅分别为44.2%和78.1%；但是FMs和FMm处理表层土壤仅DON含量显著增加。与CK相比，施用化肥和有机肥显著降低表层和亚表层土壤DOC/DON比值，且表层土壤DOM腐殖化系数（HIX）显著提高1.06倍~2.07倍，并在FMc处理达到最高；亚表层土壤DOM的荧光光谱特征参数对施肥均没有显著响应。DOC、DON含量与分子量较小的富里酸类组分显著负相关，而与分子量较大的胡敏酸、芳香类腐殖质组分显著正相关。综上所述，施用活性碳组分含量高的鸡粪有机肥，能够更有效地增加表层土壤DOC和DON的含量，提高表层土壤DOM腐殖化程度，增加亚表层土壤DOM抗分解组分比例，对于实现设施菜地全耕层土壤活性碳库的含量和质量“双提升”更有裨益。
-
不同施肥处理紫色土胶体性质及其凝聚动力学研究
DOI: 10.11766/trxb202411010420
摘要：
土壤胶体的凝聚与分散影响着土壤结构、水土流失、土壤养分及污染物迁移等宏观现象。不同施肥处理土壤所处环境条件不同，使得土壤胶体数量、性质及其凝聚与分散行为存在差异，探索施肥处理对土壤胶体性质及其凝聚动力学的影响对于联结土壤微观行为与宏观现象有着重要意义。本研究以西南地区紫色土为研究对象，设置不施肥（CK）、单施尿素（N）、有机肥替代10%尿素氮（LM）、有机肥替代30%尿素氮（HM）四种施肥处理，在60 d室内土壤培养后，通过测定各施肥处理土壤胶体数量、黏土矿物组成及表面电化学性质和土壤胶体凝聚过程，探究不同施肥处理紫色土胶体凝聚动力学的差异及其原因。研究发现，试验用紫色土胶体矿物组成主要有水云母、绿泥石、蒙脱石、蛭石、高岭石，短期施肥处理对胶体含量和矿物组成无明显影响。N处理紫色土胶体表面电荷密度最高，颗粒间静电排斥力最大；LM、HM处理降低了紫色土胶体表面电荷密度，降低程度与有机肥添加量成正比。不同施肥处理紫色土胶体的凝聚动力学存在差异，临界聚沉浓度（CCC）由高到低依次为：N处理紫色土胶体、CK处理紫色土胶体、LM处理紫色土胶体、HM处理紫色土胶体；相同施肥处理紫色土胶体的CCC值表现出离子特异性效应，由高到低依次为：Na+、K+、Mg2+、Ca2+。相关性分析表明，紫色土胶体的CCC值与表面电荷密度存在较强正相关，与比表面积、有机质含量存在较强负相关。综上，不同施肥处理主要通过改变紫色土胶体表面化学性质影响土粒间相互作用力，进而影响胶体凝聚与分散行为。
-
青藏高原色季拉山土壤元素地球化学特征及化学风化强度研究
张 楚, 杨金玲, 杨飞, 叶明亮, 谷 俊, 陈雅敏, 张甘霖
DOI: 10.11766/trxb202503130113
摘要：
为揭示青藏高原南部山地土壤的风化强度和元素地球化学特征，选择位于林芝地区的色季拉山作为研究区，在不同景观-海拔选取15个典型土壤剖面，分析了土壤元素地球化学特征并估算了不同土层的风化强度。结果表明：色季拉山土壤受高寒气候影响，总体而言发育程度较弱，土壤类型以寒冻雏形土为主；土壤矿物以原生矿物为主，次生矿物含量很低；化学蚀变指数（CIA）介于47～62之间，绝大部分土壤处于弱风化状态，降水量、海拔、坡度、母质等成土因素对土壤化学风化影响的差异不明显，揭示寒性土壤温度状况是本区域土壤化学风化和土壤发育的限制性因子。土壤剖面的风化强度指标（CIA、风化淋溶系数ba、帕克风化指数WIP）自表层向下具有不同的分布模式，主要受风力、重力、径流等外营力引起的搬运、堆积作用影响，化学风化对成土作用影响较小。高山环境控制着土壤的整体发育，从而削弱了其他成土因素产生的差异。本研究结果可为理解青藏高原土壤发生演变以及土壤制图提供理论依据，为高原山地生态系统管理提供土壤学的依据。
-
全球尺度上微生物残体碳与土壤团聚体稳定性的关系
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（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，深入探讨了MNC与土壤团聚体稳定性（以平均重量直径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。
-
不同有机物料对盐碱土胶体稳定性的影响
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颗粒直径，使其与非盐碱土胶体直径相近。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处理显著降低了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。
-
土壤有机碳对化肥减施或有机肥替代的响应特征及影响因素
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。本研究运用Meta整合分析法及随机森林模型分析了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有机碳下降幅度相近，菜地的有机碳变化不显著。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 m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。
-
土壤温度预报方程研究进展
DOI: 10.11766/trxb202210220581
摘要：
土壤温度（尤其是地表温度）是陆地和大气之间相互作用中关键的物理量，在地球系统中扮演了十分重要的角色。土壤温度预报技术一直是陆面模式、数值天气预报和气候预测中核心科学问题。本文系统回顾了土壤温度预报方程的研究进展，从经典的热传导方程到考虑了土壤水分垂直运动物理过程的热传导-对流方程，从用单一正弦波逼近到用傅里叶级数逼近地表温度日变化，从假设对流参数无日变化为常数到考虑其日变化，着重概述了土壤热传导-对流方程的创建、改进及求解。最后，本文对热传导-对流方程在地表能量平衡、土壤水分垂直运动、水通量和地震、冻土热传输研究中的应用进行了回顾。同时指出，全相态的土壤水和植物根系对热传导-对流方程的影响是土壤温度预报方程未来的研究方向。
-
河北滨海盐碱地土壤钠吸附比特征及预测研究
陈天明, 张冲, 高会, 王丰, 尚白军, 付宇航, 陈惠泽, 刘金铜, 付同刚
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-、SO42-、EC、pH、BD、HCO3-、SOM、SWC、STP、SCP 、KS均呈显著相关，其中与Cl-、SO42-、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。
期刊介绍
主管单位： 中国科学院
主办单位：中国土壤学会
主编：徐仁扣
地址：南京市江宁区麒麟街道创优路298号
邮政编码：211135
电话：025-86881237
邮箱：actapedo@issas.ac.cn
国际统一刊号：0564-3929
二维码
-
微信公众平台