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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
2026,63(4):995-1006, DOI: 10.11766/trxb202502060046
摘要：
小麦作为全球1/3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含量低于风险筛选值时，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。
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海南热带农田土壤氮素循环研究进展与展望
2026,63(4):1007-1017, 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治理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。
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土壤管道侵蚀研究进展与未来展望
2026,63(4):1018-1030, 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的复杂性，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。
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基于土壤属性相似性聚类与成土环境推测的土壤空间溯源比较研究
2026,63(4):1031-1044, DOI: 10.11766/trxb202505280243
摘要：
土壤空间溯源在法医土壤学和司法鉴定领域具有重要应用价值。本研究基于安徽省265个表层土壤样本，比较两种土壤溯源策略：一是基于土壤属性相似性匹配与空间聚类分析，利用土壤光谱与理化属性相似度筛选相似样本，结合DBSCAN算法确定未知样品可能的来源区域；二是基于成土环境要素逆向推断，采用随机森林模型预测母质、土地利用、地形、气候和植被等环境要素，结合环境要素空间分布图进行来源地推断。通过模拟溯源分析，评估不同溯源策略的精度与适用性。结果表明，相似性匹配策略在空间邻近性强、数据库完善的条件下具有较高的定位精度，而成土环境推测策略在数据库有限或空间异质性强的区域溯源中表现出更优的空间限定能力。两种策略各具优势，融合应用有望进一步提升土壤空间溯源的准确性与空间解析分辨率。
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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
2026,63(4):1045-1056, 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）等指标数据，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物及硫化物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。
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秸秆覆盖和生物质炭隔层对滨海新增耕地水盐运移的影响
乐丽格，程婕妤，黄种辉，吕义豪，谢文萍，林金石，蒋芳市，黄炎和，张越
2026,63(4):1057-1070, DOI: 10.11766/trxb202505210233
摘要：
滨海新增耕地实现可持续利用的关键是控制土壤盐分上升，覆盖和隔层是控制表层土壤积盐的常用措施，但是目前有关秸秆覆盖+生物质炭隔层的组合效应对东南沿海土壤水盐运移的影响尚不明确。本研究以福建滨海新增耕地为对象，探究了生物质炭隔盐层（埋深25 cm、45 cm）+秸秆覆盖对盐渍土壤水分入渗过程和蒸发过程中水盐分布的影响。结果表明：在淋洗过程中，生物质炭隔层可减缓湿润锋运移速率，其中T3-25（表层秸秆覆盖+25 cm处生物质炭隔层）处理效果最佳，入渗73 h时，其湿润锋运移距离较CK降低了4.07%。随淋洗时间延长，各处理淋洗液含盐量下降，淋洗第一天T3-45的淋洗液含盐量最高，为16.24 g·L-1，但从总脱盐量看，CK因无隔层阻碍表现为最优，淋洗结束后其pH也最高，为8.07。在0～45 cm土层，各处理土壤含盐量显著降低，CK的脱盐率最高，为68.68%，T3-45脱盐率高于T3-25。T3-25的平均Na+含量降幅最大，为74.76%。在地下水埋深65 cm的蒸发条件下，0～45 cm土层，T3-0和T3-45的含水率显著高于CK。蒸发45天后，各处理该土层土壤盐分和Na+含量均显著增加，T3-45的积盐率和Na+含量增幅最低，分别为3.49%和14.06%，CK则最大，分别为54.21%和150.19%，各处理pH较蒸发前显著升高，且较CK高0.71%～3.57%。以上结果表明，秸秆覆盖+45 cm处生物质炭隔层协同效应最佳，在减少水分蒸发的同时，其对促进滨海盐渍土降盐、抑盐的效果也最好。本研究发现T3-25处理与T3-45处理的效果接近，在兼顾前期成本的实际应用过程中，在东南地区滨海新增耕地中可考虑秸秆覆盖+ 25 cm处生物质炭隔层的改良措施。
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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
2026,63(4):1071-1084, 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。
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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，谷峻，朱晓璇，温书恒，王勇，朱子昕，李雅莹，顾文杰
2026,63(4):1085-1096, 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。
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不同土地利用方式下土壤团聚体对养分及化学计量特征的影响
2026,63(4):1097-1109, 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与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粒径含量分别为茶园和耕地的4.11倍和1.89倍，平均质量直径（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化学计量特征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。
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黄土残塬沟壑区典型植被恢复类型的长期土壤水分动态及其驱动因素
2026,63(4):1110-1125, DOI: 10.11766/trxb202510090489
摘要：
为遏制土壤退化趋势和提升生态环境质量，黄土高原地区开展了大规模、长期的植被恢复工程，而典型植被恢复类型的长期土壤水分动态变化差异，特别是土壤水分变异性和差异性仍需深入探讨。为此，本研究选取黄土残塬沟壑区典型人工林（油松林、侧柏林、刺槐林）与天然林（辽东栎次生林），基于长时间序列（2006年—2025年）0～200 cm土壤水分动态变化，结合多期土壤理化性质、植被生长属性数据，采用单因素方差分析、主成分分析、Mantel test分析等统计方法，探讨林下土壤理化性质及植被生长参数在长期植被恢复中对林下土壤水文动态的影响。结果表明：（1）不同植被恢复类型存在显著的土壤水分差异性：与人工林相比，天然次生林的土壤水分含量整体较高，平均土壤含水量为16.8%，月均峰值可达30.4%，且具有较高的水分稳定性，变异系数平均值为12.89%；（2）不同植被恢复类型在土壤理化性质和植被属性方面存在显著差异，天然次生林的土壤氮（236.428 mg·kg-1）、磷（488.575 mg·kg-1）和有机碳含量（14.903 g·kg-1）高于其他三种人工林；乔木层和灌木层的生物量、高度等植被属性低于人工林；（3）主成分分析和Mantel test分析表明：土壤水分差异性主要由乔木属性和林下植被属性共同影响，而土壤水分变异性则主要受林下植被属性主导影响。该研究可为该区域天然次生林保护、人工林林下植被配置优化、强化林下植被培育提升水源涵养能力及水土保持管理提供理论依据。
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不同施肥处理紫色土胶体性质及其凝聚动力学研究
2026,63(4):1126-1138, 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（Critical concentration of coagulation，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。
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紫色土关键组分对镉生物有效性的调控效应
2026,63(4):1139-1154, DOI: 10.11766/trxb202506120278
摘要：
土壤组分是决定其性质和重金属行为的物质基础，但其作用效应与影响机制尚不清楚。采用选择性去除法和外源添加法，通过吸附-解吸试验、连续形态分级及盆栽生物试验，探讨了紫色土有机质核心组分腐殖酸（胡敏酸HA，富里酸FA）、铁氧化物和锰氧化物对紫色土Cd吸附性能、赋存形态及生物有效性的影响。结果表明，紫色土各组分对土壤性质的影响存在明显差异：去除土壤有机质（ROM）和铁氧化物（RFe）均提高了土壤pH、比表面积（SSA），而去除锰氧化物（RMn）的作用则相反；各组分去除均降低了土壤阳离子交换量（CEC）、电荷数量（SCN）和密度（σ0），以RFe和RMn的影响最大；外源组分添加对土壤性质的影响明显弱于组分去除，仅添加含有机质组分（AHA和AFA）处理可提高土壤pH和CEC，但使SSA显著降低，而添加锰氧化物（AMn）明显增加SSA。土壤组分和性质的改变制约Cd的环境行为：ROM和RFe显著提升了土壤Cd的吸附容量和强度，而RMn影响不显著；组分添加处理中仅有AHA和AMn可提升土壤对Cd的吸附能力。紫色土Cd的有效性（Avail-Cd）受其赋存形态制约而与吸附能力无显著关联，土壤各形态Cd中仅有交换态Cd（EX-Cd）对Avail-Cd为正向贡献，碳酸盐结合态（CA-Cd）、有机结合态（OM-Cd）、铁锰结合态（FeMn-Cd）等其他形态Cd均为负向贡献，ROM和RFe及AHA通过促进EX-Cd向其他转化，从而使得土壤Avail-Cd降幅达39.30%～96.80%，而RMn、RFe-Mn和AFA处理则相反，使Avail-Cd显著增加2.38倍～2.91倍。盆栽生物试验进一步证实小白菜Cd累积主要受Cd有效性的制约，土壤组分改变通过影响pH、CEC、OM、SSA和Cd形态分配而调控Cd的生物有效性。研究结果初步阐释了紫色土关键组分对Cd生物活性的调控效应与机制，为土壤Cd污染修复治理提供了理论依据。
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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
2026,63(4):1155-1166, 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。
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基于CiteSpace的国内外宅基地复垦研究现状和发展动态
2026,63(4):1167-1179, 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检索工作，使用CiteSpace进行可视化分析，全面展现该领域的研究动态、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，反映出该领域研究热度和关注度的提高，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，而国外学者则更偏向于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上，而国际文献则依托案例分析与技术实践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。未来宅基地复垦研究需跨学科融合，推动生态系统长期监测和复垦生态服务功能的系统评估，同时深化土壤障碍治理技术创新，建立涵盖诊断、复垦、利用与管护的全链条技术体系，促进土地增值收益公平分配，实现生态保护与农户利益的协调发展，推动宅基地复垦由传统土地平整向高效多功能生态系统重构转型，促进生态环境与社会经济的可持续共赢。
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东北地区化肥投入下农业环境成本的时空变化特征
2026,63(4):1180-1190, 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76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。
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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
2026,63(4):1191-1205, 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。
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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
2026,63(4):1206-1218, 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。
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秸秆颗粒输入通过提升沙质土壤有机碳组分促进土壤碳氮协同固持
2026,63(4):1219-1229, DOI: 10.11766/trxb202504290200
摘要：
针对科尔沁沙地沙质土壤有机碳库贫瘠化及水肥保持效能低下等问题，通过室内培养试验探究了秸秆颗粒化技术的改良机制。试验设置对照CK（不添加秸秆颗粒，0 t·hm-2）、PS75（秸秆颗粒添加量为75 t·hm-2）和PS150（秸秆颗粒添加量为150 t·hm-2）3个秸秆颗粒添加量处理，以及1年和连续2年的施用年限处理。结果表明，秸秆颗粒添加使土壤有机碳和全氮含量显著提升217.52%～749.15%和197.78%～679.25%（P<0.05）。秸秆颗粒添加显著增加颗粒态有机碳、矿物结合态有机碳和易氧化有机碳含量（P<0.05），且颗粒态、矿物结合态有机碳和易氧化有机碳与总有机碳呈极显著正相关（P<0.01），其中PS150处理连续施用2年使颗粒态有机碳占比显著提高31.81%（P<0.05）。秸秆颗粒添加显著降低土壤容重，改善持水能力与孔隙度。冗余分析表明，矿物结合态有机碳是影响土壤碳氮固持的关键主导因子。路径分析结果进一步说明，秸秆颗粒添加通过调控矿物结合态有机碳含量促进碳氮积累（P<0.05），同时该措施通过显著降低土壤容重有效改善了土壤持水性能（P<0.05）。秸秆颗粒化技术可提升沙地土壤有机碳组分含量，促进碳氮协同固持，并改善土壤物理性质。
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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
2026,63(4):1230-1242, 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。
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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
2026,63(4):1243-1255, DOI: 10.11766/trxb202411150440
摘要：
草地土壤有机碳库分解对全球碳循环至关重要，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 ℃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、微生物生物量碳（MBC）、胞外酶活性和微生物群落组成。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，但增强效应随时间延长逐渐减弱。培养过程中，活性碳库呼吸速率下降最快，缓效碳库次之，而惰性碳库呼吸速率下降最慢。（2）MBC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。随培养时间延长，富营养型微生物（如变形菌门和子囊菌门）的相对丰度降低，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，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；25 ℃培养下，氧化酶、β-1，4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶和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，并对缓效和惰性碳库分解分别表现出负向和正向调控。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和正向调控。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。
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基于碳底物复杂性的土壤激发效应机制解析与预测
2026,63(4):1256-1268, DOI: 10.11766/trxb202507040325
摘要：
土壤激发效应（Priming effect，PE）是调控土壤有机碳动态的关键过程，但其机制复杂且具有底物依赖性，限制了模型预测的准确性。为厘清其调控机制，基于全球2 122组观测数据，结合Meta分析、基于过程的模型分析、敏感性检验以及随机森林等方法，系统解析了不同碳底物条件下PE的机制、动态过程及其主控因子。结果表明：1）简单与复杂碳输入均诱发了显著的正PE，但强度在生态系统间差异明显，即农田的PE强度（约65%）显著高于森林生态系统（约33%），多变量分析揭示这种差异主要源于气候、土壤理化性质与微生物群落结构特征沿环境梯度的耦合变异。2）激发路径具有显著的底物特异性。简单碳输入主要通过微生物触发效应诱导产生强烈的正向表观PE；而复杂碳输入则主要通过底物优先利用机制抑制了原有土壤有机质分解，并产生负的真实PE。3）基于过程模型的结果进一步表明，PE的动态过程受底物质量控制，简单碳输入呈现“持续正向型”与“瞬态型”两类模式，而复杂碳输入则以“高表观-负真实型”模式为主，参数敏感性分析表明，该模式主要受微生物维持代谢的制约，反映了微生物在不同底物条件下的能量分配策略差异。4）此外，PE的主控因子具有层级分化特征，表观PE主要受微生物生物量碳与土壤碳氮比驱动；真实PE的主控因子则依赖于底物类型，在简单碳情景下以土壤有机碳含量与pH为主导，而在复杂碳情景下则转为以土壤碳氮比与外源碳添加量为主导。本研究通过解析不同碳底物输入条件下的PE控制机制，为土壤有机碳的准确预测和全球气候变化背景下的土壤碳平衡评估提供科学支撑。
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氧化还原梯度下水稻根区有机碳矿化的碳-铁耦合机制
刘斯洋，李颜，李雨霖，高威，胡腾，陈香碧，周萍，郭晓彬，吴金水
2026,63(4):1269-1283, DOI: 10.11766/trxb202507020324
摘要：
稻田土壤碳循环是固碳增汇与地力提升的关键。水稻根区作为碳循环最活跃的区域，其碳周转过程与土壤氧化还原状态及铁相变化密切相关。但目前氧化还原梯度下铁介导的有机碳矿化过程尚不明确，碳-铁耦合机制仍有待系统揭示。采用土柱和人工根系建立简化的根际微生态系统，通过水分调节（60%土壤饱和含水量、80%土壤饱和含水量、100%土壤饱和含水量、3 cm淹水）构建4个氧化还原电位梯度，以13C葡萄糖作为模拟根系分泌物，用以探究不同氧化还原状态下铁相转变对水稻根区总有机碳矿化过程及激发效应的影响。结果表明：（1）土壤氧化还原电位（Eh）降低和外源葡萄糖输入均显著提高了甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）的排放总量；饱和含水条件下，输入葡萄糖处理的CH4排放增量显著高于CO2，非饱和含水条件下则反之。（2）有无葡萄糖输入处理中，土壤可溶性有机碳（DOC）含量较培养前整体降低，但饱和含水条件下的DOC芳香度增加。Eh降低和葡萄糖输入促进了亚铁（Fe2+）还原和铁结合态有机碳（Fe-OC）释放，且Fe-OC含量变化与土壤中铁形态及CO2释放速率显著相关。（3）碳循环水解酶和氧化酶活性均受到氧化还原梯度和葡萄糖输入的显著影响。其中，纤维二糖水解酶活性随Eh降低而降低，并与CH4和CO2排放速率之和负相关；饱和含水处理中的酚氧化酶活性高于非饱和含水处理，其活性与温室气体排放速率正相关；葡萄糖输入显著提高了氧化还原相关的酚氧化酶和过氧化氢酶活性。“铁门”和“酶闩”机制协同调控了CH4和CO2的排放过程。该研究结果可为预测亚热带富铁水稻土中根际碳的积累潜力、优化水分管理以实现稻田固碳减排提供必要参数和科学依据。
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渭北旱塬苹果园长期不同施肥处理对土壤有机氮组分的影响
陈玉萌，赵志远，易树生，郑朝霞，郑邦玉，冯天宇，郑伟，翟丙年
2026,63(4):1284-1298, DOI: 10.11766/trxb202405090192
摘要：
土壤有机氮直接反映土壤供氮能力，为了阐明有机肥对土壤有机氮组分的影响机制，基于2008年开始的长期定位试验，设4个施肥处理（不施肥CK，单施有机肥M，单施化肥NPK，有机无机肥配施MNPK），探究渭北旱塬苹果园长期不同施肥对土壤有机氮组分含量的影响，通过土壤有机氮组分测定及代谢组学分析含氮代谢物组成，研究增施有机肥提升土壤有机氮组分的关键机制。结果表明，MNPK处理与NPK处理相比土壤含水量、有效磷、速效钾、可溶性有机氮和微生物生物量氮含量分别提升了5.4%、33.8%、41.7%、8.2%和21.7%；同时土壤酸解总氮、酸解铵态氮含量分别提升10.1%和8.9%。M处理的氨基酸态氮含量在整个生育期显著高于其余处理，MNPK处理次之，CK处理最低。土壤有机氮组分与土壤全氮、微生物生物量氮以及速效养分（有效磷和速效钾）含量呈显著正相关。除非酸解性氮外，各个有机氮组分与酸解总氮显著正相关。代谢组学结果显示，MNPK处理的含氮有机物显著高于其余处理，添加有机肥处理的氨基酸小分子氮的比例高于其余处理。相比NPK和CK处理，MNPK处理上调的含氮有机物中氨基酸态氮占重要比例，45种含氮有机物中包含8种氨基酸，其相对丰度与有效磷、速效钾和可溶性有机氮显著正相关。上述结果表明，增施有机肥对于土壤理化性质的改善有助于有机氮分解和氨基酸态氮的周转。
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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
2026,63(4):1299-1311, 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。
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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
2026,63(4):1312-1324, 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，基于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，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。
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桥梁施工对红树林土壤真菌多样性和共存网络的影响
2026,63(4):1325-1335, 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、全氮和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。
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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
2026,63(4):1336-1347, 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，提高了土壤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-威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、酚酸类和胺类碳源的代谢能力则较弱。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。
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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
2026,63(4):1348-1360, 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。
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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
2026,63(4):1361-1371, 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确。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灌溉提高了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细菌的丰度。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。
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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
2026,63(4):1372-1383, 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 g·kg-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 μmol·L-1和21.12～30.93 μmol·L-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 μmol·L-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。
新视角与前沿
综述与评论
研究论文
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野火扰动下土壤有机碳稳定化的结构与界面机制
韦婧, 蒙欣茹, 涂晨, 梁艳, 邓绍坡, WHITE C. Jason, 骆永明
DOI: 10.11766/trxb202604270214
摘要：
野火是全球变化背景下影响陆地生态系统碳循环的重要自然扰动，其发生频率和强度的增加正在持续改变火后土壤有机碳的迁移、周转与稳定化过程。本文围绕野火后土壤有机碳稳定化的结构与界面机制，系统综述土壤结构变化、矿物界面反应和微生物过程对火后碳库演化的调控作用。野火首先通过高温燃烧和热解作用造成表层有机碳快速损失，并引起团聚体解体、孔隙结构重组、土壤斥水性增强和径流侵蚀加剧，从而改变有机碳的暴露程度、剖面迁移及坡面–沉积区横向再分配。与此同时，高温诱导的黏土矿物脱羟基化、铁铝氧化物晶化及火生矿物相形成，可重塑矿物表面反应性和界面结合条件，进而影响热解溶解性有机质、热解碳、植物源有机质和微生物残体进入矿物保护体系的方式与效率。在生物层面，火后微生物群落经历由快速重组到代谢策略转向的演替过程，前期促进活性碳快速周转，后期则通过酶促氧化、代谢产物释放、残体积累及微生物–矿物电子传递等过程，推动有机碳由活性态或迁移态向矿物结合和物理保护状态转化。总体上，火后土壤碳库的演化并非由单一过程控制，而是结构变化、侵蚀–沉积再分配、矿物界面重构和微生物转化共同作用的结果。系统梳理这些过程及其耦合关系，有助于深化对火扰动条件下土壤碳稳定化机制的认识，并为火后碳汇评估和生态系统管理提供理论依据。
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不同施肥措施对植烟土壤微生物群落结构与功能的影响
刘思娜, 董建新, 夏龙龙, 肖鑫, 苏文燕, 张广雨, 丛萍
DOI: 10.11766/trxb202601070014
摘要：
为探究长期施肥驱动下植烟土壤根际与非根际微生物多样性的差异化响应及其关键养分因子，依托始于2010年的长期定位试验，采集不施肥（CK）、单施无机肥（NPK）、单施有机肥（OM）、有机无机肥配施（NPKO）和无机肥加绿肥还田（NPKG）5个试验处理下烟株的根际与非根际土壤，采用高通量测序、土壤理化性质测定和功能预测分析，评估不同施肥处理对根际与非根际土壤细菌和真菌群落组成、多样性及潜在功能的影响。结果表明：长期施肥对细菌群落结构的影响在根际与非根际土壤中均表现显著，而对真菌群落仅在非根际土壤表现突出；变形菌门、放线菌门、酸杆菌门以及子囊菌门、担子菌门等为根际与非根际土壤的共有优势类群。施肥普遍促进了鞘氨醇单胞菌属的富集；同时，NPKG处理的镰刀菌属丰度较CK显著增加117.20%，而NPKO处理则提升根际中腐质霉属丰度并使镰刀菌属降至所有处理中最低水平，较CK下降42.86%。施肥处理显著提升了土壤碳（32.32%–159.76%）、氮（17.68%–229.80%）组分含量，其中，土壤pH、全氮、总有机碳和可溶性有机碳是影响根际细菌群落演替的关键因子（P<0.05），而非根际真菌群落则主要受碱解氮水平的驱动。施肥增强了非根际细菌在碳氮代谢与跨膜运输方面的潜在功能丰度，NPKO不仅增强了真菌分解复杂有机底物的潜力，还降低了根际潜在病原菌相关的预测功能丰度。综上，细菌与真菌对长期不同施肥的响应存在明显生境分异，其演替分别受根际土壤多养分因子与非根际土壤碱解氮的差异化驱动，而有机无机配施处理更有利于协调养分周转并维持根际微生态健康。
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喀斯特不同岩土组构土壤水分模拟研究
李焱秋, 彭 韬, 周 利, 桂钰翔, 徐少强, 曹 乐, 翟 奖, 王世杰
DOI: 10.11766/trxb202512190602
摘要：
西南喀斯特区高异质性岩土组构深刻影响土壤水文过程，明晰其对土壤水分的控制作用及驱动因素，对理解区域水文循环、完善石漠化生态治理具有重要意义。本研究以石灰岩和白云岩两种典型岩性为对象，设计12个不同岩土组构模拟土槽，基于2023年3月至2024年2月水文年的土壤水分（10、20、40、70、100cm土层）与降雨、温度、湿度等气象监测数据，结合统计分析与拟合方法，探究不同岩土组构土壤水分变化特征、土壤水分含量差异受岩土组构与气象因素的影响。结果表明：喀斯特不同岩土组构土壤水分波动随土层深度增加呈减小趋势；石灰岩各岩土组构雨季土壤含水量（11.07~43.21%）及变异系数均高于旱季，40~70 cm土层水分含量最低而100 cm处较高，土壤水分含量受岩土比（负相关）和表层土壤厚度（正相关）共同控制，拟合公式为Z=-24.48X+0.88Y+100.47（R2=0.9328）；白云岩土壤含水量集中且低于石灰岩，雨季均值（18.36~28.70%）略高于旱季（15.10~25.53%），旱季变异系数更高，土壤水分含量随土层厚度呈指数型上升，拟合公式为Z=13.85e(X/12.70)-13.26（R2=0.9958）；石灰岩土壤水分含量与降雨、相对湿度显著相关，白云岩仅与相对湿度显著相关。本研究揭示了岩性差异主导的岩土组构对喀斯特土壤水分变化特征与土壤水分含量的调控机制，明确了岩土组构是喀斯特土壤水文研究的关键因子，为区域生态水文研究及石漠化治理提供了数据支撑与理论参考。
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基于探地雷达的砒砂岩区土壤厚度测定研究
DOI: 10.11766/trxb202604210203
摘要：
砒砂岩区上覆黄土层厚度对区域生态恢复至关重要，但目前尚缺乏高效探测手段。尽管探地雷达凭借其快速、无损的技术优势已在残积母质区获得成功应用，但其在运积母质（黄土）覆盖区探测土岩界面的适用性仍未得到系统验证。以砒砂岩区灌木林地、乔木林地和草地三种典型植被类型坡面为研究对象，利用探地雷达探测黄土层厚度，通过野外开挖与预埋铁管原位标定黄土介电常数，并对比介电常数实测值与Topp模型预测值，检验探地雷达测定精度。结果表明，灌木林地、乔木林地和草地的黄土相对介电常数实测值分别为13.33、19.57和13.92。Topp模型预测精度为92.51%~97.23%，与实测值无显著差异。探地雷达测定黄土厚度的精度为87.16%~97.78%，测定深度与实际埋深无显著差异。三个坡面黄土厚度均呈自坡上向坡下递增的趋势，草地平均厚度最大（36.16 cm），乔木林地最小（19.06 cm）。本研究可为砒砂岩区土壤厚度调查提供一种高效准确的方法，并为该区域水土保持及水文过程研究提供基础数据支撑。
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长期不同施肥处理下红壤水稻土有机质分子特征
DOI: 10.11766/trxb202602020076
摘要：
土壤有机质（SOM）的分子组成是理解农田生态系统碳循环过程的核心。然而，在长期不同施肥模式下，针对农田土壤SOM分子组成演变规律的研究仍较缺乏。依托红壤稻田长期定位试验，设置不施肥（CK）、有机质循环（C）、化学氮磷钾肥（NPK）及化学氮磷钾肥 + 有机质循环（NPKC）四个处理，采用傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）技术，解析了长期不同施肥处理对SOM分子组成的调控机制。结果表明：（1）各施肥处理均显著提高了土壤有机碳（SOC）与全氮（TN）含量，但NPK处理显著提升了可溶性有机碳（DOC）和可溶性有机氮（DON）含量；（2）SOM组分以碳氢氧（CHO）型化合物为主（64.0%）；（3）与CK相比，施肥（尤其是NPKC）显著提高了脂质化合物的分布比例，而CK富集了更多源于植物的木质素类化合物；（4）不同施肥处理改变了SOM的分子类别。具体而言，脂质、单宁、木质素和碳水化合物的分子组成在不同施肥处理中显著不同，而稠环芳烃和不饱和烃化合物对施肥处理的响应不显著。本研究阐明了长期施肥主要通过调控碳水化合物、单宁、脂质和木质素等关键组分，重塑了红壤水稻土SOM分子组成，为施肥改变土壤有机质的分子类别提供了证据。
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基于漫反射光谱的铜陵红土赤铁矿定量反演与环境意义
DOI: 10.11766/trxb202602270101
摘要：
中国南方广泛分布的红土沉积物是记录中低纬度地区第四纪环境演变的重要载体，其中蕴含的赤铁矿（Hm）对古气候中的干热程度具有极高的指示意义。但传统化学方法难以在复杂的土壤基质中对其进行快速、精准的定量分析。本研究基于漫反射光谱（DRS）与多元线性回归（MLR）模型，定量提取了复杂矿物背景下的赤铁矿含量。通过对长江下游铜陵红土剖面的系统分析，重建了该地区中更新世以来的赤铁矿含量变化记录。结果表明，定量重建的赤铁矿含量与色度参数a*之间具有良好的对应关系，从绝对数据层面验证了色度作为赤铁矿替代指标的可靠性。此外，该定量结果为解析网纹红土的磁性亏损机制提供了证据，也进一步表明了DRS技术在南方红土古环境研究中的应用价值。
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盐胁迫对碱茅根际微生物有机磷矿化功能基因的影响
徐珊珊, 李晴, 李博, 李彦颉, 张冉, 杨亮, 卢英帅, 许驭丹, 赵祥, 陈晓鹏
DOI: 10.11766/trxb202602040081
摘要：
为揭示根际微生物有机磷矿化功能基因对盐胁迫的响应机制，以耐盐碱植物碱茅（Puccinellia distans）为研究对象，在土壤中添加NaCl设置对照（0 g·kg-1）、轻度（2 g·kg-1）、中度（4 g·kg-1）、重度（6 g·kg-1）和极度（8 g·kg-1）盐胁迫处理，利用宏基因组测序技术，测定碱茅根际和非根际微生物有机磷矿化功能基因相对丰度，并分析其与土壤理化性质、根系性状以及根系分泌物间的关系。结果表明：盐胁迫显著影响根际膦酸酯C-P键裂解途径相关基因（phnM、phnI、phnL）、 植酸酶编码基因（3-Phytase）和碱性磷酸酶编码基因（phoA）及非根际phoA和膦酸酯水解途径转氨酶编码基因（phnW）的相对丰度，但对碱性磷酸酶编码基因（phoD）和膦酸酯C-P键裂解途径相关基因（phnH）无显著影响。随盐胁迫增强，3-Phytase、phnI、phnL和phoA相对丰度呈先升高后降低的单峰型变化趋势。盐胁迫通过显著提高土壤电导率，抑制根系分泌萜类化合物、芪类化合物和醌类化合物，影响有机磷矿化功能基因相对丰度变化。上述结果为深入理解盐胁迫下植物耐盐机制提供科学依据。
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微生物胞外聚合物（EPS）驱动土壤有机碳稳定的研究进展与展望
易彧为, 吴一超, 张 铭, 戴 珂, 高春辉, 渠晨晨, 黄巧云, 蔡 鹏
DOI: 10.11766/trxb202511230558
摘要：
胞外聚合物（Extracellular polymeric substances, EPS）是微生物在同化作用中合成并分泌的生物大分子。虽然现有土壤有机碳（Soil organic carbon, SOC）循环理论强调微生物细胞残体是SOC形成的主要贡献者，但新近研究表明，EPS在土壤中广泛存在，其产生速率往往与细胞生物量相当甚至更高，构成了微生物向土壤输入碳的重要途径。本综述系统梳理了当前研究进展，重点阐释了EPS在土壤碳固持中的独特贡献。我们归纳了EPS促进SOC稳定的四种关键机制：形成矿物结合态有机质、参与地质聚合反应、驱动土壤团聚体形成以及调控孔隙结构，揭示了其通过直接与间接双重作用实现碳固存的作用路径。最后，本文展望了未来研究方向，指出亟需建立可靠的EPS提取与定量技术，将EPS动态纳入SOC模型，并深入解析环境因子与微生物过程对EPS产生与降解的调控机制。填补上述研究空白将有助于深化对微生物参与全球碳循环过程的认识，并为提升土壤碳汇功能提供科学依据。
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砂姜黑土酸化研究进展：现状、驱动因素与改良策略
韩天富, 郭自春, 赵彦锋, 陈 杰, 张会民, 柳开楼, 王慧颖, 张水清
DOI: 10.11766/trxb202511160547
摘要：
砂姜黑土是分布于我国黄淮海地区的重要耕作土壤类型，具有质地黏重、结构致密、有机质含量较低、养分有效性差等特征。近年来，受长期集约化施肥、酸沉降及作物养分移除等多重因素影响，砂姜黑土酸化问题日益凸显，已成为制约区域农业可持续发展的主要障碍之一。酸化不仅削弱了砂姜黑土的缓冲性能与养分供应能力，还导致土壤结构退化、微生物群落失衡和作物产量下降。本文系统综述了砂姜黑土酸化的研究进展，包括酸化的现状与特征、主要驱动因素及作用机制，以及常用的改良与调控策略，并进一步分析了当前研究的热点与未来发展方向，提出了以耕作制度优化、养分资源管理、改酸产品适配和生物高效互作为核心的酸化分类防控路径，旨在为砂姜黑土酸化分级防控与地力恢复提供科学依据。
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黑土长缓坡耕地侵蚀与碳流失对玉米大豆全生育期覆盖的响应特征
DOI: 10.11766/trxb202507040329
摘要：
针对东北黑土区长缓坡耕地土壤侵蚀与碳流失问题，本研究通过原位径流小区模拟降雨试验，探究大豆、玉米全生育期覆盖下不同坡面位置侵蚀特征及泥沙碳流失规律，并优化覆盖管理因子（C因子）模型。在黑龙江省宾县福合小流域设置不同坡位（坡上、坡中、坡下）的径流小区。通过原位人工模拟降雨，分析大豆玉米覆盖对产流产沙、泥沙碳流失及水沙关系的影响，并整合覆盖度与株高构建C因子模型。结果表明：大豆玉米覆盖时，各小区产流产沙量随大豆、玉米生育期的推进，先降低后增加，呈“V”型变化趋势，减流减沙效益最优时期分别为大豆始粒期（33.76%~40.33%、89.96%~94.54%）和玉米抽雄期（46.32%~54.23%、92.67%~96.29%）；玉米相较于大豆具有更优的防蚀能力，不同坡位侵蚀敏感性表现为坡下＞坡中＞坡上，且产流产沙量及径流泥沙浓度与作物覆盖度和株高呈极显著负相关。植被覆盖度融合株高的优化模型（C=-0.595log(0.01V)×(0.00491H+1.65048)）较传统模型均方根误差降低了59%。泥沙碳流失量与作物覆盖度和株高呈显著负相关，作物覆盖最高可使泥沙碳流失总量减少91.04%~96.12%（大豆始粒期/玉米抽雄期作用效果最优），且泥沙碳流失量中32.65%~69.91%由大颗粒泥沙（＞0.25 mm）贡献。研究揭示了黑土长缓坡耕地大粒作物全生育期覆盖下土壤及泥沙碳流失规律，为黑土长缓坡耕地侵蚀防治与碳固存提供理论依据。
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果园绿肥覆盖对土壤抗蚀性的影响及其季节变化特征
和怡萱, 潘正阳, 李昭君, 陈展鹏, 王小燕, 陈方鑫, 朱广宇
DOI: 10.11766/trxb202507280362
摘要：
三峡库区土壤侵蚀严重，绿肥覆盖有助于改善土壤结构、提升抗蚀性。然而，绿肥对土壤抗蚀性的调控机制受植被特性与降雨分布等因素影响，季节性响应尚不清晰，明确不同覆盖处理对土壤抗蚀性的季节响应特征，对库区筛选适宜绿肥具有重要意义。基于此，本研究以三峡库区典型柑橘果园为对象，设置清耕、白花三叶草和早熟禾三种覆盖处理，于4月、6月、8月和10月测定各处理下植被特性、土壤理化性质及6项土壤抗蚀性指标，并以6个抗蚀性指标构建土壤抗蚀性能综合指数（Comprehensive Soil Erosion Resistance Index，CSRI），进一步定量评估不同绿肥覆盖对土壤抗蚀性的影响。结果表明，不同覆盖处理下土壤抗蚀性呈现出明显的季节变化规律，4—6月时土壤抗蚀性最强，8月受到高温和强降水影响，抗蚀性下降，10月回升但未达峰值。与清耕相比，绿肥显著改善土壤理化性质，早熟禾、白花三叶草覆盖下CSRI分别为清耕的1.94倍、2.33倍。多元统计分析表明，CSRI主要受植被特性与土壤养分共同驱动，关键因子为根质量密度（RMD）、土壤全氮（TN）和有机碳（SOC）。绿肥覆盖能显著改善土壤结构和提升土壤抗蚀性，其中早熟禾的覆盖效果优于白花三叶草。
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基于探地雷达和变分模态分解法的黑土层厚度快速识别与空间预测研究
贾智慧, 罗方舟, 于东升, 胡文友, 张道宇, 姜 军, 高 张, 徐英德, 饶文波, 匡恩俊, 张久明
DOI: 10.11766/trxb202511250565
摘要：
黑土层变薄是黑土地退化的主要问题之一，准确识别其厚度及空间变化对黑土地保护与可持续利用意义重大。本研究融合探地雷达（Ground penetrating radar，GPR）与变分模态分解（Variational mode decomposition，VMD）技术，构建黑土层厚度原位识别与空间预测方法。以黑龙江省嫩江市3个典型坡面（厚、中、薄层黑土）为研究对象，采用700 MHz探地雷达沿坡面探测黑土层厚度，结合土钻和剖面调查数据验证探地雷达的识别精度。采用VMD分解GPR信号，通过频谱分析选取关键模态分量，结合包络线分析精确识别黑土层厚度，并基于稀疏采样（横向50:1，纵向100:1）和自然邻域插值法预测坡面尺度黑土层厚度空间分布。结果显示，GPR-VMD方法有效分离噪声，剖面尺度黑土层厚度探测均方根误差为2.03 ~ 6.86 cm；田块尺度厚、中、薄层黑土平均均方根误差分别为6.26、4.30、3.73 cm，综合全部验证样点，该方法的总体探测均方根误差（RMSE）为6.08 cm，总体预测误差控制在9.7%以内，总体决定系数（R2）达0.94；坡面尺度黑土层厚度空间预测与实测数据显著相关，可实现黑土层厚度高效、无损、连续探测；空间分布图揭示了黑土层厚度与坡位、地形的关联，展现了侵蚀作用导致的黑土层厚度梯度变化及空间分异规律。融合GPR与VMD方法实现了对东北典型黑土区黑土层厚度的高效、无损、高精度原位识别与空间预测，可为揭示黑土层厚度时空变化及影响机制提供重要方法和技术支持。
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餐厨垃圾堆肥对亚热带菜田土壤盐分的影响
王建童, 陈佳艺, Mohammad Jawad Alami, 黄葳, 崔胜辉, 高兵
DOI: 10.11766/trxb202512110590
摘要：
餐厨垃圾堆肥还田对城市食物系统可持续发展具有重要意义。为探究餐厨垃圾不同方式堆肥携带盐分（NaCl）引起土壤盐渍化的风险，在蔬菜地开展了4季田间观测试验，共设五个处理：无氮对照（CK）、传统化肥（CF）、传统鸡粪+化肥（MF）、餐厨垃圾好氧肥+化肥（FWAF）、餐厨垃圾沼渣肥+化肥（FWDF）五个处理，测定了蔬菜产量、0～20 cm土层土壤电导率（EC）、钠离子（Na+）、氯离子（Cl-）、土壤钠吸附比（SAR）、植株Na+、Cl-吸收量，并核算周年尺度土壤Na+和Cl-的输入-输出平衡。结果表明：（1）在减氮20%条件下，两种方式餐厨垃圾堆肥相比CF和MF处理均增加了蔬菜产量，其中FWDF处理达显著水平。（2）与CF和MF处理相比，餐厨垃圾堆肥对土壤EC无明显影响，各处理土壤均未达到盐渍化水平。（3）FWAF、FWDF处理SAR较CF显著提高，但与MF处理无显著差异，所有处理SAR均低于风险阈值（小于13）。（4）0～20 cm土层，FWAF的Na+含量较CF显著提高25.5%，但与MF处理无显著差异；FWAF和FWDF处理Cl-含量显著高于CF处理，但与MF处理无显著差异。（5）Na+和Cl-平衡表明，研究区域浅层灌溉水是土壤Na+和Cl-主要来源，分别占Na+、Cl-年输入量51%～73%和63%～85%，远高于餐厨垃圾好氧肥（Na+29%、Cl-14%）和餐厨厌氧沼渣肥（Na+11%、Cl-2%）的输入占比。综上，沿海地区，餐厨垃圾好氧堆肥和厌氧沼渣堆肥还田带入的NaCl并非土壤盐渍化的主要因素。在东南沿海和华南降雨强淋溶区域，两种餐厨垃圾堆肥的土壤Na+和Cl-残留风险与传统有机肥鸡粪处理相比处于可控水平，该区域是餐厨垃圾堆肥产品还田的优先场所。
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长期耕种下黑土脂肪酸含量与组成变化及其主控因素
DOI: 10.11766/trxb202601110026
摘要：
脂肪酸被视为土壤有机质惰性最强的稳定组分，其含量与组成可在分子尺度为评估土壤有机质的分解程度和累积特征提供依据。探明土壤脂肪酸中相对活跃的游离态组分的演变规律与驱动因素，有助于深化对长期耕作下黑土有机质退化的理论认识。以三江平原百年耕种序列（5~100年）旱作黑土为研究对象，探究土壤有机质衰减过程中游离态脂肪酸含量和组成的变化规律，结合随机森林分析等揭示其关键影响因素与控制机制。结果表明，长期耕种显著降低土壤游离态脂肪酸含量，从开垦5年到100年后下降58.4%，高于SOC的降幅47.6%，表明游离态脂肪酸对耕种扰动具有更高的敏感性。随着耕种年限增加，短链脂肪酸占SOC的相对含量下降了43.9%，而长链脂肪酸占比则升高了30.2%，使得平均碳链长度（ACL）显著增加。耕种100年后，黑土中非饱和脂肪酸显著减少80.2%，碳优势指数（CPI）显著下降17.7%，反映出植物源脂肪酸遭受了更为剧烈的分解损失。上述脂肪酸分子组成的变化共同证实，在秸秆离田的传统管理模式下，长期耕种黑土有机质分解程度不断加剧。相关性分析和随机森林模型表明，短链脂肪酸主要由活性碳供给不足与微生物分解增强的共同驱动而快速损失，而长链脂肪酸则因其较高的化学惰性及黏粒保护作用而被选择性保存。因此，建议通过秸秆还田等外源有机物输入措施补充活性有机碳，有助于缓解微生物对内源稳定碳库分解造成的有机质损失。
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土壤-水稻系统锌同位素分馏特征与迁移转运机制
DOI: 10.11766/trxb202601120028
摘要：
为阐明水分管理制约土壤-水稻系统拔节期锌迁移转运过程与机制，采用盆栽试验，结合锌稳定同位素与基因表达，系统揭示淹水与落干条件下土壤-水稻系统中锌的同位素分馏行为及其迁移转运机理。结果表明，在不同水分管理下土壤中Zn同位素分馏模式相似：相较于土壤，土壤中HCl(Δ66ZnHCl-土壤=0.35‰~0.45‰)与CaCl2提取态Zn(Δ66ZnCaCl2-土壤=0.42‰~0.48‰)及根表铁膜(Δ66Zn铁膜-土壤=0.03‰~0.38‰)均富集较重的Zn同位素，孔隙水则富集轻Zn同位素(Δ66Zn孔隙水-土壤=-0.095‰±0.035‰)。植株吸收Zn的同位素分馏受水分管理影响大，淹水处理下：Δ66Zn水稻植株-孔隙水=0.16‰±0.09‰，落干处理下：Δ66Zn水稻植株-孔隙水=0.06‰±0.08‰，但Zn从根部向地上部(Δ66Zn地上部-根=0.32‰~0.36‰)以及茎部向叶片(Δ66Zn叶–茎=-0.11‰~-0.09‰)转运产生的分馏则不受影响。淹水处理显著上调了根部负责吸收的OsZIP5、OsZIP9和负责合成根部脱氧麦根酸(DMA)的OsNAAT1、OsTOM2及负责排出与对根外Zn-DMA吸收的OsYSL15表达。此外，淹水处理提高了根部OsHMA3，该基因与根部液泡隔离锌相关，同步降低了与液泡锌隔离相关的的OsHMA2的表达；但提高了参与根部-地上部转运的OsZIP3、OsZIP4、OsZIP7a、OsZIP8以及负责合成烟酰胺(NA)的OsNAS3的表基因达。这表明淹水处理下增强了根系对Zn(II)-DMA螯合物的吸收与通过专属蛋白吸收较重的Zn2+，以及促进了Zn(II)-NA通过OsYSL15与Zn2+通过专属蛋白根部转运至地上部。因此，本研究深化了水分管理模式下水稻Zn吸收转运的机制认知。
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多重气候变化因子对滨海湿地CH4排放的影响与机制
DOI: 10.11766/trxb202601270063
摘要：
滨海湿地是缓解气候变化的重要“蓝色”碳汇,同时也是海洋甲烷(CH4)排放的重要来源,然而滨海湿地CH4排放对多重气候变化因子的响应缺乏系统性评估。为此,本研究整合了1995-2025年间发表的41篇中英文文献,获得了241组观测数据,综合分析了大气CO2浓度升高(eCO2)、增温和海平面上升(SLR)对滨海湿地CH4排放的影响。结果表明,eCO2使CH4排放增加33.26%,但对以C4植物为主的湿地无显著影响,长时间eCO2会减弱其对CH4排放的刺激效应。增温使CH4排放增加58.15%,且增温幅度越大,促进作用越强,主动增温作用比被动增温作用更明显,氮添加则显著削弱了增温对CH4排放的促进作用。SLR对CH4排放的刺激效应最为强烈,增幅达112.85%,且与盐度显著负相关。此外,增温与SLR的交互作用显著增强了CH4排放,其促进作用明显高于单一增温处理。综上,eCO2、增温与SLR三种气候变化因子均可显著增加滨海湿地CH4排放,但其影响效应受多个生物与非生物因子调控。因此,亟需开展耦合多重气候变化因子的模拟试验,系统解析不同因子及其交互作用对滨海湿地CH4排放的影响机制,以提升对气候变化背景下滨海湿地温室气体反馈的预测能力。
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基于电阻率层析成像的河套灌区土壤剖面浸提液电导率反演
刘雪莲, 吴华勇, 王慧慧, 卢 瑛, 杨 飞, 赵玉国, 张甘霖
DOI: 10.11766/trxb202603020107
摘要：
构建西北盐渍化区土壤剖面浸提液电导率（EC1:5）反演模型，以期为盐渍化土壤快速监测和分区分类改造利用提供科学依据。以河套灌区典型盐碱耕地为研究对象，运用电阻率层析成像（ERT）技术获取35.5~71 m长、0~6 m深的土壤剖面电阻率，同步采集9个钻孔点3~5 m深度的土壤分层样品，测定土壤EC1:5、含水量和容重。基于土壤发生学理论，选取土壤电阻率、深度、含水量和容重作为输入变量，采用随机森林（RF）、支持向量机（SVM）、极端梯度提升树（XGBoost）和线性回归（LR）算法，构建田块尺度剖面土壤EC1:5反演模型。结果表明，土壤电阻率和深度为土壤EC1:5反演的关键变量，含水量和容重贡献相对较低；不同模型中，RF模型表现最优，独立验证精度的R²为0.65，均方根误差（RMSE）为56.51 μS·cm⁻¹，且较好地匹配了9个钻孔实测土壤EC1:5的垂直变化特征。反演的土壤EC1:5在二维剖面上呈现显著的空间异质性，介于170.58~441.01 μS·cm-1之间，均值为275.48±58.81 μS·cm-1，与土壤电阻率变化特征相反。基于ERT的土壤剖面EC1:5反演模型具有良好的适用性，可弥补电磁感应（EMI）技术在垂向分辨率上的不足，为土壤剖面高分辨盐分信息的快速获取提供了可靠技术。
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浙东南温州市土壤硒空间分布及其影响因素研究
许雄钞, 许鹏飞, 叶文荣, 姜振辉, 秦海燕, 黄春雷, 王 磊, 张前前
DOI: 10.11766/trxb202506200295
摘要：
浙东南是我国东南沿海重要的生态屏障与特色农业资源富集区，具有丰富的硒资源。然而，针对该区域土壤硒空间分布格局及其关键驱动因子的系统性研究仍较缺乏。本研究选取典型区域温州市为对象，基于《1∶50000土地质量地球化学调查技术规范》，自行设计并采集了25753份表层土壤样品。综合运用现场地质地貌勘查、土壤养分与重金属分析、土壤硒含量测定等方法，通过GIS空间分析、相关分析及多元回归等方法，探讨温州市土壤硒的空间分布特征及其主要控制因素。结果表明：温州市表层土壤硒含量均值为0.32 mg·kg-1，变化范围为0.03～2.54 mg·kg-1，变异系数为40%，属于中等变异水平；其中，富硒土壤（≥0.4 mg·kg-1）占全区面积的25.6%。土壤硒空间分布具有显著的自相关性，呈现中部（以瓯海、瑞安等低山丘陵区为主）高、东、西两侧低的区域分异格局。地层、成土母质、地貌类型、土壤类型、土地利用类型和土壤质地均对土壤硒空间变异有显著影响，尤以成土母质作用最为突出。此外，土壤硒含量与土壤pH显著负相关，而与有机质、全氮、重金属含量显著正相关。多元回归结果表明，土壤类型、成土母质、pH和砷含量是调控土壤硒空间分异的主要驱动因子。综上，温州市表层土壤硒的空间分异是地质背景、土壤理化性质及人为活动等多种因素共同作用的结果。本研究结果可为区域土地质量评价与富硒特色农业的合理开发利用提供科学依据。
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三峡库区自然全坡面产流产沙特征对土地利用类型及雨型的响应
李建明, 张长伟, 丁文峰, 童晓霞, 孙宝洋, 冉文建, 任洪玉
DOI: 10.11766/trxb202508050381
摘要：
以重庆万州付沟小流域8个自然全坡面和1个标准径流裸坡小区3年观测期内108场降雨和产流产沙数据为基础，基于聚类和相关性分析方法开展坡面产流产沙及水沙效益对雨型和土地利用类型的响应研究。结果表明：（1）观测期内降雨主要分为A雨型（低频率、长历时、大雨量、中雨强）、B雨型（中频率、短历时、中雨量、大雨强）和C雨型（高频率、中历时、小雨量、小雨强），其中C雨型是研究区发生频率最大的类型，但A雨型是导致坡面产流产沙的主要雨型，裸坡发生侵蚀的临界降雨强度和最大30min降雨强度分别是其他土地利用类型小区的3.60倍和1.41倍；（2）裸坡多年平均产流量和产沙量分别是其他土地利用类型小区的2.63倍~4.03倍和5.71倍~9.84倍，作物小区和乔木林地产沙对A雨型最敏感，草地产沙对C雨型最敏感，而裸坡和灌木林地产沙对B雨型最敏感；（3）雨型对裸坡和其他土地利用类型小区产流产沙的贡献受措施类型影响，雨型对裸坡产流影响小于其他土地利用类型小区，但对产沙影响大于其他土地利用类型小区。其他土地利用类型小区的平均减流效益和减沙效益分别是72.13%和98.72%，草地减沙效益最大，且不同土地利用类型在B雨型下取得最大的减流减沙效益。方差贡献率分析表明，对坡面产流产沙的影响呈现出土地利用类型＞雨型土地利用类型＞雨型。结果表明，三峡库区开展水土流失治理时需要综合考虑降雨特征开展土地利用规划，成果可为研究区水土流失综合治理提供科学依据和实践指导。
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不同岩性发育的红壤关键带土壤酸缓冲容量的垂直分异特征及主控因素
李雅琼, 吴华勇, †, 李继福, 宋效东, 杨顺华, 王昭, 张甘霖
DOI: 10.11766/trxb202512080586
摘要：
解析不同岩性发育的林地覆盖红壤关键带土壤酸缓冲容量（pHBC）的特征及影响因素，以期为中国南方红壤酸化防控及林地生态稳定性维持提供理论依据。以千枚岩、红砂岩、花岗岩发育的林地覆盖红壤关键带土壤为研究对象，于4.5~6.0 m深度采集三种岩性来源的土壤样品，系统测定其pHBC、pH、机械组成、矿物组成以及有机质、铁铝氧化物、交换性酸和交换性盐基的含量。基于土壤酸缓冲理论，利用线性回归和随机森林模型，解析土壤pHBC的垂直变异特征及主要影响因素。结果表明，土壤pHBC呈现明显的垂直分异特征，在一定深度范围内随深度增加而降低，在到达拐点后随深度增加而升高。在pH 4.4~5.6范围内，土壤pHBC垂直分异特征由pH、黏粒和有机质含量主导，随pH降低及黏粒和有机质含量的升高呈现单调升高的规律。在pH总体主导下，千枚岩发育土壤的pHBC与有机质、黏粒、高岭石、晶形氧化铁含量呈显著线性正相关。红砂岩发育土壤的pHBC与黏粒、粉粒、高岭石、无定形氧化铝含量呈显著线性正相关。花岗岩发育土壤的pHBC与有机质、黏粒、粉粒、水云母、无定形氧化铝、晶形氧化铝、交换性K+、交换性Na+含量呈显著线性正相关。红壤关键带土壤风化程度高，交换性酸含量和铝饱和度高，交换性盐基总量较低且随深度变异较小，在4.5~6.0 m的深度范围内，盐基离子交换作用总体上对土壤pHBC的贡献较小。土壤有机质、黏粒、粉粒、铁铝氧化物、高岭石的固相表面质子化作用，以及铝氧化物溶解作用对pHBC的贡献较大。土壤中的次生硅酸盐黏土矿物以及含有的少量钙长石、钠长石或微斜长石等原生矿物，也可通过矿物溶解反应发挥一定的酸缓冲作用。
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连续13年不同麦秆施用量的稻田土壤甲烷排放效应与微生物机制
DOI: 10.11766/trxb202511100537
摘要：
探究长期秸秆还田对稻田甲烷(CH4)排放的影响及其微生物驱动机制，可为优化长期秸秆还田管理、协同实现“固碳减排”提供理论依据。基于连续13年（2006—2018）的稻麦轮作定位试验，设置4个秸秆还田梯度处理：S0（对照，0?t·hm-2）、S1（1.6?t·hm-2）、S2（3.2?t·hm-2）、S3（4.8?t·hm-2），观测2017—2018年间稻季CH4排放及相关土壤环境因子变化。结果表明，秸秆还田量与CH4累积排放量呈显著正相关，S1、S2和S3处理的累积排放量相较于S0处理分别增加166%~219%、420%~527%和660%~785%。这可能是由于秸秆输入提升土壤有机碳和可溶性有机碳含量，并降低土壤氧化还原电位，形成强厌氧环境，从而显著提高产甲烷菌功能基因(mcrA）丰度(S1、S2和S3处理较S0处理分别增加2.5倍、3.8倍和3.6倍），并富集多底物代谢的甲烷八叠球菌科(Methanosarcinaceae），导致CH4产生潜力大幅增加(S1、S2和S3处理较S0分别提升45%、103%和246%）。尽管甲烷氧化菌功能基因(pmoA）丰度及氧化潜力亦有所增加，但氧化潜力增幅远低于产生潜力增幅，造成“产生多氧化少”的代谢失衡，进一步加剧了CH4净排放。此外，S3虽能提升土壤固碳速率，但其减缓效益抵消率最高(12.93），而中低量还田(S1、S2）在减缓效益抵消率无显著差异的条件下，S1处理CH4排放系数最低(5.05%），S2处理固碳速率最高（2.27 t·hm-2·a-1），说明中低量秸秆还田可实现固碳与减排的协同。因此，适度秸秆还田可能是协调稻田“增汇”与“减排”矛盾的关键措施。
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基于文献计量分析的土壤与植物多样性研究现状及热点
DOI: 10.11766/trxb202512050582
摘要：
为了解土壤与植物多样性相关领域的研究现状与未来发展趋势，基于Web of Science（WOS）核心数据库与中国知网（CNKI）数据库，利用文献计量学和CiteSpace可视化软件对领域内的研究现状、研究热点和前沿趋势进行了系统分析。结果表明：2000—2024年土壤与植物多样性领域发文量中英文文献总量持续攀升，2016年前后呈爆发式增长，CNKI数据库总发文量为WOS数据库的17.72%；中国和美国在土壤与植物多样性领域的发文量分别占总发文量的34.85%和24.35%，中国科学院、美国加州大学与法国国家科学研究中心等是该领域的主要发文机构与枢纽；中文文献的关键词主要围绕多样性、植物群落、土壤养分与环境因子等，研究前沿是功能性状、海拔梯度、冗余分析、马尾松、β多样性；英文文献的关键词主要围绕植物多样性、生物多样性、物种丰富度、植被与群落等，研究前沿是生态系统多功能性、氮添加、系统发育多样性等。总结了目前研究存在维度失衡、尺度局限与路径依赖等困境，提出了构建多营养级互作网络、推动局地实证与全球模型的双向互馈、从相关性走向因果机制解析与构建生物多样性导向的生态管理技术等建议。未来研究应双向推进中国生态特色成果国际化与国际前沿方法的本土化，实现地域实践与全球理论的互馈发展。
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不同气候带土壤和铁锰结核铁稳定同位素组成特征及发生学意义
DOI: 10.11766/trxb202602110094
摘要：
为研究铁同位素组成可能对风化成土过程和铁锰结核形成的指示意义，分别在中国东部暖温带、亚热带和热带地区，设置典型土壤剖面，分析了土壤与铁锰结核的理化性状、元素地球化学和铁同位素组成特征。结果表明：不同气候带土壤的风化成土作用强度，主要受控于气候因素，还与母质有关。不同气候带铁锰结核均富铁富锰，但元素地球化学特征有显著差异。热带玄武岩发育的铁锰结核，全铁（Fet）和游离铁（Fed）分别达353.7 mg·g-1和293.5 mg·g-1，显著高于亚热带第四纪红色黏土和暖温带淋溶褐土形成的铁锰结核。但不同气候带不同母质发育的红土（或褐土），铁同位素组成却非常接近，δ56Fe变化介于0.018‰~0.120‰，均接近陆壳火成岩基准值。与此不同，三个气候带形成的铁锰结核δ56Fe均为负值，平均值为-0.330‰，显著富集轻铁。而且，自热带至亚热带再到暖温带，铁锰结核铁同位素有变轻趋势。
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微生物多样性丧失对稻田表层和底层土壤多功能性的差异化影响
DOI: 10.11766/trxb202511180552
摘要：
为阐明微生物多样性丧失对稻田土壤多功能性的影响，以及优势、中等丰度和稀有三类物种的调控作用，以稻田表层（0～20 cm）和底层（40～60 cm）土壤为对象，采用逐步稀释法构建微生物多样性梯度（D0、D1、D3、D6），结合高通量定量PCR技术测定土壤碳、氮、磷、硫循环相关的功能基因，通过平均值法与多阈值法定量评价土壤多功能性；同时利用高通量测序技术分析三类物种的多样性、群落结构和共现网络属性，并探究其与土壤多功能性的关联。结果表明，表层和底层土壤多功能性对微生物多样性丧失的响应存在显著差异：与原始土壤（D0）相比，基于平均值法的计算显示，不同稀释梯度（D1、D3、D6）均显著降低表层土壤多功能性，其中水稻-休闲（RF）、水稻-小麦（RW）和水稻-紫云英（RM）种植制度下的降幅分别为75.8%～85.8%、74.6%～80.0%和59.8%～64.8%，但各稀释梯度间无显著差异；而底层土壤多功能性虽存在小幅波动（变化范围为0.05～0.28），但除水稻-紫云英种植制度的D3处理外，其余稀释梯度与原始土壤均无显著差异。多阈值法分析结果进一步验证了该规律。尽管表层和底层土壤中三类物种的多样性均随稀释梯度显著下降，但稀有物种的群落结构未发生显著改变。共现网络分析表明，随多样性丧失程度增加，表层土壤三类物种的网络属性（度数、聚类系数）显著下降；而底层土壤中，稀有物种的网络属性在稀释前后无显著差异。相关分析进一步发现，表层土壤多功能性与三类物种的多样性、群落结构及网络属性均显著相关，而底层土壤多功能性主要与共现网络中稀有物种的度数和聚类系数呈正相关，表明微生物多样性丧失情况下，稀有物种在底层土壤多功能性的维持和调控中发挥重要作用。综上，微生物多样性丧失会引起表层和底层土壤多功能性的差异化响应，这与不同土层微生物特性（物种多样性、群落结构及共现网络）的调控作用密切相关。
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设施与露天菜地硝化微生物活性和N2O产生潜势的差异及热时效应
DOI: 10.11766/trxb202510100491
摘要：
设施菜地与露天菜地在环境条件上的差异，可能导致硝化作用强度及N2O产生水平不同。然而，目前对不同管理模式下硝化微生物活性、N2O产生的季节性动态及硝化微生物群落响应机制仍不清楚。基于此，采用静态箱法、多抑制剂法和高通量测序等方法，系统研究了设施菜地与露天菜地的N2O通量，以及完全氨氧化菌（Comammox）、氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）的丰度、硝化活性及N2O产生潜势的季节变化特征与生态位差异；并解析了环境因子对群落结构和硝化功能的影响。结果表明，设施菜地原位N2O排放通量显著大于露天菜地，在3月和5月具有“热时效应”，贡献全年总通量的71.23%±25.50%。总体而言，菜地土壤的硝化活性在7月和9月出现“热时效应”，主要受夏季高温驱动，占全年总硝化活性的52.41%±1.59%。此时期亦为N2O产生潜势的高峰期（61.35%±9.24%）。其中，设施菜地的硝化作用及N2O产生主要由AOB驱动，而露天菜地则以AOA为主导。设施管理增加了Comammox的丰度，但抑制了其硝化功能，而AOB的丰度与功能均被显著增强。相关性分析显示，土壤温度、溶解性有机碳（DOC）和pH是驱动菜地硝化功能变化的重要环境因素，硝态氮和DOC是影响硝化微生物群落结构的关键环境因子。本研究揭示了菜地的差异化管理对硝化微生物硝化过程的影响，表明露天菜地向设施菜地的转变可能增加由AOB所驱动的N2O产生，为优化菜地氮素管理与N2O减排策略提供科学依据。
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喷施山梨醇螯合钾对小麦叶片生理生化及叶际细菌群落的影响
郑瑞丽, 韩传浩, 赵立, 马宗斌, 张明霞, 周敏雪, 姜雨涵, 黄明丽, 颜冬云
DOI: 10.11766/trxb202509040438
摘要：
山梨醇螯合钾（SK）通过影响小麦叶片促进养分吸收利用的机制尚不明确。以山梨醇螯合钾为供试叶面肥，以泰农108小麦为供试作物，通过两季农田试验，解析叶面喷施不同形态钾对小麦叶片生理生化指标与叶际微生物群落结构的影响，并借助结构方程模型（SEM）量化各因子对小麦产量的贡献度，为螯合钾肥的增效机制提供理论依据。结果表明，与氯化钾（K）、山梨醇与氯化钾的混合物（S+K）处理相比，SK处理显著影响小麦叶片生理生化指标及细菌丰富度：（1）年均产量分别增加24.74%、18.76%；（2）2023年提高籽粒中锰含量（16.14%、12.12%）、钾含量（45.68%、21.96%）、灌浆后期叶片钾含量（81.01%、24.44%）及成熟期碳含量（2.52%、1.95%）；（3）2023年延缓过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性的下降，降低丙二醛含量（25.65%、7.51%），维持蛋白质合成酶（硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷丙转氨酶）在灌浆中期—后期活性；（4）2023年提高根际细菌厚壁菌门相对丰度（57.36%、50.00%），降低放线菌门（21.63%、4.26%）、蓝藻门的相对丰度（36.05%、62.03%）。SK处理通过协同调控小麦叶片元素含量、抗氧化系统及蛋白质合成酶活性达到增产提质效果，SEM模型进一步揭示，所有测试指标均与小麦产量构成直接或间接关系。
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不同降雨间隔下白枪杆幼苗叶片功能性状及抗氧化酶对岩溶生境的适应策略
郑绍傑, 王琳, 石顺柔, 李乐豪, 张涛, 勾荣鑫, 张丞萌, 陈垚圯, 董琼
DOI: 10.11766/trxb202510180503
摘要：
为探讨岩溶区白枪杆（Fraxinus malacophylla）幼苗叶片功能性状及抗氧化酶对不同石漠化生境降雨特征的响应，以2年生白枪杆幼苗为研究对象，采用双因素随机区组试验，设置不同岩溶生境即无石全土S0（均为土壤层）、半石半土S1/2（上1/2为土壤层，下1/2为岩溶层）、多石少土S3/4（上1/4为土壤层，下3/4为岩溶层）和不同降雨时间间隔即3 d(I3d)、6 d (I6d)和9 d (I9d)，分析不同岩溶生境下白枪杆幼苗生长与生理变化特征。结果表明：相同降雨时间间隔下，白枪杆幼苗根生物量随岩溶裂隙厚度的增加而增加（P <0.05），茎叶生物量则表现为先增后减的趋势；随岩溶厚度加强，各器官生物量积累由高到低依次为根、茎、叶。3 d降雨间隔下，白枪杆幼苗叶面积、叶周长、叶长、叶宽以及各器官钾（K+）、钙（Ca2+）、钠（Na+）、镁（Mg2+）含量随岩溶裂隙厚度的增加而增加（P <0.05），而6 d与9 d间隔降雨S3/4岩溶生境明显抑制白枪杆幼苗叶片性状及其K+、Ca2+、Na+、Mg2+含量的积累。白枪杆幼苗通过生物量分配优化，器官间养分运输策略即Na?向茎转移，Ca2?/Mg2?在叶富集，减少叶片数（LN）以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）酶活性的激活和可溶性蛋白（SP）含量的增加等多种生理生化调节策略来适应不同岩溶生境。总之，6 d降雨间隔与半石半土生境（I6dS1/2）是幼苗生长的最优组合。本研究为西南岩溶区不同石漠化等级下白枪杆幼苗的栽培推广提供理论依据，建议中度石漠化区域造林抚育采用6 d左右的补水间隔。
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土壤矿物表面电场对Pb2+吸附的量子调控：极化与极化诱导共价作用
DOI: 10.11766/trxb202509090444
摘要：
重金属与矿物颗粒相互作用在重金属钝化/活化过程中扮演着关键角色，但难以定量表征其作用类型和强度。本研究基于轨道杂化理论，定量评估重金属铅（Pb2+）在矿物表面的库仑作用、极化作用与极化诱导共价作用及其贡献。结果表明，（1）矿物表面电荷数量由高到低依次为蒙脱石、二氧化硅、高岭石、赤铁矿，比表面积的差异导致表面负电荷密度和电场强度由高到低顺序为高岭石、二氧化硅、蒙脱石、赤铁矿；（2）Pb2+的吸附量依赖于矿物表面电荷数量，与电荷数量规律一致，但吸附强度则受表面电场调控；（3）Pb2+在土壤矿物表面的有效电荷系数由高到低依次为高岭石（1.848 ± 0.038）、蒙脱石（1.782 ± 0.062）、二氧化硅（1.615 ± 0.029）、赤铁矿（1.516 ± 0.036），根据有效电荷系数即可评估Pb2+在矿物表面吸附力类型和强度；（4）Pb2+在蒙脱石、高岭石和二氧化硅表面以库仑力吸附为主，占总吸附能的1/2以上，在赤铁矿表面则以共价能为主，其贡献达到65%，但依赖于表面电场的极化与极化诱导共价作用对Pb2+吸附的重要调控作用；（5）红外光谱分析表明，随着表面电场增强，含硅矿物表面Si-O键吸收峰蓝移，表明矿物表面氧原子与Pb2+间极化诱导共价作用增强。赤铁矿表面强电场增强了-OH基团和H2O分子的极化，Pb2+与OH基团之间产生了共价相互作用，从而使Fe-O-Fe键随pH升高而增强。本研究证明了土壤矿物表面吸附Pb2+存在极化与极化诱导共价作用，并定量评估了其贡献。Pb2+有效电荷系数随表面电场强度增强而增大，矿物表面与Pb2+间极化与极化诱导共价作用随pH升高而增强，表明极化与极化诱导共价作用对Pb2+-矿物表面相互作用的重要影响。本研究阐明了Pb2+在矿物表面吸附的界面调控机制，为进一步通过对作用力的调节，定向调控土壤重金属的钝化/活化奠定了理论基础。
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利用生态系统多功能性评估三种调理剂对酸性红壤的改良效果
万 方, 明润廷, 那立苹, 顾雨雨, 王 薇, 胡红青, 谭文峰, 伍玉鹏
DOI: 10.11766/trxb202508050382
摘要：
为全面评估调理剂施用对酸性红壤的改良效果，本研究选取蚓粪-牡蛎壳粉-生物炭复合调理剂（C）、高碱度生物炭调理剂（B）和硅钙钾镁调理剂（S）3种酸性土壤调理剂，以不施用调理剂为对照（CK），在浙江省诸暨市酸性红壤区开展大田试验，通过测定土壤酸度、养分供给、微生物群落特性及植物生产力4大类指标中筛选的共20个反映基本生态过程的具体指标，解析其对生态系统多功能性（EMF）的影响。结果表明：与CK相比，3种调理剂均能有效降低土壤酸度，其中B处理降酸效果最佳，交换性Al3+和交换性酸总量降幅分别达61.81%和62.23%；与CK相比，C处理显著提高土壤全量养分和速效磷含量，增幅14.99%~22.43%；与CK相比，3种调理剂均显著提高细菌多样性和均匀度，C和S处理还增强了细菌群落稳定性；植物生产力方面，B和C处理产量较CK提高了26.87%和25.47%，S处理地上生物量较CK提升27.30%。生态系统多功能性评价显示，C、B、S处理的EMF较CK分别提高112.38%、95.98%和129.71%。研究结果表明，调理剂施用可显著提升酸性土壤的生态系统多功能性，但对各具体生态指标的作用大小存在一定差异，在实践应用中应依据酸性土壤特点及存在的复合障碍类型选择适宜的土壤调理剂进行施用。
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盐度与施肥交互作用对滨海盐渍土土壤有机碳短期转化过程的影响及微生物机制
蒋雨涵, 姚瑶, 许立欣, Sohail Aslam, 万丹, 刘丛强, 余光辉
DOI: 10.11766/trxb202510050483
摘要：
本研究旨在阐明盐度与施肥交互作用对滨海盐渍土有机碳短期周转过程的影响及其微生物驱动机制。通过为期30 d的盆栽控制实验，设置了3个盐度梯度（0 g·kg-1、2 g·kg-1、4 g·kg-1NaCl）与4种施肥处理（对照CK、化肥NPK、化肥配施秸秆NPKS、生物有机肥BF），系统分析了土壤碳组分、矿物结合态碳、过氧化物酶活性、微生物群落结构及碳循环功能基因。结果表明，盐度与施肥存在显著交互效应。与0 g·kg-1盐度相比，NPKS处理在盐度2 g·kg-1下显著提升（约39%）了土壤溶解性有机碳（DOC）含量和过氧化物酶活性，同时驱动微生物群落由K-策略向r-策略转变。然而，盐度升高至4 g·kg-1则削弱了铁结合态有机碳（Fe-OC）的稳定性，与CK处理相比降幅超过50%。微生物r/K策略与土壤pH紧密耦合（r > 0.86），且碳循环功能基因表达呈非线性响应，并在2 g·kg-1盐度下达峰值。综上，化肥配施秸秆在短期内可通过调控微生物功能促进活性碳库转化，但盐度升高会通过削弱矿物保护机制而制约碳的稳定性。研究结果可为深入理解滨海盐碱地碳循环的短期响应及田间管理措施优化提供科学依据。
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有机物料与钙基材料配施对新垦红壤地力与作物生长协同提升效应
薛雅, 张丛志, 马学伟, 赵占辉, 马志伟, 陈卓, 王娅茹, 张楠, 潘慧, 范贝贝, 牛小妮, 申卫收, 张佳宝
DOI: 10.11766/trxb202510270512
摘要：
针对新垦红壤酸度高、有机质匮乏等障碍，为探讨有机物料与钙基改良剂（石灰和钙盐）配施提升土壤地力及控酸的效果，依托江西省吉安市新垦红壤田间定位试验（2023年至今），借助物理分组、电子显微镜（电镜）等方法分析了单施化肥（CK）、CK+天然腐殖质材料（9 000 kg·hm-2）+ 生物激发剂（1 500 kg·hm-2）+ 有机肥（7 500 kg·hm-2） + 1 500 kg·hm-2钙盐（T1）、CK +天然腐殖质材料（9 000 kg·hm-2）+ 生物激发剂（1 500 kg·hm-2）+ 有机肥（7 500 kg·hm-2）+3 000 kg·hm-2钙盐（T2）、CK +天然腐殖质材料（9 000 kg·hm-2）+ 生物激发剂（1 500 kg·hm-2）+ 有机肥（7 500 kg·hm-2）+1 500 kg·hm-2石灰（T3）、CK +天然腐殖质材料（9 000 kg·hm-2）+ 生物激发剂（1 500 kg·hm-2）+ 有机肥（7 500 kg·hm-2）+3 000 kg·hm-2石灰（T4）、CK +天然腐殖质材料（9 000 kg·hm-2）+ 生物激发剂（1 500 kg·hm-2）+ 有机肥（7 500 kg·hm-2）+7 500 kg·hm-2发酵渣（T5）6个处理对红壤地力与作物生长的影响特征。结果表明：石灰与钙盐添加处理显著调节土壤酸度（pH最高提升16.2%），并高效提升土壤磷素有效性（有效磷增幅超6倍）。天然腐殖质添加可快速提升土壤碳库，使总有机碳和颗粒有机碳增幅最高分别达84.0%与263.9%，但单一施用发酵渣则加剧土壤酸化并导致碳稳定性下降。电镜与多变量分析结果表明，“天然腐殖质与低施用量石灰或钙盐配施”能协同构建多孔结构、提升微生物生物量碳与可溶性有机碳（最高分别为94.6%、122.7%），并均衡促进油菜地上与地下生物量（增幅超7倍）。本研究揭示了有机物料与钙基材料配施对红壤酸化调控、碳稳定性方面的综合效应，对快速提升新垦红壤综合地力具有显著作用，为耕地质量提升提供了可靠的理论依据与技术参考。
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纳米氧化铈浸种对干旱-盐碱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及生理特性的影响
DOI: 10.11766/trxb202510290517
摘要：
干旱-盐碱地的水分与高盐双重胁迫严重抑制作物生长，导致种子萌发和幼苗生长不良，造成显著经济损失，因此，迫切需要可持续的农业策略以提升植物抗逆性。纳米浸种技术作为一种创新的种子处理方法，具有经济、农艺及环境多方面的优势，显示出广阔的应用前景。本研究旨在探讨氧化铈纳米颗粒（CeO2 NPs）浸种对干旱-盐碱复合胁迫（60 000 mg·L-1聚乙二醇（6% PEG）+ 50 mmolL-1 盐碱（NaCl与Na2SO4摩尔比为9：4，NaHCO3调节pH））下紫花苜蓿种子萌发及早期幼苗生长的影响，并阐明其调控机制。以100 nm CeO2 NPs悬浊液对紫花苜蓿浸种12 h（设0、1.0、2.5、5.0、10.0、15.0、20.0 mg·L-1共7个浓度梯度），再进行14 d的干旱-盐碱胁迫处理。结果表明：干旱-盐碱复合胁迫显著抑制了紫花苜蓿种子的发芽状况及成苗状况，且随着CeO2 NPs浓度的增加，发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、根长、苗长和鲜物质量均呈现先升后降的趋势，以上指标均在5.0 mg·L-1 处理组达到峰值，该浓度下的上述指标均显著高于单独复合胁迫组。5.0 mg·L-1 CeO2 NPs处理显著降低了复合胁迫下紫花苜蓿的相对电解质渗漏率（REC）、丙二醛（MDA）和过氧化氢（H2O2）含量，同时提高了过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性、脯氨酸（Pro）及可溶性糖（SS）含量。相关性分析显示：生长指标间呈极显著正相关，而与膜损伤指标（MDA和REC）呈显著负相关，表明抗氧化系统与渗透调节物质协同作用有效缓解了膜损伤，从而促进种子萌发和幼苗生长。综上所述，CeO2 NPs浸种处理可减轻干旱-盐碱复合胁迫对紫花苜蓿种子萌发与幼苗生长带来的负面影响，其中5.0 mg·L-1 处理效果最佳，该研究为利用纳米技术提升作物在逆境条件下的建苗能力提供了理论依据和实践策略。
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秸秆及其烧灰长期还田对水稻产量及土壤供钾能力的影响
周伊婷, 吴正, 魏雪娇, 袁玮琪, 魏宗强, 曾研华, 吴建富
DOI: 10.11766/trxb202508090386
摘要：
为评估秸秆及其烧灰长期还田对水稻产量及土壤供钾能力的影响，依托江西进贤自2010年起的长期定位试验，设置空白对照（CK）、单施化肥（NPK）、秸秆全量直接还田配施化肥（NPK+RS）和秸秆全量烧灰还田配施化肥（NPK+RA）4个处理。2023年晚稻收获后采集0~20 cm土壤，测定土壤全钾及各形态钾含量、黏土矿物吸附点位钾含量、钾释放过程和容量/强度（Q/I）关系，并分析水稻产量变化。结果表明，施肥显著提高水稻产量和土壤钾素含量。等量氮磷钾养分投入条件下，与NPK相比，NPK+RS和NPK+RA早稻年均产量分别提高5.22%和3.53%，晚稻分别提高3.68%和2.41%。各施肥处理土壤水溶性钾差异较小；与NPK相比，NPK+RS和NPK+RA非交换性钾分别提高13.16%和17.12%；NPK+RA交换性钾、有效钾和全钾分别提高5.41%、2.87%和3.09%，且交换性钾和有效钾较NPK+RS分别提高7.88%和4.99%。施肥显著提高土壤黏土矿物吸附点位钾含量，与NPK相比，NPK+RS矿物表面（p位点）、边缘（e位点）及层间（i位点）钾含量分别提高45.07%、10.09%和6.27%；NPK+RA各相应位点钾含量分别提高49.46%、16.97%和11.91%。钾释放过程中，施肥处理在快速释放阶段差异不显著；在缓慢释放阶段，NPK+RS和NPK+RA钾累积释放量较NPK分别提高19.69%和9.07%，释放速率分别提高19.66%和9.09%，且NPK+RS显著高于NPK+RA。容量/强度（Q/I）分析表明，NPK+RS与NPK+RA均可优化土壤供钾容量与强度，且效果优于NPK。综上，等量氮磷钾养分投入条件下，秸秆及其烧灰还田配施化肥在提高水稻产量及强化土壤供钾能力方面优于单施化肥。鉴于秸秆焚烧对环境的负面影响，建议优先推广秸秆直接还田配施化肥模式。
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露天煤矿排土场不同覆土厚度对土壤侵蚀及养分流失的影响机制
DOI: 10.11766/trxb202507310367
摘要：
覆土厚度是决定露天煤矿排土场生态修复成效的关键因素，合理的复垦厚度直接影响土壤侵蚀控制、养分保持及植被恢复效果。以抚顺西露天矿排土场为研究对象，通过室内物理模拟试验，构建排土场高度50 cm、平台宽度40 cm及坡度25°的平台-边坡模型，在120 mm·h⁻¹的降雨条件下，探究不同覆土厚度（10、20和30 cm）对土壤侵蚀特征、产流产沙过程及养分迁移规律的影响。结果表明，不同覆土厚度条件下，细沟侵蚀为主导，过程可分为沟头形成阶段、沟蚀发育演变阶段和稳定阶段，最大发育速度分别为0.65~3 cm∙min -1、1.5~16.75 cm∙min -1和0.38~1.25 cm∙min -1。覆土厚度与最大产流产沙速率时间、最大含沙量时间呈线性正相关，R2≥0.93，即增加覆土厚度可有效延缓侵蚀发生、降低泥沙输出。土壤养分流失比率于10、20和30 cm覆土条件下分别为4.34%~55.11%、4.97%~46.78%和2.61%~40.93%，流失程度整体表现为有效磷＞全氮＞速效钾＞有机质。养分流失动态与产流产沙速率呈现协同变化规律，细沟发育第一、第二和第三阶段累计产流贡献比分别为2.3%~3.4%、55%~71%和31%~43%，累计产沙贡献比为0.7%~3%、47%~88%和13%~52%，养分累计流失贡献比分别为0.61%~4.8%、35.10%~81.48%和14.48%~63.98%，细沟发育第二阶段为主要产流产沙及养分流失阶段，但流失率峰值随覆土厚度的增加而延迟出现。基于控制土壤侵蚀和养分流失的目标，建议在同类气候-土壤条件下排土场复垦工程中，将覆土厚度设置为30 cm。
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基于多时相合成遥感影像的耕地土壤肥力预测——以三江平原友谊农场为例
马海艺, 王昌昆, 刘 杰, 郭志英, 袁自然, 姚成硕, 王晓盼, 潘贤章
DOI: 10.11766/trxb202507090338
摘要：
东北地区是我国重要的粮食生产基地，近年来不合理的土地利用导致耕地土壤肥力下降，严重威胁我国粮食安全。本研究以三江平原友谊农场为研究区，采集了103个耕地表层土壤样品，利用2019—2023年4月、5月和6月潜在裸土期内的Sentinel-2遥感影像，采用随机森林模型实现土壤有机质、全氮、全磷和全钾的预测。为揭示影像时相对土壤肥力预测的影响，实现土壤肥力高精度预测，首先将影像划分为七个年份梯度（五个单一年份：2019、2020、2021、2022和2023年，两个多年份：2020—2022年以及2019—2023年），然后将同一年份梯度内的影像分为四个月份梯度（三个单一月份：4月、5月和6月，一个多月份：4—6月），共28种不同年份和月份梯度的多时相影像组合，最后将这28种多时相影像组合进行中值合成构建28景合成影像。结果表明，土壤有机质预测精度最高：R²= 0.62，RMSE = 6.58 g·kg-1，全氮的预测精度与有机质相似：R² = 0.58，RMSE = 0.34 g·kg-1，全磷的预测精度难以满足实际应用需求，最高精度仅为：R²= 0.13，RMSE = 0.01 g·kg-1，全钾的预测精度为：R² = 0.53，RMSE = 1.55 g·kg-1。不同时相的遥感影像预测结果表明，多年合成影像较单一年份合成影像具有更好的预测能力，且5月的合成影像预测精度最高。通过对遥感影像进行时相优选可实现土壤肥力属性中有机质、全氮和全钾的高精度预测，而全磷的预测则可能需要借助其他环境变量。本研究旨在为东北地区土壤肥力监测提供技术支持。
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基于高光谱和机器学习技术的矿区原状剖面土壤铜组分预测
DOI: 10.11766/trxb202510090490
摘要：
高光谱遥感技术在监测和评价土壤重金属污染方面具有较大的研究价值。为探究高光谱成像（HSI:400~1010 nm）光谱预测原状土壤剖面5种土壤铜形态属性的潜力：总铜、弱酸可提取态铜（F1）、可还原态铜（F2）、可氧化态铜（F3）和残渣态铜（F4）。本研究以江西省乐安河流域农田土壤为研究对象，共采集了22个深度约100 cm的原状土壤剖面样品，分别测定土壤剖面样品的光谱数据及其Cu含量，建立土壤Cu含量预测模型，比较偏最小二乘回归法（Partial Least Squares Regression，PLSR）、随机森林（Random Forest，RF）、Cubist混合线性回归决策树（Cubist Regression Tree，Cubist）、高斯过程回归（Gaussian Process Regression，GPR）和支持向量机（Support Vector Machine，SVM）方法与不同光谱预处理方法对土壤Cu含量预测精度的影响。结果显示，RF、Cubist、GPR和SVM这4种机器学习算法在R2上普遍优于线性PLSR模型，表现出更高的预测精度；采用吸光度转换结合一阶导数（Abs+FD）组合方法进行预处理后，基于SVM建立的模型在独立验证集中对5种土壤铜属性的预测效果较好（F1：R2p=0.78，RMSEp=0.56 mg·kg-1；F2：R2p=0.78，RMSEp=0.40 mg·kg-1；F3：R2p=0.67，RMSEp=1.33 mg·kg-1；F4：R2p=0.70，RMSEp=2.91 mg·kg-1；总铜：R2p=0.67，RMSEp=3.64 mg·kg-1）。这表明高光谱结合机器学习技术可实现对土壤剖面重金属多种形态含量的精准、快速预测，对深化理解重金属在土体中的迁移转化规律及开展区域土壤污染风险评估具有重要意义。
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根际微生物组与根系分泌物协同调控土传病害的研究进展
DOI: 10.11766/trxb202510140494
摘要：
全球人口增长与环境变化背景下，集约化农业连作模式加剧了土传病害频发与连作障碍，传统化学防控难以适配农业绿色可持续发展需求。健康土壤是作物抗病与产能稳定的基础，根际作为“土壤—植物—微生物”互作的核心微域，其微生物组与根系分泌物的双向动态协同调控是土传病害防御的核心内在机制。根系分泌物通过特异性信号分子定向调控根际微生物组功能基因表达，既可驱动有益菌群富集与抗病功能激活，也可能在连作条件下定向富集病原菌，形成恶性互作；根际微生物组则通过代谢产物反哺植物根系，优化分泌物组成与分泌节律，二者共同构成“良性互作—恶性互作”的动态平衡网络。土壤质地、pH、有机质含量等理化特性在此过程中发挥关键介导作用，直接影响互作效率与病害防控效果。本文系统综述了二者协同抗病的核心路径：根系分泌物通过“浓度/类型依赖性”机制直接抑制病原菌或定向招募有益微生物；根际微生物组通过直接拮抗、营养竞争、免疫激活、自毒物质降解等多重途径抑制病害。在此基础上，总结了合成微生物群落构建、农业实践优化、基因编辑与合成生物学等技术创新，分析当前技术田间推广的瓶颈，提出未来需构建“土壤类型—代谢物—受体—基因”精准调控网络，建立“短期—中期—长期”三级生态风险评估体系，为破解连作障碍下作物产能保障与生态安全的矛盾提供理论支撑与技术路径，同时为根际微生态调控对其他类型植物病害的协同抑制提供参考。
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植被恢复对土壤铁结合态有机碳的影响机制研究进展
DOI: 10.11766/trxb202509220463
摘要：
铁结合态有机碳（Fe-OC）是土壤有机碳（SOC）库的重要组成部分，因其较高的占比和相对稳定性在土壤碳循环中发挥着关键作用。植被恢复作为提升土壤碳储量、缓解气候变化的有效策略，其对土壤碳库的影响及驱动机制备受关注。本文综述了近年来关于植被恢复对土壤Fe-OC影响的研究，系统梳理了植被恢复下铁氧化物与SOC的结合方式，阐明了植被恢复下Fe-OC动态变化规律及其关键影响因素，深入剖析了植被恢复对Fe-OC形成、积累和稳定的影响机制。同时，总结了当前研究存在的问题与不足，提出未来研究需拓展多气候研究区覆盖范围，精准量化植物与微生物源碳贡献比例，解析土壤微生物功能在Fe-OC形成与稳定中的作用，综合纳入全球变化复杂因子模拟复合情景下土壤Fe-OC的动态变化，系统揭示植被恢复调控Fe-OC动态的内在机制。本文有助于深化对植被恢复调控土壤碳循环过程的全面理解，为制定应对气候变化的土壤碳汇管理策略提供重要的科学依据。
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土壤团聚体稳定性驱动农林复合系统温室气体排放研究进展
杨洪炳, 雷 蕾, 曾立雄, 刘俊涛, 黄志霖, 朱建华, 肖文发
DOI: 10.11766/trxb202508250415
摘要：
农林复合系统通过乔、灌、草和农作物的垂直层次配置与时空互补，增强土壤结构稳定性，并优化碳氮耦合，提升其减排增汇潜力。然而，其温室气体（Greenhouse gas ,GHG）通量的机理归因与尺度外推仍受土壤团聚体结构与微生境异质性的限制。作为驱动GHG排放的关键因素，土壤团聚体稳定性通过塑造孔隙网络及氧气与水分分布，决定底物供应、微生物活性与气体扩散，进而耦合CO2矿化、CH4产生与氧化，以及N2O在硝化与反硝化途径中的产生。基于层级团聚体理论与微生态过程模拟的视角，本综述系统梳理了农林复合系统中生物（根系、丛枝菌根真菌与微生物黏质）、理化（有机—矿物结合、铁铝氧化物及氢氧化物）与管理（套种、生物质炭、耕作）因素对团聚体稳定性的调控机制，及其作用于GHG排放的关键路径与情景差异（气候、土类和管理），展望了该领域今后研究方向：阐明根系—微生物—团聚体互作对GHG代谢的调控；建立原位观测与机理模型相结合的跨尺度研究体系；通过长期试验，验证因地制宜的固碳减排技术；预测极端事件与未来气候对系统排放的影响。
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根际微生物介导的植物根系细胞壁修饰及其在铝毒耐受中的作用
梁玉婷, 许 文, 张 理, 张 慧, 丁骥贤, 赵 远, 马志远, 姜美彤
DOI: 10.11766/trxb202510220506
摘要：
作为植物与微生物互作的重要界面，细胞壁在互作过程中常常发生组成或结构上的变化，这种变化被称为细胞壁修饰。细胞壁修饰不仅影响植物与微生物之间的互作过程，也可能在一定程度上调节植物对酸性土壤中铝毒的耐受性。因此，探讨微生物是否能够通过修饰植物根系细胞壁来减轻铝毒伤害，具有重要的科学意义与应用价值。本文综述了微生物对根系细胞壁的调控机制，重点分析了微生物修饰根系细胞壁的方式及其差异特征，并探讨了这一过程在提升植物酸铝耐受性中的潜在作用位点与调控途径。该综述旨在为深入理解植物-微生物互作机制提供理论参考，并为构建“耐铝作物-功能微生物”协同体系提供新的研究思路。
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生物质炭对土壤中蚯蚓的综合毒性作用评估及分子机制
DOI: 10.11766/trxb202510240509
摘要：
生物质炭对土壤动物尤其是蚯蚓的潜在影响，是评估其环境安全性的重要一环。尽管人们认识到生物质炭对蚯蚓可能产生一定的毒性效应，但对于生物质炭制备条件如何调控其毒性，以及毒性的具体来源仍缺乏系统认知，这严重制约了低风险生物质炭的筛选与应用。以赤子爱胜蚓为受试对象，综合利用个体存活率、酶活性、组织病理与转录组学指标，系统探究了生物质来源（水稻秸秆和易腐垃圾）和热解温度（350 ℃、500 ℃和650 ℃）对生物质炭毒性的影响，并对比了生物质炭及其浸出液的毒性差异。结果表明，（1）生物质炭对蚯蚓的毒性效应呈现显著的原料特异性与剂量依赖性。在2.5 g?kg?1剂量下，易腐垃圾炭显著降低蚯蚓存活率，而同剂量水稻秸秆炭无显著影响；5 g?kg?1剂量下两者均表现出明显致死效应。（2）氧化应激系统响应显示，生物质炭激发了蚯蚓的抗氧化防御机制，且氧化应激水平随热解温度升高而降低。综合生物标志物响应指数显示，易腐垃圾炭的生态风险高于水稻秸秆炭，且低温制备的生物质炭毒性风险更强。（3）组织病理学发现，生物质炭导致蚯蚓表皮和中肠损伤，易腐垃圾炭造成的损伤更为严重。转录组学揭示生物质炭干扰了蚯蚓体内与蛋白质消化、细胞外基质互作及维生素吸收相关的关键通路。（4）5 g?kg?1生物质炭浸出液虽具有一定毒性，但其毒性水平低于生物质炭本体，这说明全面评估生物质炭的生态安全性，需同时考量其浸出液的化学组分毒性与其固体颗粒的物理特性风险。综上，生物质炭对蚯蚓的毒性受原料、热解温度、剂量及组分等多重因素调控，本研究结果可为生物质炭的环境风险评估及安全施用提供理论依据。
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生物硝化抑制剂对有机杭白菊产量和品质的影响及增效机制
宋琦, 刘晓菲, 董刚强, 陆玉芳, 卢伟伟, 闵炬, 施卫明
DOI: 10.11766/trxb202510200504
摘要：
生物硝化抑制剂（BNIs）与化肥氮配施可减少氮损失并提高氮肥利用率（NUE），其与有机类氮肥配施的研究尚缺乏，增产增效效果及机制不明确。以有机杭白菊为对象，开展田间试验，设置不施（-N）和施用鱼蛋白有机水溶肥（N），以及N+50 g·kg-1 甲基3，4-羟苯基丙酸（MHPP）和 N+50 g·kg-1丁香酸（SA）4 个处理，研究BNIs与有机类氮肥配施对杭白菊产量、品质影响及增效机制。结果表明：N+SA处理产量最高，达6 154 kg·hm-2，与N处理相比，增产40.2%（P < 0.05），总黄酮提高9.1%（P < 0.05），NUE提升75.0%（P < 0.05）；相比N处理，N+MHPP有增产和提高NUE的趋势。N+SA使总根长显著增加了147.7%，根鲜物质量提高127%；促根作用显著优于N+MHPP。主成分分析表明，杭白菊产量、NUE 均与根长、根表面积、根体积高度正相关。推测配施SA 可能通过优化杭白菊根系构型增强氮捕获，并可能兼具生长促进活性，实现增产-增效-提质协同。研究首次证实 BNIs 在有机水溶肥体系中增产、增效、提质的显著潜力，为有机药用作物绿色高效施肥提供新路径。
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Bordetella petrii B35 通过铁载体介导增强Sphingomonas sp. HJY对水稻的促生作用
王中阳, 李梅, 万群, 曹瑶瑶, 马丽雅, 冯发运, 葛静, 余向阳
DOI: 10.11766/trxb202508290425
摘要：
根际促生菌与土著微生物的互作对植物生长具有重要影响。本研究旨在明确土著细菌对水稻生长促生菌 Sphingomonas sp. HJY促进水稻生长能力的影响及其作用机制。首先从水稻根际土壤中分离出一批细菌，并采用共培养和无菌上清液培养的方法从中筛选对HJY生长有促进作用的土著细菌帮手，选择促进效果最明显的细菌作为代表，对其进行16S rRNA基因全长测序鉴定；然后探究土著细菌帮手促进HJY生长的机制；最后检测土著细菌帮手对HJY在自然土壤中促进水稻生长能力的影响。结果发现，编号为B35的土著细菌对HJY生长的促进作用最显著，B35菌体及其无菌发酵液分别使HJY生物量提高71.2%和95.4%，后者效果显著优于前者，该菌被鉴定为博德氏杆菌（Bordetella petrii）。B35菌株在限铁条件下铁载体分泌量显著高于富铁条件，且限铁发酵液对HJY的促生效果较富铁发酵液提升13.89%，表明B35分泌的铁载体是促进HJY生长的主要因子之一。土壤接种试验显示，HJY+B35无菌发酵液处理的水稻 18 d时株高、鲜物质量、叶绿素和根长分别较单接 HJY 提高5.9%、11.6%、12.7%和21.2%，而HJY+B35处理的水稻上述指标较单接HJY分别提高4.4%、7.6%、5.1% 和8.0%。说明B35及其无菌发酵液均能增强HJY对水稻生长的促进效果，且发酵液处理促进效果优于菌体处理。单独接种B35或其发酵液对水稻生长无显著影响。综上，土著细菌B35可通过产生铁载体促进HJY生长，进而协同增强其对水稻的促生效果。本研究为揭示根际微生物互作机制及开发高效复合菌剂提供了理论依据。
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南方典型农田土壤剖面氨氧化微生物特征及其N2O排放驱动因素
DOI: 10.11766/trxb202508290423
摘要：
本研究旨在探讨不同土地利用方式与土壤剖面对氨氧化微生物及氮循环过程的影响。以太湖流域典型农田生态系统为研究对象，选取稻麦轮作（Rice-wheat）、果园（Orchard）和设施菜地（Vegetable）三种土地利用类型，采集春夏两季0～100 cm土壤样本（0～20 cm为表层，20～50 cm为中层，50～100 cm为深层），利用功能基因定量、高通量测序及多抑制剂联用技术，揭示氨氧化古菌（AOA）、氨氧化细菌（AOB）与完全氨氧化菌（Comammox）的群落分布特征及其对氮循环过程的功能贡献。结果表明：表层土壤的氨氧化潜势与N2O排放速率最高，分别为6.1 ± 1.0 mg·kg-1·d-1（以N计，下同）和17.9 ± 6.1 ng·kg-1·d-1，且随深度显著下降。稻麦轮作土壤N2O排放速率（17.5 ± 5.6 ng·kg-1·d-1）显著高于设施菜地（1.5 ± 0.5 ng·kg-1·d-1）。在季节上，稻麦轮作夏季N2O排放潜势显著高于春季。AOB对硝化过程的功能贡献最大（表层占比56.6%，深层达64.9%），Comammox贡献随土壤深度增加而增强。微生物功能基因丰度和多样性具有显著的剖面异质性，并受土地利用类型显著影响。相关性分析显示，三种氨氧化微生物基因丰度与氨氧化潜势呈显著正相关，铵态氮和溶解性有机碳是调控氨氧化和N2O排放的重要因子，结构方程模型进一步揭示AOB为驱动氨氧化的关键因子。本研究系统评估了不同土地利用与土壤剖面对氨氧化微生物功能分化的影响，发现AOB主导氨氧化全过程，Comammox在深层土壤中功能增强，且共同调控N2O排放，为微生物导向的农业氮素管理策略提供理论支撑。
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土壤-秸秆系统孔隙结构介导N2O产生与排放的微观机制综述
DOI: 10.11766/trxb202508180403
摘要：
氧化亚氮（N2O）是重要的温室气体，其农田排放机制是当前研究热点。然而，以往研究多集中于气候、土壤、农田管理等驱动因素，对土壤孔隙异质性调控N2O产生与排放的微观机制缺乏系统性总结。本文系统梳理了土壤孔隙特征（孔隙度、孔径分布等）的动态变化对水分、气体和溶质运移过程的影响，进而阐明其塑造N2O产生与扩散的微环境过程。特别探讨了秸秆还田情况下，土壤物理结构、水分状态以及秸秆管理（种类、方式、年限）对孔隙异质性的影响。在此基础上，分类解析了孔隙尺度下碳、氮底物和氧气分布的微观异质性对N2O产生的关键调控作用，揭示了孔隙异质性是驱动N2O排放“热点效应”的关键因素。进一步总结了基于孔隙特征调控N2O排放的微观尺度措施（优化还田技术、生物互作调控技术）。通过构建孔隙尺度N2O产生与排放的微观调控框架，旨在深化对秸秆还田影响N2O排放机制的理解，为优化农田碳氮管理、实现固碳减排提供理论依据和新思路。
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中国农业生产中镁肥施用现状与前景
张福锁, 陈志长, 吴良泉, 李春俭, 刘东晖, 田鑫月, 郝艳淑, Muhammad Atif Muneer, 马怡斐, 鲁振亚, 何冬冬
DOI: 10.11766/trxb202511090534
摘要：
镁是植物生长必需的矿质元素，在光合作用、物质运输、逆境响应、及提高养分利用效率等方面发挥关键作用。然而，我国农业生产中长期忽视施用镁肥，导致土壤缺镁现象普遍，影响作物的产量、品质和养分利用效率进一步提升。本文基于全国镁营养研究协作网多年的调查与田间试验数据，系统分析了我国土壤交换性镁浓度及镁肥施用现状、镁肥的提质增效作用以及我国农业生产中镁肥的需求与应用情况；并总结国际上、尤其是我国在镁的生理作用和功能研究方面取得的成果。1）调研结果显示，我国土壤交换性镁浓度呈北高南低的特征。北方地区平均浓度为271.7 mg kg-1，显著高于南方地区的174.6 mg kg-1。在生产中镁肥的施用比例不足9%，远远不能满足作物生产需求。2）最新的机理研究结果表明，镁直接参与叶片光反应和碳固定过程，调控光合作用昼夜节律，通过促进碳分配和信号调控促进氮吸收与同化；镁在植物受到铝毒、盐胁迫和高温胁迫等逆境时表现出多重保护作用，并能激活植物免疫反应，增强作物抗病性。3）田间试验示范结果证明，适量施镁可使作物平均增产14.6%，同时显著提升农产品营养与感官品质，并提高氮磷钾肥利用效率。4）预计我国农业生产的镁肥需求量为281—440万吨 MgO，但当前的镁肥施用量不足15万吨。多样性镁肥产品的研发和生产已成为我国农业绿色发展的关键瓶颈。未来需继续加强植物镁的基础理论与施用技术研究，同步完善镁肥生产与供应体系，并加大政策扶持力度，推动镁肥的规模化应用，助力农作物的增产提质增效和农业绿色发展。
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农田土壤病毒荧光显微计数法优化
王丰, 刘灵芝, 刘蕊, 郭冰清, 孟奥, 陈美慧, 安婷婷, 汪景宽
DOI: 10.11766/trxb202508310429
摘要：
病毒在土壤微生物群落结构及宿主动态调控中发挥重要作用。受土壤环境复杂性影响，土壤病毒的有效提取和计数仍然面临诸多挑战。本研究通过病毒提取和显微观察条件优化，提高土壤病毒荧光显微检测的效率。选取沈阳农业大学棕壤长期定位施肥实验站土壤，评估三种关键因素对土壤病毒提取效率及荧光显微计数结果的影响：（1）防荧光淬灭方法（防淬灭剂Fluoromount-GTM和实验室制备防褪色剂）；（2）破碎方式（手持搅拌棒、涡旋混合器、超声波细胞粉碎机、水浴摇床）；（3）土壤与提取液比例（30:100和50:100；w：v）。采用SYBR Green I核酸染料对病毒颗粒进行染色，并利用荧光显微镜观察和计数。将所得优化方案应用于棕壤、黑土与草甸土，以验证其普遍性。结果表明：在荧光显微镜检测过程中，不使用任何防荧光淬灭剂（防褪色剂或防淬灭剂）时病毒颗粒在100×物镜下难以观察，而使用防淬灭剂（Fluoromount-GTM）后，病毒计数提升至3.75 × 108 virus-like particles（VLPs）?g-1，显著优于使用防褪色剂。此外，破碎方式显著影响病毒提取效率（P < 0.05），其中手持搅拌棒（650 W，50 Hz）处理3 min的提取效率最高，显著优于涡旋混合器和水浴摇床，而使用超声波细胞粉碎机未能检测到病毒颗粒。土液比的增加显著提升病毒提取效率（P < 0.05），土液比为50:100（w:v）时的病毒数量较30:100（w:v）时提高了1227.10%。三种类型土壤验证结果显示，优化方法在供试土壤中均能获得稳定、可靠的病毒计数结果，且不同类型土壤间病毒丰度差异显著。综上所述，本研究通过优化破碎方式、土液比及防淬灭剂选择，建立了一种高效、稳定且适用性较广的土壤病毒荧光显微计数方法，可有效提高土壤病毒的提取效率和荧光显微镜计数效果，为土壤病毒生态学研究提供技术支持。
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异化Fe(III)还原古菌的胞外电子传递研究进展
DOI: 10.11766/trxb202509230465
摘要：
异化Fe(III)还原是厌氧土壤和沉积物中重要的微生物呼吸途径，对铁（Fe）、碳（C）、硫等元素的生物地球化学循环具有深远影响。近年来研究发现，在特定环境条件下的土壤中，代谢活跃的古菌数量远超细菌，在碳、氮循环中发挥着不可忽视的作用。与细菌相比，异化Fe(III)还原古菌的研究起步较晚，但已有研究表明，它们可通过直接或间接的电子传递途径利用Fe(III)（氢）氧化物作为终端电子受体，实现厌氧呼吸。本文探讨了异化Fe(III)还原古菌的种类及其独特的胞外电子传递机制，其中，直接电子传递主要依赖多血红素c型细胞色素，也可能涉及古菌特有的钼蝶呤氧化还原酶、异二硫还原酶和甲烷吩嗪等关键组分；间接途径则可能通过分泌未知的电子穿梭体或利用外源性电子穿梭体实现。不同类群如嗜热古菌、产甲烷古菌与厌氧甲烷氧化古菌在底物利用、电子受体适应性及环境分布上呈现显著差异，反映了其电子传递系统的多样性与进化独特性。未来研究亟需发展高效的古菌遗传操作体系，筛选遗传学上易操作的模式菌株，并借助宏基因组学发掘未培养的Fe(III)还原古菌新类群，以揭示其电子传递途径的分子机制及生态功能。这对于量化古菌在全球Fe-C循环中的生态效应、理解土壤养分调控作用有重要意义。
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从根际生命共同体调控到绿色智能肥料——根系分泌物驱动的线虫病害绿色防控产品创新与应用
DOI: 10.11766/trxb202509020434
摘要：
根际生命共同体可通过植物-微生物-土壤互作的级联反应提升养分利用效率和消减土传病害，从而维持土壤-植物系统健康。基于该理论研发靶向调控根际过程的绿色智能肥料，是实现农业可持续发展的重要突破。面对该挑战，本文聚焦线虫病害造成的农业损失及化学防治带来的生态环境问题，从根际生命共同体的全新视角出发，系统探讨由根系分泌物驱动的土传病害绿色防控新途径。首先，文章阐述了根际生命共同体的理论内涵，重点论述了根系分泌物在塑造根际微生物群落、介导多物种协同互作及维持土壤-植物健康中的核心驱动作用。在此基础上，系统阐明了植物源功能活性物质招募有益微生物及靶向抑制植物寄生线虫的分子生理机制。最后，进一步探讨了将这些前沿的生物学原理向绿色智能肥料转化的技术构想、产品研发和效果验证，并展望了该领域未来的重点研究方向，从而为以根际生命共同体理论为依据实现绿色智能肥料产品的研发提供了切实可行的范例，更为农业绿色可持续发展和粮食安全提供了创新的理论和技术依据。
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盐碱化程度对外源有机碳在土壤团聚体中固存的影响
赵丽霞, 程 坤, 卞 清, 祝玲月, 郑 杰, 王晓玥, 蒋瑀霁
DOI: 10.11766/trxb202511060529
摘要：
盐碱地固碳潜力巨大，且秸秆添加对微生物介导的盐碱地土壤有机碳（SOC）固存具有重要影响。为探讨不同盐碱化程度对秸秆碳在团聚体中固存的影响，以苏打盐碱土为研究对象，通过90天的室内培养实验，采用13C连续标记结合氨基糖生物标志物技术，研究不同盐碱土团聚体中秸秆碳含量及其在团聚体中的分配、微生物残体碳含量与秸秆碳和微生物残体碳对土壤有机碳的贡献。结果表明：（1）从团聚体尺度上来看，秸秆碳主要被分配在2~0.25 mm团聚体，其含量显著高于其他粒级，而在>2 mm团聚体中分配含量最低。盐碱胁迫显著增加了>2 mm和<0.25 mm团聚体中秸秆碳分配含量，但降低了2~0.25 mm团聚体中秸秆碳分配含量。（2）盐碱土中微生物残体碳以真菌主导的真菌残体碳为主，其占比可达84.74%~95.29%。在团聚体尺度，13C-真菌和细菌残体碳含量在<0.25 mm团聚体中显著高于>2 mm和2~0.25 mm团聚体，但13C-真菌残体碳与13C-细菌残体碳比值在>2 mm团聚体中最大。盐碱胁迫显著增加了13C-真菌残体碳含量和13C-真菌残体碳与13C-细菌残体碳比值，但降低了13C-细菌残体碳含量。（3）秸秆碳对SOC的贡献和13C-微生物残体碳对13C-SOC的贡献均随着团聚体粒径的减小而增加，盐碱化程度增大显著增加了各粒级团聚体中秸秆碳对SOC的贡献率和2~0.25 mm和<0.25 mm团聚体中13C-真菌残体碳和13C-微生物残体碳对13C-SOC的贡献率，但显著降低>2 mm团聚体中13C-微生物残体碳对13C-SOC的贡献率和各粒级团聚体中13C-细菌残体碳对13C-SOC的贡献率。研究明确了秸秆碳在盐碱土团聚体中固存的微生物机制，为盐碱地通过秸秆还田措施调控土壤有机碳固存过程具有理论指导意义。
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荒漠草原土壤微生物多样性及其与环境因子对地上生物量的影响
杨壹, 李燕, 孙继斌, 邱开阳, 王国会, 郑翔, 海旭莹, 薛斌, 郭艳菊, 马玉龙, 谢应忠
DOI: 10.11766/trxb202505230236
摘要：
摘 要：植物–土壤微生物相互作用是维持草地生态系统功能与稳定性的基础。阐明植物生物量与土壤微生物多样性的关系及其环境响应特征，对于理解生态系统的维持机制及预测其未来变化趋势至关重要。然而，当前研究多聚焦于非根际土壤微生物，整合非根际与根际土壤微生物以解析其对植物生物量的影响及相对重要性的研究仍较为缺乏。以贺兰山东麓荒漠草原为研究对象，分析不同植物群落非根际土壤及其优势植物根际微生物群落特征，揭示生物和非生物因子综合作用下土壤微生物对植物地上生物量（AGB）的驱动作用。结果表明：1）非根际与根际土壤间微生物alpha多样性无显著差异（P > 0.05），而beta多样性具有显著差异（P < 0.05）；所有优势植物根际土壤细菌（除短花针茅Stipa breviflora外）、真菌绝对丰度均高于其非根际土壤；随机性过程主导非根际、根际土壤微生物群落组装。2）AGB与生物因子植物多样性、非根际土壤真菌Faith系统发育多样性，及非生物因子根围土壤pH和全氮含量呈显著正相关（P < 0.05），而与年平均温度、土壤含水量、非根际土壤有效磷含量呈显著负相关（P < 0.05）。3）植物多样性是解释AGB变异的最主要因子，其解释方差占比41.5%，土壤理化性质则次之。4）与根际微生物相比，非根际土壤微生物多样性是连接环境因子与AGB的关键中介，气候因子和土壤理化性质对AGB的影响主要通过该中介路径间接产生。综上，植物和非根际土壤微生物多样性是维持荒漠草原生态系统AGB的关键生物调节因子，而它们的作用又受到气候因子和土壤理化性质的调控。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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
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