排行榜
- 当前目次
- 优先出版
- 专辑论文
- 往期目次
-
电缆细菌长距离电子传递及其环境效应的研究进展与热点分析
2025,62(4):919-930, DOI: 10.11766/trxb202407300226
摘要：
电缆细菌（cable bacteria）是一类新近发现的、广泛分布于海洋和淡水沉积物、具有长距离电子传递能力的硫氧化微生物。电缆细菌因其跨空间、跨距离（厘米级）实现沉积厌氧层硫化物氧化和表面有氧层氧还原耦合的特性，打破了微生物只能进行短距离（微纳米尺度）氧化还原耦联的传统认知，而备受关注。电缆细菌长距离电子传递不仅会造成沉积环境pH的远距离迁移，而且还会使得沉积物电势改变而引发电场的产生，影响钙、铁、锰、磷以及其他痕量元素的循环，对生态环境产生不容忽视的影响。鉴于此，本文汇集当前有关电缆细菌研究的文献报道，对电缆细菌的分类、栖息环境、结构及运动特征、长距离电子传递特征及其环境效应等进行综合叙述，并基于文献计量法，对文献进行聚类及可视化分析，揭示电缆细菌当前的研究热点以及未来的发展趋势，期望能够为进一步研究并挖掘电缆细菌的生理特征及环境效应提供新线索和新思路。
-
东北黑土区耕地侵蚀退化空间分异特征
2025,62(4):931-945, DOI: 10.11766/trxb202404210164
摘要：
土壤侵蚀是引发黑土地退化的重要原因，目前仍缺乏有关东北黑土区耕地侵蚀退化的综合评价。厘清黑土区侵蚀退化空间分异特征及侵蚀退化类型，将有利于因地制宜实施黑土地保护与修复技术模式。本文基于东北地区土种调查和土系调查土壤样点理化性质，构建了土壤质量综合指数，并使用环境协变量和随机森林模型反演得到1980年和2010年90 m分辨率的耕地质量空间分布图。同时考虑不同侵蚀营力及强度和土壤质量退化程度划分出15种黑土地侵蚀退化类型。结果表明：东北黑土区约1/3耕地发生侵蚀退化，其中水蚀退化面积广且程度严重，最典型的是水蚀轻度-退化严重类型，分布在大兴安岭东侧、小兴安岭北部、松嫩平原南部及长白山北部；风蚀退化以风蚀重度-退化轻微类型为主，分布在松辽平原中部及科尔沁沙地；融蚀退化所占耕地面积较少且程度轻微，集中分布于大兴安岭西部山麓。整体而言，黑土地土壤质量越高，土壤退化程度越严重，受到重度侵蚀的影响较大，水蚀导致的耕地退化最为严重。针对空间分布各异的侵蚀退化类型应推广差异化的黑土地保护与可持续利用技术。
-
饱和黄绵土坡面细沟侵蚀微地形变化及其对水力学特征参数的响应
谭青芳，陈峰庭，黄钰涵，赵明全，常志勇，吴嫡，余新晓，黄子轩，韦娟
2025,62(4):946-957, DOI: 10.11766/trxb202405210206
摘要：
细沟侵蚀水力学特征参数与侵蚀后微地形变化间的关系是深入探究细沟侵蚀的重要机理。本文以黄绵土为研究对象，设置4个坡度5°、10°、15°、20°，4个流量2、4、8、16 L·min–1，采用宽0.10 m的限定性细沟模拟冲刷试验，结合运动恢复结构摄影测量法，分析了坡面细沟水力学特征参数与微地形变化间的关系。结果表明：试验条件下，流速的变化范围为0.23～0.92 m·s–1，坡度较流量对流速的影响大；雷诺数和弗劳德数的变化范围分别为255～2 358和1.89～5.90，上述水力学特征参数均随坡度和流量增大而增大（P<0.05），阻力系数则相反。地表粗糙度、地形起伏度和地表切割深度的变化范围分别为0.33～2.35、0.47～4.35和0.53～2.53 cm，3个微地形因子与流速、雷诺数、弗劳德数之间呈正相关性，与阻力系数呈负相关性，且随流速和雷诺数的增加分别呈线性和幂函数增加的趋势。综上，随着坡度和流量的增大地表微地形因子均有不同程度的增大，标志着坡面微地形向着有利于侵蚀发生的方向进行。水流的水力学特征参数（如流速、雷诺数）对地表微地形变化具有显著影响，地表粗糙度、地形起伏度和地表切割深度对流速和雷诺数变化的响应遵循线性和幂函数关系，小流量时地表粗糙度变幅最大，随着流量增大，地表起伏度和地表切割深度变幅逐渐增大，表明侵蚀过程中径流下切作用强烈，细沟侵蚀深度不断增大。研究结果可为黄绵土坡耕地水土流失治理工作以及区域生态修复研究提供理论支撑。
-
平原-丘陵区域数字土壤制图方法比较
2025,62(4):958-969, DOI: 10.11766/trxb202406210251
摘要：
构建适宜性土壤-景观关系模型是提高数字土壤制图精度的关键。由于平原-丘陵区域的多尺度复杂地形，如何充分考虑土壤-景观关系模型建立的主要环节来准确预测其土壤类型空间分布需要进一步探讨。本研究以湖北省麻城市乘马岗镇北部为研究区，将其划分为平原和丘陵2个地形单元，以28个环境变量为辅助因子，评估决策树（Decision Tree，DT）、随机森林（Random Forest，RF）、梯度提升树（Gradient Boosting Decision Tree，GBDT）和极端梯度提升（Extreme Gradient Boosting，XGBoost）在各地形下进行推理制图的精度，基于因子重要性排序筛选变量，通过对比整体与按地形分区制图的精度，探索提高平原-丘陵区域土壤类型制图精度的途径。结果表明：不同地形条件下，最优推理制图方法不同。RF在整体和平原区域制图效果较好，XGBoost在丘陵区域制图效果较好。通过变量筛选能够有效提升推理制图总体精度和Kappa系数，整体区域提升效果最好（分别提升了4.96%和0.06），平原区域提升效果最差（分别提升了1.43%和0.02）。相比较于整体制图，按地形分区制图精度最高，总体精度和Kappa系数分别为73.05%和0.69。在平原-丘陵混合区域，综合考虑制图方法优选、环境变量筛选以及制图方式能有效提升土壤类型推理制图精度，为复杂地形区域土壤类型推理制图提供了实践案例和技术支持。
-
基于随机森林的黑土地尺度耕地土壤容重传递函数构建
王晓盼，王昌昆，孙海军，郭志英，刘杰，高磊，马海艺，袁自然，姚成硕，潘贤章
2025,62(4):970-982, DOI: 10.11766/trxb202406180242
摘要：
土壤容重（Bulk Density，BD）信息对了解东北黑土地耕地土壤物理状况及推进黑土地利用与保护至关重要。传统环刀方法在容重采样环节耗时耗力，难以获得大空间尺度容重数据。土壤传递函数（Pedo-transfer function，PTF）可以利用容易获取的土壤变量实现容重信息估算，然而当前缺少针对东北黑土地区域尺度的PTF模型研究，而且用于PTF模型构建的潜在土壤属性变量的重要性尚待揭示。本研究针对东北黑土地区域尺度，基于实测容重数据，使用随机森林（Random forest，RF）机器学习方法，以土壤有机质（Soil organic matter，SOM）、含水量（Moisture content，MC）和土壤质地相关变量作为输入变量，构建面向大尺度耕地土壤容重预测的PTF模型，并分析土壤属性变量的重要性，同时评估国内外已发表PTF模型在东北黑土地耕地容重预测中的适用性。结果显示：已发表PTF模型在表层、亚表层以及全部土壤容重预测中的最优R2分别为0.17、0.22和0.26，均方根误差（Root Mean Squared Errors，RMSE）分别为0.16、0.13和0.15 g·cm–3；本研究中基于RF方法的PTF模型在表层、亚表层以及全部土壤中的最优预测R2分别为0.22、0.45和0.37，RMSE分别为0.16、0.11和0.14 g·cm–3。研究表明：已发表PTF模型的容重预测精度较低，难以用于东北黑土地区域尺度的容重预测；基于RF开发的模型具有预测东北黑土地容重的潜力；有机质是预测东北黑土地容重的最重要变量，其次是含水量，土壤质地相关变量影响较小。
-
黄土高原羊圈沟小流域坝地上层滞水补给特征
2025,62(4):983-997, DOI: 10.11766/trxb202404290178
摘要：
淤地坝作为黄土高原水土流失治理的核心工程，通过拦截径流和泥沙，有效减少了水土流失，改善了生态环境和农业生产条件。然而，关于坝地上层滞水补给过程及其机制的研究尚不充分，深入理解这一问题对于全面认识淤地坝的生态功能和水文作用至关重要。基于此，本文以黄土高原典型流域坝地为实验样地，采用不同示踪剂对上层滞水补给过程进行追踪（碘离子、溴离子），结合水位监测和氯质量平衡法，揭示坝地上层滞水补给过程与机制。结果表明，不同土地利用类型下坝地上层滞水补给速率为农田＞乔木地＞草地＞灌木地，范围为32.94～60.96 mm·a–1。溴离子示踪结果表明（＞15 mm·d–1）降水事件能使水分较快入渗到上层滞水进行补给，其垂向入渗速率约为0.13～0.15 m·d–1，但该补给存在一定的滞后性，滞后时间为6～11 d；碘离子示踪结果表明坝地内上层滞水具有较好的连通性，其横向运移速率约为6 m·d–1。该研究为进一步了解坝地水分变化及上层滞水补给机制提供了理论参考和科学依据。
-
黄土丘陵区柠条人工林土壤水分动态及其对降水的响应
2025,62(4):998-1009, DOI: 10.11766/trxb202404220165
摘要：
土壤水分的季节动态及其沿土层深度变化制约着柠条人工林的生长发育。在黄土丘陵区，降水类型及降雨量如何影响林地土壤水分含量，降水补给是否满足柠条林生长季的用水需求尚不清楚。本文基于2019—2023年纸坊沟流域柠条林野外长期定位监测数据，分析了柠条林不同深度土壤水分的月动态变化，探究了植物生长季节土壤水分对不同降水类型和降雨量的响应过程。结果表明：（1）研究区降水按照降水特征可分为5类降水：小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨。研究区46%降水事件属于中雨类型，暴雨虽然发生频率较低（19%），但在补给土壤水分等方面发挥着不可替代的作用。（2）土壤水分含量受到降水影响，在年内变化呈现“双峰”型变化。在柠条生长旺盛的6—7月，50～100 cm均出现了季节性干层，土壤干层出现的时间与当年的降水情况密切相关，干层在充足的降水补给后会消失。全年降水量总体上可以满足柠条生长所需。（3）降水类型是影响土壤水分入渗深度和补给量的关键因素。其中暴雨和大雨入渗深度最深，可达100～200 cm；其次是中雨，达10～70 cm；小雨仅局限于0～10 cm。暴雨的土壤水分补给量最大，平均占降水量的87.5%，大雨（36.2%）和长历时中雨（29.7%）次之，而小雨和短历时中雨的降水量则大部分以蒸散发的形式损失。研究发现暴雨和大雨对土壤水分的补给可以缓解50～100 cm季节性干层，而且50 cm以下的土壤在补给后能维持较高的含水状态，为柠条生长提供了有利的水分储备。本研究对黄土丘陵区柠条林可持续管理提供了理论支持。
-
桂东南花岗岩崩岗区土壤团聚体稳定性及影响因素研究
彭子烨，谢美霞，林幸池，丁尔东子，刘楚涵，何玲，林哲，段晓倩
2025,62(4):1010-1021, DOI: 10.11766/trxb202405020182
摘要：
团聚体是土壤结构的基本单元，其稳定性是评价土壤侵蚀的重要指标。为深入探究花岗岩崩岗区土壤团聚体稳定性及其影响因素，以桂东南花岗岩区典型崩岗为研究对象，采用干筛法和Elliott湿筛法测定崩岗侵蚀区土壤团聚体的粒径分布，并对含有粗颗粒的土壤样本进行去砂校正，进一步分析团聚体稳定性对崩岗侵蚀的影响。结果表明：（1）花岗岩崩岗区土壤机械稳定性团聚体以>2 mm为主，水稳性团聚体以<0.25 mm为主，土壤湿筛团聚体平均质量直径随土层加深呈现先减小后增大再减小的变化规律。对花岗岩土壤进行去砂校正减少湿筛误差，去砂分解值随土层深度增加而降低，表明深层土壤团聚体稳定性较差。（2）相关性分析结果表明，平均质量直径、粒径>0.25 mm团聚体含量、去砂分解值与土壤有机质、游离氧化铁含量及粉粒、黏粒含量均呈显著正相关性，与pH、砂粒含量呈显著负相关性。（3）冗余分析（RDA）研究发现，有机质含量和黏粒含量分别解释了土壤团聚体指标变化的89.82%和7.64%，共解释总变异的97.46%。提高土壤有机质和黏粒含量可以有效提高土壤团聚体的稳定性，从而降低崩岗侵蚀发生的风险。本研究阐明花岗岩红壤区团聚体稳定机制及其对崩岗侵蚀的影响，为区域生态安全和农业可持续发展提供科学依据。
-
有机肥配施下抗生素对紫色土坡面C、N流失特性的影响
冯桦，方林发，吴昌杰，肖然，郎明，邓燕，Prakash Lakshmanan，马黎华，李兆磊，张福锁，陈新平
2025,62(4):1022-1037, DOI: 10.11766/trxb202404290177
摘要：
有机肥替代是实现农业废弃物资源化利用的有效途径，但畜禽排泄物中的抗生素会对微生物介导的土壤碳（C）和氮（N）过程产生影响，水力侵蚀过程中抗生素残留对土壤C、N流失的叠加效应并不明确。本文以西南地区坡耕地典型紫色土为研究对象，分析有机肥配施下抗生素对紫色土坡面侵蚀以及C、N流失特性的影响。结果表明：（1）有机肥配施显著降低了坡面产流产沙量以及土壤总有机碳（TOC）、全氮（TN）的侵蚀损失量。（2）土壤抗生素暴露对有机肥减蚀无显著影响，其中土霉素（OTC）以径流损失为主，恩诺沙星（ENR）以沉积物损失为主。（3）土壤抗生素暴露对土壤C流失的影响不显著，但显著加剧了土壤N的流失。抗生素改变了土壤和侵蚀沉积物的微生物群落结构，这可能是导致侵蚀过程中土壤N流失增加的主要原因。（4）这两种抗生素对土壤C、N流失的影响不同，ENR浓度与土壤TOC和硝态氮（NO-3-N）的损失浓度存在显著正相关关系。与不含抗生素的有机肥配施相比，抗生素OTC和ENR增加了土壤C、N流失比例，分别为0.80%～2.94%和22.77%～37.73%。综上，有机肥配施可以实现减少坡耕地水土流失和养分流失的效果，但侵蚀过程中伴随抗生素的暴露会显著增加土壤N流失的风险。
-
松嫩平原黑土正构烷烃和单体碳同位素分布特征及指示意义
2025,62(4):1038-1048, DOI: 10.11766/trxb202405190202
摘要：
正构烷烃（n-alkanes）是土壤有机质中的稳定组分，明确黑土中正构烷烃的组成及赋存机制对揭示黑土有机质来源和成土环境的变化具有重要意义。本研究对松嫩平原三种成土模式的均腐土开展研究，分别是相对稳定地形条件下自然发育的海伦剖面、非稳定地形条件下受侵蚀堆积过程影响的依安剖面以及动物扰动过程明显的绥化剖面，采用超声萃取法提取土壤中游离态正构烷烃，并对其分布特征和单体碳同位素组成进行分析。研究结果显示，海伦和依安剖面正构烷烃分布呈现单峰型，主峰为C31且奇偶优势明显，而绥化剖面呈双峰型，主峰为C23和C31。海伦和绥化剖面正构烷烃浓度（∑C25～35）和碳优势指数（CPI）自下而上增加且绥化剖面值波动更明显，而依安剖面∑C25～35和CPI值在埋藏层显著增加，表明正构烷烃可以反映黑土的侵蚀堆积和扰动过程，即埋藏层有利于正构烷烃的固存，而扰动可能会干扰正构烷烃原位记录的指示意义。正构烷烃链长比值（ratio）及其碳同位素（δ13Calk）结果指示土壤有机质主要来源于陆生高等植物，以C3植物为主。全新世以来松嫩平原黑土区主要以草本植物占优势，但在黑土发育过程中木本植物比例逐渐增加。结合14C年代数据认为冰消期气候条件可能有助于黑土初步发育，而早中全新世相对暖湿的气候则加速了黑土形成。
-
长期植稻土壤团聚体有机碳组分的演变规律及其潜在固持机制
2025,62(4):1049-1058, DOI: 10.11766/trxb202402200074
摘要：
水稻土是长期水耕熟化形成的一种人为土壤，具有较高的有机碳储量和固碳潜力。阐明稻田土壤有机碳的保护机制，可为稻田土壤的固碳减排和可持续利用提供理论依据。借助我国东部沿海滩涂围垦后形成的1 000年水稻土时间序列，结合力稳性团聚体分级和物理颗粒/密度分组等手段，研究长期植稻下土壤团聚体内闭蓄态/游离态和颗粒态/矿物结合态有机碳的分布特征及演变规律。结果表明：长期植稻下土壤有机碳逐渐积累的同时，颗粒态有机碳（POC）和矿物结合态有机碳（MOC）含量也随之提高，但以MOC为主，占总碳库的64.4%～87.9%。不同植稻年限土壤中各粒径团聚体的分布规律一致，依次为大团聚体（74.0%～77.6%）、微团聚体（9.2%～15.9%）和黏粉粒级微团聚体（8.6%～15.7%），进而超过70%的碳储存于大团聚体中。各粒径团聚体有机碳含量均随植稻年限和粒径大小的增加而增加。不同形态团聚体中主要以MOC为主，在大团聚体、闭蓄态和游离态微团聚体中MOC最高可达POC的2.9倍、1.1倍和3.2倍。闭蓄态微团聚体对POC的保护作用强于游离态微团聚体，具体表现为闭蓄态微团聚体中POC含量最高可达游离态的1.5倍。在团聚体的物理保护下，长期植稻有利于有机碳的固定，而闭蓄态微团聚体对颗粒态有机碳的保护作用是稻田土壤有机碳固持的潜在机制。
-
持续低量有机肥与化肥配施对绿洲农田土壤肥力和多功能性的影响
王冰，张宇辰，王昕悦，吴茂林，彭懿，黄炜，冯固，宴启文，蒋平安，刘耘华，盛建东
2025,62(4):1059-1071, DOI: 10.11766/trxb202404130153
摘要：
由于干旱区有机肥数量有限，需明确低量有机肥与化肥配施对绿洲农田土壤理化性质、微生物群落及多功能性的影响程度，确定有机肥的最适用量。于2021—2023年在新疆沙雅县海楼镇开展田间试验，试验共设四个处理：NPK（单施化肥）、NPK+OM3（3 000 kg·hm–2牛粪+化肥）、NPK+OM6（6 000 kg·hm–2牛粪+化肥）和NPK+OM12（12 000 kg·hm–2牛粪+化肥）。采用高通量测序（16S rRNA和内源转录间隔区（ITS））技术，测定分析有机肥施用量对土壤理化性质、微生物群落组成及多样性的影响程度，探讨土壤多功能性对有机肥用量的响应。结果表明：（1）连续3年施用低量有机肥（NPK+OM3）显著增加了土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）和硝态氮（NO3–-N）含量，除pH之外的其他指标NPK+OM3处理与NPK+OM6处理差异不显著；（2）NPK+OM6和NPK+OM12处理土壤细菌（Chao1和香农（Shannon）指数）和真菌（Shannon指数）α多样性显著提高，细菌群落结构发生显著改变；（3）随着有机肥施用量增加，芽单胞菌门（Gemmatimonadota）、酸杆菌门（Acidobacteria）和球囊菌门（Mortierellomycota）的相对丰度增加，而放线菌门（Actinobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度降低；（4）施用有机肥通过改变土壤养分和pH来改变细菌群落组成和多样性，进而提高土壤多功能性。综上所述，连续三年施用有机肥（3 000～6 000 kg·hm–2）可通过提高土壤养分含量、改善微生物群落组成和多样性将土壤多功能性维持在较高水平。考虑到有机肥数量有限和施肥成本，在绿洲农田作物生产中，施用3 000～6 000 kg·hm–2有机肥可达到提升土壤多功能性的效果。
-
西藏东部农林草地土壤养分化学计量比及影响因素
2025,62(4):1072-1082, DOI: 10.11766/trxb202404270171
摘要：
探讨高寒区域不同土地利用类型下土壤养分化学计量比及其驱动因素，旨在为脆弱生态系统的养分科学管理提供理论支撑。选取西藏东部三种土地利用类型（农田、林地和草地），测定不同深度（0～10、10～20和20～30 cm）土壤基本理化性质，并提取各样点环境因子，分析了西藏东部农、林、草地土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）和碱解氮（AN）、全磷（TP）和有效磷（AP）含量、养分化学计量比（C:N、C:P、N:P和AN:AP）及影响因素。结果表明，不同土地利用类型SOC、TN、AN含量均无显著差异（P> 0.05），而农田TP和AP含量显著高于林地和草地。农、林、草地不同深度土壤C:N均无显著性差异，而草地10～20 cm土壤AN:AP显著高于农田和林地，农田20～30 cm土壤C:P和N:P均显著低于林地和草地，表明农田土壤氮限制更强。冗余分析结果表明，SOC、TN、容重、总孔隙度、年均温和年均蒸发量是影响农田（16.2%～41.7%）、林地（17.3%～33.9%）和草地（11.0～26.9%）0～30 cm土层土壤养分化学计量比的共同因子。环境因子对不同土地利用类型下土壤化学计量比的解释量随深度增加而下降。研究结果有助于深入理解高寒地区不同土地利用方式下土壤肥力主控因子，为该区土壤养分合理管理奠定基础。
-
不同种植年限红壤果园土壤腐殖质结构变化对吡虫啉吸附的影响
张雅雯，张嵚，刘灿，陈均权，周凯，涂书新，彭新华，郭新春，郑太辉
2025,62(4):1083-1092, DOI: 10.11766/trxb202406020069
摘要：
新烟碱类农药是南方丘陵区果园中最常用的杀虫剂之一，长期果园施肥会改变土壤有机质含量及结构，进而影响农药在土壤中的吸附行为。深入了解典型新烟碱类农药（吡虫啉）在果园土壤腐殖质上的吸附行为，有助于提高该类农药在土壤中环境行为的认识，为农药面源污染源头防控提供理论依据。从不同种植年限（10 a、30 a、50 a）柑橘园土壤（0～20 cm）提取得到胡敏酸（HA）馏分（F1～F10）、低碳胡敏素（HuL）和高碳胡敏素（HuH），进行吡虫啉在这些腐殖质组分上的吸附等温线试验。结果表明，腐殖质组分对吡虫啉的吸附等温线均能很好地拟合Freundlich模型，R2大于0.9。胡敏酸对吡虫啉的吸附亲和力约为胡敏素的100倍，Ce为0.5、2.0、3.0 mg·L–1时，吡虫啉的Kd值分别为523.1～5 276 L·kg–1、543.3～5 717 L·kg–1、520.2～5 980 L·kg–1，随种植年限的延长，Kd值均略有增加；吡虫啉的KOC值与HA馏分（F1～F10）的芳香碳呈正相关关系、与烷基碳呈负相关关系，低碳胡敏素的羰基碳、羧基碳是控制吡虫啉吸附的关键碳官能团，高碳胡敏素的烷基碳是控制吡虫啉吸附的关键碳官能团。因此，长期种植可以在一定程度上提高腐殖质对吡虫啉的吸附，胡敏酸的芳香碳结构是调节吡虫啉吸附的关键结构，胡敏素的脂肪碳结构是调节吡虫啉吸附的关键结构。
-
有机物料单施及与生物质炭配施对红壤团聚体稳定性的影响
2025,62(4):1093-1102, DOI: 10.11766/trxb202405180201
摘要：
通过连续6年田间试验，研究了玉米秸秆、羊粪和生物质炭单施及前两者与生物质炭配施对土壤团聚体稳定性及不同粒径中生物胶结物质含量的影响，旨在为红壤固碳培肥提供科学依据。结果表明：与对照相比，单施秸秆、羊粪显著提高了大于2 mm和 2～1 mm粒径土壤团聚体含量，提高了土壤团聚体的平均重量直径（MWD）。生物质炭单施及与有机物料配施对土壤团聚体粒径分布无显著影响，两者也无显著的交互作用。秸秆、羊粪及生物质炭单施均显著提高了大团聚体（>0.25 mm）中土壤有机碳、微生物生物量碳、总球囊霉素和多糖含量。与单施秸秆或羊粪相比，生物质炭配施分别使大团聚体中的有机碳含量显著提高了 207% 和 151%，微生物生物量碳提高了 78% 和 62%，总球囊霉素提高了 15% 和 20%，多糖含量提高了 24% 和 22%，且两者具有显著的交互作用。随机森林回归模型分析表明，不同团聚体中的易提取球囊霉素、总球囊霉素和多糖含量为显著影响MWD的关键因子。综上，秸秆和羊粪连续 6 年施用可通过提高大团聚体中的微生物生物量碳、总球囊霉素和多糖含量显著提高红壤团聚体稳定性；生物质炭配施可促进生物胶结物质在大团聚体中的积累，更有助于提高红壤结构稳定性和固碳培肥潜力。
-
基于知识图谱的土壤环境中典型卤代阻燃剂研究热点分析
2025,62(4):1103-1114, DOI: 10.11766/trxb202405010180
摘要：
为了解典型卤代阻燃剂在土壤环境中的研究现状和热点，利用知识图谱工具VOS viewer和CiteSpace对2008—2023年Web of Science核心合集数据库中2 259篇土壤环境中典型卤代阻燃剂相关的研究论文进行梳理和总结。结果表明：（1）近十六年间在土壤环境中卤代阻燃剂研究领域的发文量持续增多，其主要研究学科是环境生态学，中国一直是发文量最多的国家；（2）Science of the Total Environment、Chemosphere、Environment Science & Technology等期刊为相关领域研究作者的主要发文期刊，李军（Li Jun）、张干（Zhang Gan）、江桂斌（Jiang Guibin）等学者形成了联系紧密的核心作者群；（3）我国经济发达地区特别是珠江三角洲、长江三角洲和环渤海地区土壤中卤代阻燃剂的含量明显高于其他地区；（4）环境中存在的卤代阻燃剂已经造成生物积累与放大现象，并对生物体造成损害；（5）人体内已普遍检出卤代阻燃剂，其中膳食和粉尘摄入为其主要暴露途径；（6）新型溴代和氯代阻燃剂在环境中的迁移行为及其人体健康风险评估是当前研究的热点趋势。未来的研究应重点关注卤代阻燃剂在复杂环境基质中的转化机理和生态效应，特别是一些新型卤代阻燃剂的长期影响，以期为制定更有效的管理策略提供科学依据。
-
连续11年不同秸秆还田量下稻田甲烷增排效应变化研究
2025,62(4):1115-1126, DOI: 10.11766/trxb202402230076
摘要：
探究长期秸秆还田下稻田甲烷（CH4）增排效应变化及影响机制，可为长期秸秆还田模式下CH4排放准确评估提供依据。以亚热带地区典型双季稻田为对象，设置仅施化肥处理（CON）、低量秸秆还田处理（3.0 t·hm-2，LS）和高量秸秆还田处理（6.0 t·hm–2，HS），进行为期11年（2012—2022）的定位试验，观测了秸秆还田初期和后期CH4排放及相关土壤环境因子变化。结果表明：LS和HS的CH4排放显著大于CON（HS＞LS＞CON）（P＜0.05），但在第11年增幅相比第1年分别减弱了75.1%和83.5%。在第11年，LS和HS相对CON的土壤有机碳（SOC）、铵态氮（NH4+-N）和溶解性有机碳（DOC）整体分别显著提升7.90%和20.8%（LS和HS，下同）、15.0%和25.7%、19.5%和31.3%（P＜0.05）；氧化还原电位（Eh）和土壤容重（BD）分别显著降低14.1%和21.7%、10.3%和11.2%（P＜0.05）；LS和HS处理的mcrA、pmoA基因丰度和mcrA/pmoA丰度比值相对CON分别显著增加96.0%和152%、12.7%和34.8%、73.9%和85.8%（P＜0.05）。通过分析发现在秸秆还田第11年，稻田CH4排放与土壤中微生物mcrA丰度和mcrA/pmoA显著正相关（P＜0.05），其中SOC含量增加导致的BD降低和Eh的上升促进了pmoA丰度的上升，可能是导致秸秆还田11年后CH4排放增幅降低的主要原因。综上，与CON相比，在亚热带地区长期秸秆还田相较短期所产生的CH4增排幅度，会受SOC、BD和Eh改变的影响而显著减弱80%左右（P＜0.05），因此，针对秸秆还田模式下稻田CH4排放的评估需要根据还田持续时间进行动态调整。
-
南方农田土壤剖面硝态氮消纳的热时和热区效应及其影响因素
2025,62(4):1127-1136, DOI: 10.11766/trxb202401020003
摘要：
为评估中国南方典型农田剖面土壤的硝态氮消纳能力，探究反硝化的“热时”和“热区”效应，选取太湖地区的水稻-麦轮作农田（稻田）、设施蔬菜地（菜地）和葡萄园（果园）作为研究对象，利用膜进样质谱法（Membrane Inlet Mass Spectrometer，MIMS）和RoFlow系统（Robotized continuous flow incubation system）分别对土壤剖面（0～300 cm）的淹水层和非淹水层进行近似原位培养，监测一周年反硝化速率。结果表明：三种种植模式下剖面土壤反硝化速率均存在“热时”和“热区”，稻田的反硝化“热时”主要发生在10月（稻季），速率为17.6 nmol·g−1·h−1；菜地和果园的反硝化“热时”则主要发生在3月，速率分别为44.2 nmol·g−1·h−1和45.3 nmol·g−1·h−1；稻田土壤反硝化“热区”发生在表层土（0～20 cm），平均速率为3.4 nmol·g−1·h−1；菜地和果园的反硝化“热区”主要发生在20～100 cm处，平均速率分别为11.7 nmol·g−1·h−1和9.4 nmol·g−1·h−1；这些反硝化“热区”中的硝态氮去除率均达到了90%以上，三种种植模式下土壤剖面300 cm处几乎没有NO3–-N残留。相关性分析结果表明土壤NO3–-N含量是反硝化过程的主要限制因子。研究表明，太湖地区三种种植模式下农田土壤剖面具有较高的反硝化速率，且存在明显的反硝化发生的“热区”和“热时”，能够有效消纳土壤剖面中的NO3–-N。
-
薄层黑土土壤剖面微生物对外源碳氮添加的响应特征研究
2025,62(4):1137-1148, DOI: 10.11766/trxb202402040062
摘要：
剖面是研究土壤发生发育的模式体系，然而，剖面微生物的群落生理代谢及其碳固持潜力尚不清楚。针对典型黑土表层（0～10 cm）、中层（30～40 cm）和深层（90～100 cm），利用13C标记葡萄糖与硝酸铵培养土壤，研究微生物生长繁殖合成的难溶解性有机碳（13C-SOC）、异化代谢产生的13C-CO2、激发效应、13C-碳利用效率及其氮素约束特征。结果表明：与对照水处理相比，外源13C-葡萄糖添加后，表层和中层土壤微生物数量增幅约为85.0%，深层增幅为184.9%；土壤呼吸强度增幅由低到高依次为表层（3.2倍）、中层（11.3倍）、深层（14.5倍）；相对激发效应分别为43.5%、150.5%、267.0%；碳利用效率分别为34.9%、37.3%和32.9%，大约44%～50%的葡萄糖被异化代谢为13CO2。同时，微生物利用葡萄糖合成的难溶解性细胞生物质13C-SOC分别为（111.6±11.7）mg·kg–1（表层）、（119.5±13.4）mg·kg–1（中层）、（105.2±21.6）mg·kg–1（深层），但其占土壤有机碳总量的比例为：0.98%（表层）、1.70%（中层）、4.76%（深层）。氮素添加后13C-SOC呈增加趋势但未有统计差异性，且显著抑制了土壤相对激发效应。高通量测序发现，无论何种碳氮处理，表层、中层和深层土壤微生物群落分别独立聚类；葡萄糖添加条件下，表层土壤微球菌科显著增加，可能是难溶解性微生物源有机碳的主要贡献者，而类诺卡氏菌属则是中层和深层土壤微生物源有机碳的主要贡献者。尽管深层土壤微生物多样性和数量均较低，但可利用外源易利用碳快速繁殖并产生难溶解新碳，其输入总量与表层土壤几乎一致。黑土剖面土壤微生物群落差异显著但功能可塑性较强，维系了土壤生态系统稳定性。
-
秸秆还田对水稻土固氮微生物群落结构与功能活性的影响
2025,62(4):1149-1161, DOI: 10.11766/trxb202406140054
摘要：
固氮微生物是驱动稻田生物固氮的重要引擎，而秸秆还田引起土壤高C/N可影响土壤中固氮微生物多样性和功能。水稻根际被认为是土壤微生物最活跃的区域之一，水稻生长可能泌氧抑制固氮微生物活性，然而秸秆降解可导致氧气快速耗竭促进厌氧固氮过程，在复杂植稻体系中关于秸秆还田对水稻土固氮微生物群落结构与功能活性的影响方面的研究仍十分匮乏。采用根际袋法研究了不同量秸秆还田（0%、1%、2%）对两种类型水稻土（高砂土和黄泥土）根际与非根际区固氮微生物丰度、群落结构以及固氮酶活性的影响。结果表明：与秸秆不还田相比，2%秸秆还田下高砂土非根际区土壤固氮功能基因nifH基因丰度显著增加了约86.2%，两种类型土壤根际区nifH丰度均显著增加了 154%～179%，而与非根际区土壤相比，两种类型稻田根际区土壤nifH基因丰度均有所提高，尤其是2%秸秆还田下显著增加了68.3%～101%。主坐标分析表明，两种类型稻田非根际与根际土壤固氮微生物群落组成显著不同。此外，土壤固氮酶活性对秸秆还田的响应与固氮微生物并不总是一致。与秸秆不还田相比，高砂土非根际区固氮酶活性在1%秸秆还田下并无显著变化，而在2%秸秆还田下显著提高约33.4%；两种秸秆还田下高砂土根际区固氮酶活性则显著降低约18.3%～37.2%；与高砂土所不同，黄泥土非根际和根际区固氮酶活性在1%秸秆还田下显著提高8.69%～20.4%，而在2%秸秆还田下均有所降低。综上，根际通过优化土壤环境提高根际土壤固氮微生物丰度及其酶活性，秸秆还田主要通过提高土壤有机碳和碳氮比，提高土壤固氮微生物丰度，改变微生物群落多样性，而土壤固氮酶活性对秸秆还田响应因土壤类型、还田量的不同而有所差异。
-
不同氮肥施用量下白符跳（Folsomia candida）对土壤微团聚体的影响
2025,62(4):1162-1173, DOI: 10.11766/trxb202404080148
摘要：
阐明不同氮肥施用量下白符跳生长繁殖对土壤微团聚体的影响，可为改善土壤结构提供科学依据。采集田间试验不同氮肥施用量（N0：0 kg·hm–2、N90：90 kg·hm–2（以N计，下同）、N180：180 kg·hm–2、N270：270 kg·hm–2、N360：360 kg·hm–2）的土壤进行培养试验，研究不同施氮处理土壤在不同培养周期（28 d、42 d、56 d）下白符跳的繁殖数、总体重差异及其对土壤微团聚体的影响。结果表明，不同氮肥施用量对土壤pH产生显著影响，N360处理较N0处理pH下降了0.9个单位（P＜0.05）。随着培养周期的延长，白符跳的繁殖率随氮肥施用量增加受到显著的抑制作用，在56 d培养周期后，N0处理的繁殖数为其他处理的1.10倍～1.53倍（P＜0.05）。白符跳总体重与繁殖数基本呈现相同的趋势，三个培养周期均在N360处理出现最低值。不同氮施用量处理下白符跳均能显著提升0.05～0.01 mm微团聚体的数量，相较于对照处理的土样提升11.3%～48.4%；同时显著降低2～0.25 mm小团聚体的数量，相较于未培养土壤降低了27.9%～60.9%（P＜0.05）。各氮肥处理下土壤的平均重量直径和几何平均直径均显著低于未经过白符跳培养的土样（P＜0.05）。可见，白符跳的生长繁殖受氮肥施用的抑制，高密度的白符跳可提升土壤微团聚体含量但破坏小团聚体，从而导致土壤的稳定性下降。
-
菌渣有机肥对番茄生长及土壤抗生素抗性基因累积的影响
崔格格，张耀中，杨天杰，王世梅，黄艺烁，高阳，韦中，徐阳春，沈其荣
2025,62(4):1174-1184, DOI: 10.11766/trxb202402180072
摘要：
菌渣是抗生素合成中间体（6-氨基青霉烷酸）发酵过程中产生的固体废弃物，可能具有增加抗生素抗性基因（ARGs）传播的风险。目前，堆肥化处理方法具有无害化和资源化等特点，已成为菌渣处理的主要手段。本研究旨在探究菌渣有机肥对番茄生长及土壤ARGs累积的影响，以评估菌渣有机肥的生态风险。以经济作物番茄为研究对象，通过田间试验，分析以菌渣为原料制备的有机肥施入土壤后，对番茄生理指标、土壤理化性质、细菌群落结构及ARGs的多样性和丰度变化的影响。结果表明，施用菌渣有机肥可提升田间番茄地上部干物质量，连续两季施用可增加番茄维生素C含量，增加土壤硝态氮含量。菌渣有机肥处理后根际土壤细菌群落多样性无显著变化，但与常规施肥相比，变形菌门丰度显著升高，绿湾菌门丰度显著降低。施用菌渣有机肥后番茄土壤中ARGs种类多样性无显著变化，但氨基糖苷类抗性基因aada1、磺胺类抗性基因sul（II）显著高于常规复合肥处理。藤黄单胞菌（Luteimonas）丰度与四环素类、氨基糖苷类和磺胺类抗性基因丰度均具有显著正相关性。施用菌渣有机肥番茄根际土壤中未富集β-内酰胺类ARGs，四环素类、氨基糖苷类和磺胺类等ARGs在根际微生物中积累的风险有待进一步评估。
-
噬菌体-有益菌协同消减土壤青枯菌生物障碍的效应初探
2025,62(4):1185-1196, DOI: 10.11766/trxb202405160200
摘要：
由土传青枯菌入侵引起的土壤青枯菌生物障碍造成番茄、马铃薯、烟草等粮经作物大面积减产甚至绝收，严重威胁了农产品的安全供给。根际微生物在消减土壤生物障碍的过程中发挥重要作用，其中有益细菌能够通过拮抗或营养竞争抑制病原菌，噬菌体能够通过专性侵染精准靶向病原菌。但在实际应用中，有益细菌或噬菌体单一施用通常消减效果不稳定，且菌种高密度发酵的成本较高。为建立高效稳定的土壤生物障碍消减技术，构建了拮抗竞争型和营养竞争型两类有益细菌与噬菌体的组合，探究有益菌-噬菌体协同消减土壤青枯菌生物障碍的效果，并进一步探究二者协同抑制青枯菌的潜在机制。结果发现，大部分噬菌体与有益菌组合具有协同效应，能够显著提升对病原青枯菌生长和土壤青枯菌生物障碍的抑制消减效果。温室试验结果表明，与对照相比，协同效应平均降低病情指数58.18%，其中营养竞争型有益菌WR21与噬菌体组合后病情指数显著降低67.28%。进一步研究发现在有益菌浓度较低时噬菌体-有益菌协同仍表现出良好的消减效果，其中T-5在104 CFU·g–1 基质浓度下，与噬菌体组合后较单独施用有益菌的病情指数降低21.56%，根际病原菌数量降低19.21%。研究发现噬菌体-营养竞争型有益菌组合时能够显著降低病原菌的碳源利用能力，同时发现病原菌在噬菌体-拮抗竞争型有益菌双重胁迫下，对T-5产生的拮抗物质的敏感性提高64.10%。本研究明确了噬菌体-有益菌组合消减土壤青枯菌生物障碍的潜力，并初步揭示了噬菌体-有益菌协同消减土壤青枯菌生物障碍的潜在机制，为建立高效消减土壤生物障碍的技术体系提供了理论和技术支撑。
-
集约化种植柑橘土壤细菌群落多样性与生态系统多功能性的耦合机制研究
2025,62(4):1197-1209, DOI: 10.11766/trxb202404150156
摘要：
高度无序、单一种植导致土地退化，但高强度集约化柑橘种植对土壤微生物群落和多种土壤功能的影响仍不清楚。以不同柑橘种植年限土壤为研究对象，利用高通量测序研究了集约化强度对土壤微生物群落的影响，探究了土壤碳氮磷循环相关的多功能性与微生物多样性、共现网络的耦合机制。结果表明，随着柑橘种植年限的增加，土壤细菌多样性显著下降，香农指数从5 a的7.05下降至30 a的5.79，物种数也从2 110下降至1 153。相比于种植5 a的柑橘土壤，种植30 a的柑橘土壤微生物的网络复杂性更低，微生物类群更少，微生物类群之间的关联性也较低。长时间的柑橘种植导致土壤酸化和养分富集，直接影响细菌群落多样性，改变细菌群落结构和物种组成，导致土壤细菌生活史策略从寡营养型（K-策略）转变为富营养型（r-策略），增加了富营养型细菌群落（放线菌、变形菌）的相对丰度，降低了寡营养细菌群落（酸杆菌门）的相对丰度。微生物共现网络节点数与碳循环多功能性指数（CMF）呈负相关，与氮循环多功能性指数（NMF）、磷循环多功能性指数（PMF）均呈显著正相关，边数与CMF呈负相关，与NMF呈显著正相关，与PMF相关性不显著。总之，养分富集会减少土壤细菌多样性，并削弱地下微生物多样性与生态系统功能之间的关系，上述结果表明长时间的柑橘种植对土壤微生物多样性和多种生态功能具有显著的负效应，为养分富集影响土壤细菌群落和生态系统多功能性的耦合机制提供了新的见解。
-
“旱三熟”制下不同覆盖处理对玉米根际土壤微生物多样性及群落结构的影响
宋李霞，吴心瑶，宋稳锋，任可，刘帮艳，甄雨卓，刘铭，周玉玲，刘超计，王龙昌
2025,62(4):1210-1220, DOI: 10.11766/trxb202405220207
摘要：
为探究“旱三熟”种植模式下不同覆盖处理对玉米根际土壤微生物多样性及群落结构的影响，开展为期两年的随机区组田间试验，试验共设不覆盖（CK）、秸秆覆盖（S）、紫云英覆盖（M）、秸秆和紫云英协同覆盖（S+M）4个处理。采用Illumina MiSeq PE300高通量技术对内部转录间隔区（ITS）rDNA和16S rRNA基因测序，分析了覆盖后玉米花期土壤微生物特性的变化。研究结果表明：（1）M、S+M处理减少了土壤细菌物种数和群落多样性，S、S+M处理增加了土壤真菌物种数和群落多样性，M处理减少土壤真菌物种数。覆盖处理（S、M、S+M）与无覆盖处理之间的土壤细菌组成和群落结构差异较大；不同处理间真菌群落互不交集，差异显著，群落组成不相似。（2）覆盖处理会减少特有的细菌物种，S、S+M处理会增加各处理特有的真菌物种。与CK处理相比，覆盖处理增加了玉米根际土壤中变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度，减少了酸杆菌门（Acidobacteria）、子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度。（3）S+M处理通过影响全磷、硝态氮进而影响细菌微生物群落结构，与可溶性有机碳、易氧化有机碳呈正相关；M、S+M处理通过影响全氮、硝态氮来影响真菌微生物群落结构，与土壤含水率、有效磷、全氮、硝态氮呈正相关。与CK处理相比，覆盖处理能够改善土壤微生物多样性及群落结构，加速秸秆和紫云英在田间的腐解，促进玉米对土壤养分的吸收利用，积极作用于土壤生态平衡，其中秸秆和紫云英协同覆盖处理的效果最佳。因此，秸秆和紫云英协同覆盖处理是西南旱地保护性耕作的有效措施。
-
荒漠草原土壤原生生物群落对长期放牧的响应
2025,62(4):1221-1232, DOI: 10.11766/trxb202403070095
摘要：
放牧是内蒙古荒漠草原最主要、最简便、最经济的草地利用途径之一，是影响植物、生物和土壤环境变化的重要因素。土壤原生生物在荒漠草原生态系统的物质循环和能量流动过程中起着重要作用，但原生生物群落对放牧强度变化如何响应仍知之甚少。以短花针茅（Stipa breviflora）荒漠草原为对象，通过随机区组试验，设置对照（CK，Control）、轻度放牧（LG，Light grazing）、中度放牧（MG，Moderate grazing）和重度放牧（HG，Heavy grazing）四个处理组，采用高通量测序技术分析土壤原生生物群落的多样性和组成，并结合植被特征和土壤理化性质分析探究驱动土壤原生生物群落变化的关键环境因子。研究结果表明，短花针茅（Stipa breviflora）荒漠草原土壤原生生物群落主要由未分类-真核生物门（Unclassified_Eukaryota）、隐藻门（Cryptophyta）、绿藻类门（Chlorophyta）、节肢动物门（Arthropoda）、链形植物门（Streptophyta）及毛霉门（Mucoromycota）等构成。其中，优势类群（相对丰度占总丰度20%及以上）为未分类-真核生物门（Unclassified_ukaryota）、隐藻门（Cryptophyta），常见类群（相对丰度占总丰度2%～20%）为绿藻类门（Chlorophyta）、节肢动物门（Arthropoda）、链形植物门（Streptophyta）及毛霉门（Mucoromycota），稀有类群（相对丰度占总丰度2%及以下）为壶菌门（Chytridiomycota）、顶复亚门（Apicomplexa）、脊索动物门（Chordata）和担子菌门（Basidiomycota）等，其中优势类群和常见类群对放牧强度变化较敏感。放牧强度改变了荒漠草原的植被特性、土壤理化性质和土壤原生生物群落多样性。植被Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和生物量对原生生物群落的变化均敏感；而土壤理化性质中总孔隙度、容重、有机质、全氮、全磷、有效磷、速效钾及pH是影响原生生物群落的关键环境因子。总之，放牧通过改变植被特征和土壤环境因子进而影响土壤原生生物群落，证明了养分资源相对匮乏的生态系统中原生生物与环境因子之间具有较强的连通性，同时明确了对荒漠草原放牧管理措施变化反应敏感的原生生物类群。
综述与评论
研究论文
-
玉米秸秆及其生物炭分解过程中的禾谷镰刀菌消长机制
DOI: 10.11766/trxb202404280172
摘要：
秸秆及生物炭施用是提升土壤肥力的重要措施之一，但其分解过程中对土壤中导致小麦赤霉病的禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum, Fg）含量的影响尚不清楚。基于室内培育实验，以玉米秸秆为对照（S），在模拟田间Fg菌源充足的条件下，施用等碳量的秸秆（SF）、生物炭（BF）及其混合物（BSF），研究Fg含量随秸秆或生物炭等有机物料分解进程的动态变化，及其与有机物料养分变化和真菌群落组成变化之间的潜在关系。结果表明，培育7、21、42和70 d的Fg含量平均值大小顺序为：BF>SF>BSF，其中BSF处理分别较BF和SF处理低84.07%和69.11%。相关性分析结果显示，培育7 d和70 d时的Fg含量与残余有机物料的TC、TN、TP和TK显著正相关，而这些养分含量在BF处理中均处于最高水平。此外，不同处理的真菌群落组成两两差异显著，其变化受禾谷镰刀菌和残余有机物料的全碳及养分性质的共同驱动。进一步分析发现，BF处理显著富集了与植物病害发生有关的Dirkmeia和外瓶霉属（Exophiala），而BSF处理则明显富集了具有潜在生防效应的帚枝霉属（Sarocladium）。上述研究结果表示，有机物料分解过程中Fg含量的动态变化同时受制于残留有机物料的养分变化及其驱动的真菌群落变化的影响。研究为从小麦赤霉病防治角度合理选择适宜的有机物料进行土壤培肥提供了新视角。
-
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。
-
不同程度碱胁迫下栽培稗草生长动态及土壤养分的响应特征
DOI: 10.11766/trxb202501120025
摘要：
为探究不同程度碱胁迫下栽培稗草的生长状况及其对土壤养分的影响，以毛乌素盐碱化沙地为研究区域，根据毛乌素沙地盐碱化程度分别设置pH 8.4、pH 9.0、pH 9.4、pH 9.7和pH 10.0等5个碱胁迫处理，以裸土为对照（CK），监测栽培稗草生长动态及土壤养分变化，分析栽培稗草用于毛乌素盐碱化沙地植被恢复的适宜性。结果表明：栽培稗草生长指标和光合特性随pH升高总体呈先增大后减小趋势，其中pH 9.0处理下单株叶面积、平均分蘖数、干物质量、净光合速率和水分利用效率均显著高于其他处理，pH 10.0处理下各项指标较CK显著降低。种植栽培稗草后0 ~ 60 cm土壤全氮（TN）含量显著降低，铵态氮（NH4+-N）含量显著提高，而有机质（SOM）和硝态氮含量仅在0 ~ 10 cm土层显著降低。相关性分析显示，栽培稗草分蘖数、株高与光合特性显著正相关，根长密度与SOM、TN、全磷和有效磷等养分变化量显著正相关，与NH4+-N变化量显著负相关。综上所述，栽培稗草具有较强的碱胁迫能力，且对土壤氮素矿化具有促进作用，证实了其在毛乌素盐碱化沙地种植的适宜性。
-
基于冬油菜产量和环境友好的氮肥用量研究
谢发萍, 任涛, 丛日环, 陆志峰, 张洋洋, 鲁剑巍, 廖世鹏
DOI: 10.11766/trxb202408060321
摘要：
在冬油菜生产中普遍存在为追求高产而过量施用氮肥的情况，导致经济收获偏低和氮素大量损失，进而增加了环境风险，确定适宜的氮肥用量对于实现冬油菜高产和环境友好具有重要意义。于2019—2020年在长江中下游冬油菜主产区湖北荆门、安徽池州和江苏镇江三个试验点开展田间试验，设置五个氮肥用量（0、90、180、270和360 kg·hm-2），探究氮肥用量对冬油菜产量、氮素积累量、无机氮残留量及氮素表观平衡的影响，并综合评估产量与氮输入-输出平衡的关系以确定基于产量和环境友好的冬油菜适宜氮肥用量。结果表明，施氮显著提高油菜籽产量，并有随着氮肥用量的增加产量不断提升的趋势，当氮肥用量达到270 kg·hm-2时产量趋于稳定，三试验点各两个品种的平均产量为3 146 kg·hm-2。地上部氮素积累量的变化趋势与产量一致，当高量或过量施氮时非籽粒器官的氮素积累量明显提高，以施氮270 kg·hm-2为参照，当氮肥用量提高至360 kg·hm-2时，植株氮素积累量平均增加6.85%，非籽粒器官中的氮素比例平均提高0.49个百分点。油菜收获期土壤无机氮残留量及土壤-作物系统的氮素表观平衡量与施氮量呈正相关，随着氮肥用量的增加，二者呈现出先缓慢增长后急剧上升的变化趋势。当氮肥施用量为270 kg·hm-2时，无机氮残留量和氮素表观盈余平均分别为40 kg·hm-2和95 kg·hm-2。基于维持作物产量和土壤肥力所允许的氮素表观盈余量（80 kg·hm-2），湖北、安徽和江苏三个试验点推荐氮肥用量平均分别为207、219和250 kg·hm-2，相应的产量平均分别为3 083、3 054和3 149 kg·hm-2，耕层土壤无机氮残留量分别为22、45和51 kg·hm-2，该推荐量既可保证冬油菜稳产又可控制氮素损失风险，有助于实现冬油菜高产和环境友好的双重目标。
-
叶面喷施生物纳米硒对小青菜根际土壤中抗生素抗性基因的影响
朱燕云, 靳红梅, 黄嘉俊, 朱宁, 龙玉娇, 孙恩惠, 徐聪
DOI: 10.11766/trxb202412120485
摘要：
生物纳米硒（SeNP）作为新型功能肥料已被广泛应用于富硒农产品生产，但SeNP施用对不同类型土壤中抗生素抗性基因（ARGs）及其宿主微生物的作用规律尚不清楚。以SeNP为供试叶面肥，以碱性土壤和pH中性土壤为研究对象，利用盆栽种植小青菜（矮脚黄，Brassica rapa L.），解析叶面喷施不同浓度SeNP对两种根际土壤ARGs丰度和细菌群落结构的影响。结果表明，叶面喷施1~5 mg?L-1 SeNP能够有效提升小青菜生长指标及其根际土壤碱解氮含量；相较不喷SeNP的对照组，喷施处理后pH中性土壤细菌菌群丰度可显著增加27.09%；相反，碱性土壤细菌菌群丰度显著降低14.56%，ARGs和可移动遗传原件（MGEs）绝对丰度也较对照组显著降低；叶面喷施SeNP既促进了不同土壤有益细菌（如芽单胞菌门、硝化螺菌门和酸杆菌门）相对丰度的提升，同时又降低了碱性土壤中ARGs潜在宿主细菌（绿弯菌门）的丰度。由此可见，SeNP能够作为有效控制土壤ARGs扩散的潜在候选材料，但同时也应关注SeNP对土壤抗生素抗性基因的影响效果会因土壤酸碱度的不同而表现出较大差异，后续实际生产应用需结合农田土壤特性做系统评估，以期为SeNP在农业生产中的高效安全应用提供参考。
-
巨桉皆伐迹地营造混交林对土壤胞外酶及化学计量的影响
万仁平, 唐剑东, 何博, 樊戢, 赵智, 梁正川, 邹星丞, 胡峻嶍, 周世兴, 黄从德
DOI: 10.11766/trxb202410170399
摘要：
土壤胞外酶在驱动土壤养分循环和能量流动中起着至关重要的作用，其化学计量可用来表征微生物代谢所需的养分限制状况。人工纯林转换为混交林是实现人工林可持续发展的重要途径。然而，人工纯林转换为混交林后对土壤胞外酶及化学计量的影响尚不清晰。以巨桉(Eucalyptus grandis)人工纯林皆伐后营造的红叶碧桃（Prunus persica ""Atropurpurea""）＋西府海棠（Malus × micromalus）、杉木（Cunninghamia lanceolata）＋桢楠（Phoebe zhennan）＋红叶碧桃、香樟（Cinnamomum camphora）＋水杉（Metasequoia glyptostroboides）3种混交林，以及巨桉纯林（对照）为对象，研究了营建混交林对土壤理化性质、微生物生物量、胞外酶活性及化学计量特征的影响。结果表明：（1）与巨桉纯林相比，3种混交林均提高了土壤β-1, 4-N-乙酰氨基葡糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性，但降低了土壤β-1, 4-葡糖苷酶和酸性磷酸单酯酶活性。（2）各林分类型的土壤胞外酶矢量长度介于0.68～0.88，土壤胞外酶矢量角度介于72.59°～81.18°，表明4种林分类型的土壤微生物均受到碳和磷的共同限制。（3）3种混交林均通过提高土壤有机碳、全氮、pH和微生物生物量C:N以及降低土壤C:P和N:P缓解了土壤微生物的碳和磷限制。（4）土壤全氮和微生物生物量氮分别是影响土壤胞外酶活性和酶化学计量的主控因子。综上所述，巨桉人工纯林转换为混交林后缓解了土壤微生物的碳和磷限制。
-
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。
-
基于稀土元素示踪法定量分析冻融作用下黑土团聚体周转和有机碳的变化
DOI: 10.11766/trxb202412230501
摘要：
土壤团聚体是土壤结构的基本单元，土壤有机碳（SOC）是土壤肥力的核心。为探究在冻融作用下土壤团聚体的周转路径和有机碳的定量表征，利用稀土元素示踪技术，以黑龙江省嫩江市鹤山农场耕地和林地黑土为研究对象，通过室内培养，分别设置0、3、6、10、15、25次冻融循环次数，采用干湿循环法标记不同粒径土壤团聚体（5~2 mm、2~0.2 5 mm、0.25~0.053 mm、<0.053 mm），通过Na2O2碱熔法测定稀土元素浓度，量化团聚体周转过程，探究冻融循环作用下土壤团聚体稳定性（平均重量直径，MWD）、粒径分布、团聚体周转路径以及SOC的变化情况。研究结果显示，冻融循环加速相邻团聚体之间的转换，促使各粒径团聚体向2~0.053 mm团聚体粒径转化更加剧烈。MWD和5~2 mm团聚体含量随冻融循环次数的增加而逐渐降低，而2~0.053 mm团聚体含量逐渐增加。土壤团聚体周转时间随着冻融循环次数的增加而增加，且0.25~0.053 mm团聚体增加最显著。经冻融处理后全土有机碳含量无显著变化，但随冻融次数的增加5~2 mm团聚体有机碳含量上升，其他粒径团聚体有机碳含量下降。所以，冻融作用通过加剧土壤团聚体周转过程中的破坏和形成进而影响土壤结构动态变化的内在过程，降低土壤团聚体稳定性，改变土壤有机碳含量。研究结果进一步揭示了冻融作用下黑土微观结构演变特征及其有机碳的定量表征，为冻融侵蚀下黑土各粒径土壤结构变化和团聚体周转过程深入研究提供理论依据。
-
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。
-
重庆市酉阳天坑沉积物记录的近百年来岩溶小流域土壤侵蚀历史
DOI: 10.11766/trxb202412220500
摘要：
岩溶区土壤侵蚀历史研究可为评估区域生态恢复潜力和区域水土保持工作提供参考。针对近50年土壤侵蚀研究已有大量成果，然而，重庆市岩溶区近百年土壤侵蚀演变机制尚不清楚。本研究以重庆市酉阳天坑为研究对象，应用137Cs、210Pb定年法确定剖面年代框架，计算小流域土壤侵蚀模数，结合区域史志资料、环境代用指标，对比前人研究资料，探讨近百年来重庆市岩溶区土壤侵蚀历史和机制。结果表明：研究区土壤侵蚀历史可分为三个阶段，1897—1955年，1955—1965年和1965—2023年；研究区小流域近百年沉积速率和平均侵蚀模数变化较大，1955—1965年期间的沉积速率和侵蚀模数分别为2.30 cm·a-1和1109 t·km-2·a-1，显著高于其他两阶段的沉积速率和侵蚀模数；与重庆市巫山常家洼洼地和重庆市中梁山洼地的土壤侵蚀历史研究对比发现，近百年来重庆市岩溶小流域的沉积速率与侵蚀模数变化基本一致，均经历了先升高后降低的过程，其侵蚀模数高值出现在20世纪50年代末；小流域侵蚀模数的高值阶段（1955—1965年）与极端干旱及20世纪50年代末的大面积伐木事件耦合，史志资料显示该事件导致森林面积显著减少，此外，沉积剖面的δ13Corg值与磁化率的突增，也指示着极端干旱和强烈的人类活动对环境的共同作用。该时期的极端干旱与大面积伐木事件是加剧重庆市岩溶区土壤侵蚀的重要原因。本研究为重庆岩溶区近百年流域土壤侵蚀过程研究提供了新的资料，对全面理解该地区近百年来石漠化演变历史和推进该地区水土保持工作有一定意义。
-
玉米幼苗能吸收和积累纤维微塑料
刘 璐, 李连祯, 陈浙宽, 弭懿烜, 苏时康, 刘思志, 王颜昊, 刘少冲, 于雅琪, 佘希林
DOI: 10.11766/trxb202412200497
摘要：
微塑料污染已成为全球性环境问题。其中纤维微塑料因其在环境中的广泛存在，对生态系统和人类健康构成潜在危害。然而，纤维微塑料在高等植物中的吸收和转运机制尚不明确，限制了对其生态风险的全面评估。本研究以玉米为模型植物，采用静电纺丝技术结合荧光标记技术，制备了长径比为20 ± 5的聚丙烯腈（Polyacrylonitrile, PAN）纤维微塑料，研究了其在玉米体内的吸收和转运过程。研究结果表明，通过激光共聚焦显微镜及扫描电子显微镜观察发现，荧光标记的PAN纤维微塑料可通过玉米根部新生侧根裂缝进入根内部，并沿木质部导管向上运输至地上部。本研究证实了纤维微塑料可被高等植物吸收并向地上部转运，初步揭示了纤维微塑料在植物-水培系统中的吸收和转移特征，为深入了解不同形态微塑料在土壤-植物系统中的迁移转化规律提供了重要的实验基础，也为评估其对生态环境健康和食品安全的影响提供了科学依据。
-
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。
-
微塑料除草剂复合污染对土壤呼吸与可溶性有机质光谱特征的影响
DOI: 10.11766/trxb202501190038
摘要：
微塑料、除草剂广泛残存于农田土壤中，但二者复合污染对土壤碳循环的影响研究鲜有报道。本研究以氟磺胺草醚和聚乳酸微塑料为模式污染物，通过土壤呼吸培养试验结合紫外和荧光光谱技术探究微塑料除草剂复合污染对土壤二氧化碳（CO2）排放速率与可溶性有机质（DOM）组分特征的影响。结果表明，在培养试验的7~45 d，氟磺胺草醚和聚乳酸微塑料均能提高黑土和红壤CO2的排放速率，但在第60 天氟磺胺草醚导致红壤CO2排放速率降低了14.8%~21.6%，且氟磺胺草醚和聚乳酸微塑料存在协同作用，其复合污染下红壤的CO2排放速率降低了54.3%~79.7%。添加0.1%和1%聚乳酸微塑料均能提高土壤DOM含量。紫外/荧光光谱结果表明，聚乳酸微塑料增强了黑土的DOM腐殖化与芳香性。高添加量氟磺胺草醚-聚乳酸微塑料复合污染加速了红壤有机质转化。平行因子分析解析出三种荧光组分，分别为陆源类腐殖酸、短波段腐殖酸和类富里酸，聚乳酸微塑料是提高黑土中三种组分含量的关键因子，而氟磺胺草醚-聚乳酸微塑料复合污染对红壤DOM三种组分无显著影响。综上，本研究为理解微塑料除草剂复合污染对土壤碳循环的影响提供了科学认知，有利于深化对土壤生态健康及环境管理的理解。
-
非饱和土壤水一维流动有限元法求解编程思路
DOI: 10.11766/trxb202412010459
摘要：
《新时代中国土壤物理学主要领域进展与展望》指出我国土壤物理学研究存在的一个问题是原创性研究较少，其原因之一是从事我国土壤物理学研究的大部分学者数理基础不强，因此较难在土壤物理过程数值模拟上有突破。土壤物理过程数值模拟的关键方程是理查兹方程。目前关于有限元法求解理查兹方程的论文不少，但是大多理论性强且可操作性较弱，对数理基础不强的研究人员而言，理解与编程实现存在较大困难。因此，本文旨在提供一份包含详细推导步骤的有限元法求解一维理查兹方程的编程思路：首先通过加权余量方程的建立得到理查兹方程的弱形式，继而利用雅可比变换和高斯数值积分等方法将弱形式方程转化为非线性代数方程，最后采用牛顿-拉夫逊法并代入边界条件求解非线性代数方程。基于上述编程思路编写了相应代码，模拟结果得到了实测土壤入渗试验数据的验证。本文提供的编程思路及代码可让数理基础不强背景的初学研究人员能够较快实现一维理查兹方程有限元法数值模拟，以期对未来我国在土壤物理过程数值模拟上实现突破起到一些积极作用。
-
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
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。
-
汾河河岸带土壤硝化速率时空分布特征及其影响因子
DOI: 10.11766/trxb202406110229
摘要：
水陆交错带是有效拦截径流氮污染物进入水体的最后屏障。硝化作用是土壤氮循环的一个关键过程，研究河岸水陆交错带土壤硝化速率时空分布特征及影响因素有助于了解河岸水陆交错带土壤脱氮作用。选取汾河太原段河岸水陆交错带作为研究对象，通过对距岸边不同距离、不同深度及不同季节的土壤样品进行硝化速率和理化指标的测定分析，揭示河岸水陆交错带土壤硝化速率和理化性质的时空分布特征，通过Spearman相关分析、RDA排序分析及结构方程模型进一步探讨影响土壤硝化速率的主要驱动因子。研究结果表明：（1）研究区水陆交错带土壤含水率、有机质、全氮、铵态氮和硝态氮随距岸边距离的增加而降低，而容重随距岸边距离的增加而增加；土壤含水率、电导率、有机质、全氮、铵态氮、硝态氮随土层深度的增加而降低；夏季土壤含水率、容重、有机质、全氮、硝态氮平均值均低于秋季，铵态氮则高于秋季；（2）土壤硝化速率随距岸边距离的增加呈先升高后降低的趋势，表层土壤硝化速率（20.43 mg·kg-1·d-1）高于底层（8.97 mg·kg-1·d-1）；夏季和秋季土壤硝化速率的平均值分别为15.12 mg·kg-1·d-1、14.28 mg·kg-1·d-1；（3）土壤全氮是影响水陆交错带夏季土壤硝化速率的主要影响因子。土壤全氮是影响水陆交错带夏季土壤硝化速率的主要影响因素。综上，在河流氮污染严重的情况下，充分保护1 m以内的水陆交错带，有助于提高河岸带土壤拦截径流氮污染的能力，并为河岸带驳岸生态建设及保护和管理提供科学依据。
-
不同管理措施对太湖流域稻田生产力和磷平衡的影响
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。
-
秸秆预处理方式对秸秆在土壤中矿化和激发效应的影响
DOI: 10.11766/trxb202406290265
摘要：
秸秆还田是农业可持续发展的一种有效方式，秸秆预处理方式对秸秆在土壤中的分解和激发效应的影响很少受到关注。通过室内培养实验结合自然丰度法，探究热解秸秆、腐解秸秆和原秸秆在土壤中的矿化和激发效应。结果表明：培养60 d后秸秆材料在土壤中的累积矿化量由高到低依次为腐解秸秆（1 945 mg·kg-1）、原秸秆（1 576 mg·kg-1）、热解秸秆（27 mg·kg-1）。热解秸秆和原秸秆对土壤有机碳的激发效应分别为持续的负激发效应和正激发效应。腐解秸秆的激发效应由培养初期的正效应转变为培养后期的负效应。原秸秆和腐解秸秆添加显著增加土壤真菌丰度以及β-葡萄糖苷酶、纤维素酶活性（P < 0.05），热解秸秆的添加对土壤真菌丰度和β-葡萄糖苷酶、纤维素酶活性影响不显著。高通量测序结果表明，腐解秸秆的添加显著增加土壤放线菌门相对丰度，原秸秆的添加显著增加了土壤厚壁菌门相对丰度（P < 0.05）。热解秸秆在农田土壤中的低矿化量和负激发效应使其较腐解秸秆和原秸秆具有更好的有机碳固存潜力。
-
不同富集策略下土壤可培养解钾细菌群落特征变化
曾涛, 把梦娅, 夏围围, 张耀鸿, 蔡元锋, 陈晓芬, 贾仲君
DOI: 10.11766/trxb202406230255
摘要：
解钾细菌（potassium-solubilizing bacteria, KSB）具有独特解钾优势，被视为生态农业可持续发展的核心植物促生菌。为充分发掘环境中的解钾细菌资源，本研究探究了多种富集策略下土壤解钾细菌群落特征变化。采用解钾细菌富集培养基（KM），并以细菌富集培养基（BM）作为对照，通过液体（L）与固体（S）培养法，连续传代三次（1st、2nd和3rd）富集培养供试土壤中细菌或解钾细菌，收集每一代次可培养微生物富集物，再运用高通量测序技术分析土壤本底和富集物中16S rRNA基因，评估不同富集策略下可培养细菌或解钾细菌占土壤本底细菌群落的比例、组成和多样性变化规律。结果表明：培养基BM和KM富集的细菌多样性显著低于土壤本底，且KM富集的细菌多样性显著高于BM。在L-KM和S-KM中共检测到细菌17门、38纲、91目、145科和267属，在门水平占土壤本底细菌比例最高，约为29.31%。培养基L-KM富集的细菌分类单元数在各水平上都高于S-KM。在门水平，L-KM中的优势门为Firmicutes、Proteobacteria；S-KM优势门为Actinobacteriota、Proteobacteria。在属水平上，通过连续三次传代富集了生理代谢特征具有明显差异的类群，其中L-KM中优势属为Aminobacter、Chelatococcus、Cupriavidus、Hydrogenophilus、Microvirga、Paenibacillus、Phenylobacterium，S-KM中优势属仅Cupriavidus属与L-KM相同，其他优势属主要是Burkholderia、Luteibacter、Massilia、Pseudomonas、Ralstonia等。与已知解钾菌数据库比对发现，KM中仅富集50个已知属，未知解钾细菌占比81%以上。利用零模型反演连续不同培养基传代富集的细菌群落构建过程，发现确定性过程主导了细菌从土壤悬液至培养基的第一代次群落结构变化，而以遗传漂变为主的随机性过程则主导了代际间的细菌群落演替。上述结果表明培养基成分和形态是影响可培养解钾细菌群落的主控因子，但连续传代富集不会导致群落结构同质化和单一化。不同富集策略下可获得较多的已知和未知解钾细菌属，丰富了现有解钾细菌种质资源库，为解钾细菌资源进一步开发和利用提供借鉴。
-
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。
-
菌根类型对土壤微生物生物量碳含量及其分布的影响
DOI: 10.11766/trxb202406120230
摘要：
土壤微生物生物量碳（Soil microbial biomass carbon, SMBC）是表征土壤微生物活性的重要指标，菌根类型对SMBC含量存在潜在影响。为了探究菌根类型对土壤微生物生物量碳的影响，明确不同菌根类型在全球气候变化下对土壤微生物生物量碳的影响。基于前人建立的SMBC数据库，通过划分不同土层（0~100 cm、0~40 cm、40~100 cm）和确定数据库中植物的菌根类型，探究不同菌根类型植物的SMBC含量及其分布。结果表明，不同土层丛枝菌根（Arbuscular mycorrhiza, AM）和外生菌根（Ectomycorrhiza, ECM)植物SMBC存在显著差异，其中ECM植物SMBC显著高于AM植物。不同菌根类型植物SMBC对土壤因子（土壤深度、土壤全氮）和气候因子（年平均温度、年平均降雨量）的响应也存在差异，0~40 cm土壤深度，AM和ECM植物土壤因子（48.9%、47.99%）对SMBC的影响均显著大于气候因子（8.45%、2.25%）。40~100 cm土壤深度，ECM植物SMBC受气候因子影响（53.94%）大于土壤因子（25.32%）影响，而AM植物土壤则相反，土壤因子（45.17%）影响大于气候因子（25.32%）。不同菌根类型影响下SMBC与土壤有机碳和土壤全氮均显著正相关（P<0.01），其中ECM受土壤有机碳和土壤全氮的影响对SMBC作用更明显。方差分解分析结果发现，随着土壤深度的增加，在深层土壤AM植物SMBC主要受土壤因子影响，而ECM植物SMBC主要受气候因子影响。综上所述，ECM植物土壤SMBC含量显著高于AM植物土壤，对土壤有机碳和土壤全氮的响应同样高于AM植物。
-
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。
-
酸紫泥田水稻土生物膜提取及其种间互作的矿物响应特性
严贵丽, 文翊, 赵升, 熊轩, 刘单鹏, 蒋宇, 汤宇晴, 欧阳凯
DOI: 10.11766/trxb202406210252
摘要：
土壤矿物作为生物膜的主要载体，调控着土壤多物种生物膜的形成，深刻影响着生物膜内细菌种间互作类型。为进一步揭示土壤活性组分与多物种生物膜的互作机制，本研究选取土壤中常见的矿物高岭石、蒙脱石和针铁矿，以及从稻田土壤中提取的菌株作为研究对象，将单一菌株两两组合并与土壤矿物共培养，借助激光共聚焦扫描显微镜（Confocal Laser Scanning Microscopy，CLSM）原位监测，结合结晶紫染色法，旨在探究多物种生物膜的形成以及生物膜内细菌种间相互作用对土壤矿物的响应。结果表明：与纯菌体系相比，高岭石和蒙脱石处理均显著抑制了多物种生物膜的形成，且以高岭石处理体系中S-1+S-14组合受抑制程度最大，其生物膜生物量降低了42.57%；高岭石添加使S-1+S-2菌株组合的互作由原协同作用转为中立，使S-1+S-8组合由中立调整为拮抗作用；蒙脱石添加缓解了S-1+S-14和S-1+S-15组合菌株间的拮抗互作，其相互作用关系转变为中立。针铁矿处理显著促进了四组混合菌群多物种生物膜的形成，且以S-1+S-14组合的生物膜生物量提升程度最大（46.45%）；针铁矿添加显著增强了S-1+S-2混合菌群的协同效应，使S-1+S-8和S-1+S-14组合中菌群间的互作关系分别由原本的中立和拮抗作用均转变为协同作用，使S-1+S-15组合由原拮抗互作调整为中立。本研究明确了不同类型土壤矿物对多物种生物膜形成的影响，揭示了生物膜内菌群间相互作用关系转换的潜在机制，研究结果可为深刻理解土壤组分的微生物效应和土壤生物过程，以及进一步挖掘土壤生物资源提供一定的理论指导价值。
-
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
马征, 李振轮, 杨裕然, 李佳冰, 张鑫磊, 杨璐瑶, 郭蕊婷
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作出展望，以期为土壤质量的维持和提升提供理论与技术参考。
-
典型可降解微塑料与噻虫啉的复合污染研究
DOI: 10.11766/trxb202409150367
摘要：
微塑料（Microplastics, MPs）和新烟碱农药是农田土壤中普遍存在的污染物，但它们之间的相互作用尚未得到充分研究。本研究主要关注可降解MPs聚丁二酸丁二醇酯（Poly（butylene succinate），PBS）和新烟碱类农药噻虫啉（Thiacloprid，THI）之间的相互作用。运用吸附动力学和等温线模型研究了THI在PBS上的吸附过程和机理，通过改变溶液的pH、盐度和溶解有机物浓度，研究常见环境因素对吸附的影响，以纯水和模拟肠液（SIF）为背景溶液，研究THI在PBS上的解吸过程。此外，利用薄膜扩散梯度（DGT）技术比较和分析了向红壤和黑土中添加不同比例的PBS后THI生物利用度的变化。结果显示，PBS对THI的吸附过程更符合伪二级动力学模型，表明化学吸附为主。吸附等温线分析表明，PBS对THI的吸附为多层吸附，亨利（Henry）模型和弗罗因德利希（Freundlich）模型均能很好地拟合吸附数据（R2 > 0.99），而朗缪尔（Langmuir）模型拟合效果不佳。环境因素对吸附的影响研究发现，pH和盐度的增加促进了THI的吸附，而溶解性有机质浓度对吸附影响不显著。解吸实验发现，在模拟肠道液中PBS对THI的最大解吸量为39.4 μg?g-1，为纯水中的1.157倍，表明SIF环境下THI更易解吸。梯度扩散薄膜技术的应用揭示了添加PBS对土壤中THI生物有效性的影响，随着PBS添加比例的增加，生物有效性进一步提高。总体而言，PBS可吸附和解吸THI，土壤中的PBS会影响THI的生物利用度。上述发现为理解MPs在实际环境条件下对新烟碱农药环境行为的影响提供了重要信息，并为农药的环境风险评估和管理提供了新的视角。
-
三种温带成熟林土壤植物源和微生物源有机碳的变化
刘新颖, 陶玉兰, 王延平, 赵学超, 杨善武, 王善第, 黄鹂, 李文惠, 王清奎
DOI: 10.11766/trxb202406130233
摘要：
森林生态系统是陆地生态系统中最大的碳库，森林土壤则是陆地生态系统中最大的有机碳库。土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统碳库的重要组成部分，而植物源有机碳和微生物源有机碳是它的重要组分，深入理解森林类型对土壤微生物源有机碳和植物源有机碳的影响极其重要。以赤松林、刺槐林和麻栎林三种温带森林为研究对象，采集0-10 cm矿质土壤，分析了土壤植物源和微生物源有机碳的生物标志物木质素酚和氨基糖的含量，以及土壤基本理化性质、微生物的群落结构与活性等。结果表明：赤松林中土壤总氨基糖、氨基葡萄糖、氨基半乳糖和胞壁酸的含量显著低于刺槐林和麻栎林，赤松林中细菌、真菌和微生物残体碳含量显著低于麻栎林和刺槐林，刺槐林和麻栎林微生物残体碳的含量分别是赤松林1.9倍和2.3倍；在刺槐林、麻栎林和赤松林中微生物残体碳对SOC的贡献分别为56.8%、57.4%和52.5%，其中真菌残体碳对有机碳的贡献也远大于细菌残体碳，是细菌残体碳的12.8~16.6倍。总木质素酚及其三类单体(V类、S类和C类)的含量也表现为刺槐林>麻栎林>赤松林，刺槐林和麻栎林总木质素酚的含量分别是赤松林的2.8倍和3倍。同时，刺槐林土壤中香草基酚类和紫丁香酚类的酸醛比值即(Ad/Al)v和(Ad/Al)s的比值显著高于赤松林和麻栎林，说明在刺槐林中土壤木质素的分解程度更高。随机森林模型预测结果显示全氮、有机碳、全磷、pH、木聚糖酶是影响土壤微生物、细菌、真菌残体碳和木质素酚的主要因子。结构方程模型表明土壤理化学性质和微生物性质是对土壤微生物残体碳和木质素含量影响较大的潜变量，在温带森林经营中，可通过提高土壤养分和微生物性质来促进微生物的生长，并且提高微生物和植物源有机碳的含量及对SOC库的贡献，进而最大程度地发挥其固碳的潜力。
-
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。
-
不同温度条件下微塑料浓度和粒径对农田土壤N2O排放的影响
石梦玄, 李昊宸, 周鹏宇, 万权, 陈宗海, 刘一戈, 卢瑛, 李博
DOI: 10.11766/trxb202406040221
摘要：
微塑料（Microplastic, MP）体积小、可降解性低，被认为是陆地生态系统中潜在的持久性有机污染物，引起了全球广泛关注。微塑料进入陆地生态系统中，通过改变土壤物理、化学和生物学性质影响土壤氮素循环过程，进而影响土壤氧化亚氮（N2O）排放，但其影响过程和机制尚不清楚。为探究不同温度下微塑料污染对农田土壤N2O排放的影响机制，采集华南地区农田土壤进行室内培养试验，在三个温度（10℃、20℃和30℃）下设置五个处理，分别为（1）不添加微塑料（CK）；（2）添加质量浓度为0.1%、粒径为74 μm的微塑料（Nlp-0.1%）；（3）添加质量浓度为0.5%、粒径为74 μm的微塑料（Nlp-0.5%）；（4）添加质量浓度为0.1%、粒径为25 μm的微塑料（Nsp-0.1%）；（5）添加质量浓度为0.5%、粒径为25 μm的微塑料（Nsp-0.5%），测定土壤N2O浓度以及无机氮和微生物功能基因。结果表明：温度升高显著增加了农田土壤N2O排放量（P＜0.001），30℃下土壤N2O的累积排放量分别为10℃和20℃下的43.3倍和6.3倍；此外，随着温度升高，土壤硝态氮（NO– 3-N）含量逐渐增加，氨氧化细菌调控基因（AOB amoA）、全程氨氧化菌调控基因（Comammox，com2）、亚硝酸盐还原酶调控基因(nirS和nirK)、N2O 还原酶调控基因（nosZ）丰度在20℃最高、30℃最低。不同粒径的微塑料添加对土壤N2O排放量和相关氮循环功能基因的影响差异较大。与CK处理相比，Nlp处理在10℃、20℃下显著增加了土壤N2O排放量的37.5%、838.7%（P＜0.001）。Nsp处理显著降低土壤中com2和nirK功能基因丰度、显著提高nirS功能基因丰度（P＜0.001）。相关性分析与随机森林分析结果表明，土壤N2O排放与温度和NO– 3-N含量存在显著正相关关系，与氨氧化古菌调控基因（AOA amoA）、nirK、nirS和nosZ功能基因丰度存在显著负相关关系（P＜0.05），且nosZ功能基因和温度是影响土壤N2O排放的主要因素。本研究结果可为微塑料富集对农田土壤N2O的排放机理探究以及风险评估提供科学依据。
-
表土和底土中微生物残体对增温的差异性响应
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。本文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了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。然而由于增温后底层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，说明新增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℃）促进底层碳库积累来提高底层MNC对SOC的贡献（14.7%）。从时间尺度看，长期增温（> 5a）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；而增温削弱了草地生态系统底层残体对SOC的贡献。综上，本文强调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。
-
氮磷对秸秆输入下稻田土壤微生物群落及其残体的影响
DOI: 10.11766/trxb202406220253
摘要：
稻田土壤固碳潜力巨大，秸秆添加对微生物介导的土壤有机碳（SOC）周转有重要影响。为探究秸秆输入驱动SOC形成的微生物贡献机制及氮磷调控效应，以亚热带红壤水稻土为研究对象，通过为期300天的室内培养实验，分别以磷脂脂肪酸（PLFA）和氨基糖（AS）为活体微生物和死亡微生物残体标识物，探讨秸秆（S）及秸秆耦合氮磷添加（S+NP）对微生物群落及其残体积累过程的影响。结果表明：与对照（CK）相比，S和S+NP处理显著增加土壤总PLFA含量（P＜0.05），且真菌生物量的增幅（65.1%~130.1%）大于细菌（22.7%~34.3%）。在培养后期300天时，S+NP处理中真菌生物量显著高于其他处理，且真菌细菌生物量比值（F/B）相较于CK显著增加（P＜0.05）。表明秸秆耦合氮磷添加会在较长的时间尺度上对土壤微生物群落结构产生影响，使土壤微生物群落逐渐转为真菌主导的群落结构。在整个培养期间，S和S+NP处理中微生物残体积累量均显著高于对照（P＜0.05），真菌残体的变化与之相似。但细菌残体在培养结束时降低，S+NP处理中其含量显著低于S处理（P＜0.05），这可能与培养后期细菌残体发生矿化有关。相关性分析表明，微生物生物量、微生物残体及SOC之间呈显著正相关关系（P＜0.05），证明了外源秸秆输入后稻田SOC形成和转化主要由微生物驱动，与微生物介导机制紧密相关。综上，秸秆还田对稻田土壤有机碳库的影响与微生物群落结构及其介导的残体积累过程密切相关，并且这一过程受外源氮磷养分的供给调控。从元素计量平衡角度，补充适量的氮磷养分，有助于较长时间尺度上促进微生物来源有机碳组分的积累，尤其是真菌来源残体碳，这对于通过农田养分管理措施来调控微生物介导的有机碳截获过程具有重要指导意义。
-
土壤中生物可降解塑料的生态效应及微生物降解研究进展
DOI: 10.11766/trxb202405270210
摘要：
生物可降解塑料因其易生物降解的特性，被认为是传统塑料的理想替代品，应用前景广阔。土壤是各类生物可降解塑料废弃物的重要归趋，全面了解生物可降解塑料在土壤环境中的生态效应，可为评价生物可降解塑料的生态安全性提供科学依据，是实现其大规模推广应用的基础和前提。同时，微生物降解是土壤中生物可降解塑料降解的主要途径，对土壤环境中生物可降解塑料微生物降解过程及其降解机理的透彻掌握，可为实现生物可降解塑料的原位高效可控降解提供理论指导。本文首先从土壤理化性质、土壤微生物、植物、动物角度综述了生物可降解塑料对土壤生态系统的生态毒理效应。进入土壤环境中的生物可降解塑料不但是一种物理输入，更是一种化学输入，其能够改变土壤容重、孔隙度、养分含量等理化性质，直接或间接地影响土壤微生物群落结构与功能，并会对植物生长发育及土壤动物的存活、繁殖等行为产生影响，具有一定的动植物毒性。然后，进一步归纳总结了土壤中生物可降解塑料的微生物降解机制及影响降解效率的关键因素。土壤微生物主要通过“在塑料表面定殖—分泌胞外酶催化聚合物解聚—低聚物或小分子单体被矿化”这3个关键步骤实现对生物可降解塑料的完全降解。生物可降解塑料在实际土壤环境中的降解速度较为缓慢，其降解效率受到塑料本身性质、土壤环境及气候条件等多种因素的影响。同时，对参与生物可降解塑料降解的微生物和酶进行了系统梳理。最后，针对目前研究现状与不足，展望了未来的重点研究方向，旨在为土壤中生物可降解塑料的生态效应与微生物降解研究提供科学参考。
-
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
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