欢迎访问《土壤学报》编辑部网站！

排行榜

下载中心

友情链接

当前目次
优先出版
专辑论文
往期目次

全选

显示方式: |

全选

显示方式: |

天然腐殖质材料对低品位磷矿粉水溶性磷的促释效果
杨强, 张丛志, 张佳宝, 潘慧, 陈卓, 李健鹏, 张灿, 谭钧

DOI: 10.11766/trxb202212130689

摘要(0) HTML(0) PDF(682.60 K)( 0) 收藏

摘要：

低品位磷矿开发应用困难的关键问题在于其活化释放困难以及磷素在土壤中易被固定。将不同添加量的天然腐殖质材料及其衍生物作为促释材料，采用连续水浸提法、X-射线衍射以及红外光谱分析了促释材料对低品位磷矿粉的水溶性磷释放特性以及磷矿粉的结构与成键变化的影响，并通过盆栽试验进一步验证磷矿粉与促释材料在最优配比下的生物肥效。结果表明：随着促释材料添加量的提高，水溶性磷的释放也呈现增加趋势，当天然腐殖质材料和HNO3处理天然腐殖质材料分别与低品位磷矿粉混合的质量比为20:80时，5次水溶性磷释放总量分别为对照处理的1.54倍和1.72倍。X-射线衍射分析结果表明，天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料混合低品位磷矿粉经过5次浸提后，P2O5和Ca(PO3)2对应的特征衍射峰出现显著下降。红外光谱分析结果表明，天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料混合低品位磷矿粉经过5次浸提后，可明显看到位于966 cm-1处PO43-对称伸缩振动v1吸收峰消失，同时位于1 127、673和612 cm-1处PO43-非对称伸缩振动v3吸收峰、H2PO4-相关吸收峰和HPO42-相关吸收峰强度均显著下降。盆栽试验进一步表明，天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料作为一种优质有机物料按照6 g?kg-1或9 g?kg-1的施用量同时与低品位磷矿粉按照20:80的质量比混合后可显著提升土壤的有效磷含量，同时可快速提升土壤有机质含量。天然腐殖质材料按9 g?kg-1的施用量同时与低品位磷矿粉按20:80的质量比混合，在播种后第14、30、60天土壤有效磷分别较对照处理增加了29.86%、29.47%、36.48%，土壤有机质分别较CK增加34.16%、8.05%、47.40%。HNO3处理天然腐殖质材料按9 g?kg-1的施用量同时与低品位磷矿粉按20:80的质量比混合，在播种后第14、30、60天土壤有效磷分别较CK增加了36.97%、94.44%、34.51%，土壤有机质分别较CK增加27.29%、14.57%、45.41%。天然腐殖质材料或HNO3处理天然腐殖质材料呈酸性、高比表面积、腐殖质含量高、活性官能团数量多等特性是提升低品位磷矿粉的水溶性磷和土壤有效磷含量的主要原因。

水分非饱和条件下土壤矿物界面有毒有机物转化机制研究进展
程鹏飞, 赵旭强, 高彦征

DOI: 10.11766/trxb202212180694

摘要(0) HTML(0) PDF(941.66 K)( 0) 收藏

摘要：

土壤矿物作为土壤重要活性组分，可驱动土壤有毒有机物化学转化，降低污染风险。以往土壤矿物与有毒有机物界面行为研究主要集中于水环境或矿物悬浊液体系，然而实际环境中土壤及其矿物常处于干燥、湿润等水分非饱和状态。近年来，水分非饱和条件下土壤矿物界面有毒有机物转化及机制已成为研究热点，相关研究获得一系列新发现。低含水量铁锰矿物、黏土矿物和金属离子饱和黏土矿物能驱动多环芳烃、抗生素等疏水性有毒有机物化学转化。水分非饱和环境会减弱矿物界面水分子与有毒有机物竞争活性位点，并使矿物发生脱水、向高活性结构转变。此外，土壤矿物水分状态也会影响有毒有机物转化产物，水分非饱和环境更有利于持久性自由基和卤代二噁英等中间产物的形成和稳定。以往研究认为，电子转移反应是土壤矿物界面有毒有机物转化机制，随着检测技术与理论计算的发展，自由基催化和水解作用机制逐渐被发现，相关机制研究精准至矿物晶型和晶面层面。虽然水分非饱和条件下土壤矿物界面有毒有机物转化及机制已逐渐清晰，但其研究广度和深度有待进一步拓宽和加深。建议未来在实际水分非饱和土壤和矿物中开展有毒有机物转化研究，深入探究还原转化过程，研发原位反应装置及检测方法，尝试从微纳米尺度和分子水平解析有毒有机物在矿物界面转化机制。

典型旱作农田土壤氧化亚氮排放的氨氧化微生物相对贡献
杨钰, 赵永鉴, 宋晓桐, 张丽梅, 巨晓棠

DOI: 10.11766/trxb202303250115

摘要(20) HTML(0) PDF(1.24 M)( 28) 收藏

摘要：

氨氧化过程对氧化亚氮（N2O）排放具有重要贡献。在不同土壤类型和农田管理下，氨氧化微生物类群对N2O排放的相对贡献组成规律还缺乏系统的研究。本研究选取典型农田耕层土壤（潮土、黑土、砖红壤），以及有机肥改良的砖红壤剖面土壤，采用选择性抑制法（乙炔和辛炔）研究氨氧化细菌（AOB）、氨氧化古菌和全程硝化菌（AOA+comammox）以及异养硝化菌对土壤硝化潜势、净硝化速率及N2O排放的相对贡献。结果表明，在耕层土壤中，潮土、黑土和砖红壤的pH分别是8.0、6.7和5.7，硝化潜势分别是N 32.5、6.6和4.8 mg?kg-1?d-1，净硝化速率分别是N 7.1、3.0和0.5 mg?kg-1?d-1，7天N2O累积排放量分别是N 38.0、35.4和8.7 μg?kg-1。AOB主导耕层土壤的硝化潜势，对硝化潜势的贡献分别是82%、58%和100%。对于净硝化速率，在潮土和砖红壤中，AOB和AOA+comammox贡献相当（均在30%~40%），而黑土中由AOB主导（72%）。AOB主导耕层土壤的N2O排放，对N2O排放的贡献分别是72%、92%和58%。在改良的砖红壤剖面土壤中，在0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm，pH分别是7.0、5.5和4.9，硝化潜势分别是N 6.6、2.0和1.1 mg?kg-1?d-1，净硝化速率分别是N 4.1、0.9和0.2 mg?kg-1?d-1，N2O排放分别是N 16.3、6.5和2.8 mg?kg-1?d-1。随土壤由深层至表层，硝化潜势、净硝化速率及N2O排放显著提高。AOA+comammox主导表层硝化潜势及净硝化速率的提高（分别贡献63%和54%），AOB主导N2O排放的增加（贡献54%）。本研究为制定与土壤氨氧化特性及土壤性质相匹配的N2O减排措施提供了新的科学依据。

水稻根际芽孢杆菌抗砷胁迫作用及其微生物机制
王东亚, 陈冠虹, 方利平, 李芳柏

DOI: 10.11766/trxb202211230642

摘要(13) HTML(0) PDF(1.52 M)( 23) 收藏

摘要：

砷甲基化过程作为微生物的砷抗性机制改变砷的毒性和移动性，对土壤砷污染控制有重要意义。砷抗性根际促生菌对砷胁迫下水稻生长产生积极影响，然而水稻根际菌的砷甲基化效率及其影响水稻砷胁迫的机制研究还较为缺乏。从砷污染稻田根际土中筛选出一株砷甲基化功能芽孢杆菌Bacillus sp. LH14，探究该菌株的砷甲基化效率、砷抗性和促生相关特性，和菌株接种对土壤砷形态、水稻生长和根际微生物相互作用的影响。结果表明，菌株LH14具有砷甲基化和挥发能力，34 h内将三价无机砷转化为甲基砷的效率为54.9%，主要形态为二甲基砷和三甲基砷。LH14接种显著提高了土壤中砷甲基转移基因(arsM)丰度，增加土壤溶液甲基砷浓度，表明LH14参与了土壤砷形态转化。LH14能在砷胁迫下产生吲哚-3-乙酸(IAA)，菌株浸染显著增加高砷条件下种子萌发率、根和芽长及生物量。接种LH14对砷污染土壤中水稻植株生长有促进作用，可能与根际有益菌(例如Burkholderiaceae和Gemmatimonadaceae)相对丰度增加有关。所以，水稻根际存在砷甲基化功能植物促生菌，接种该菌改变水稻根际砷形态，并能产生植物激素和富集根际有益菌从而直接和间接地促进水稻生长，有利于缓解水稻砷胁迫，为砷甲基化功能菌应用于砷污染土壤修复和缓解植物砷胁迫提供理论支撑。

铁还原和硫酸盐还原对红壤中二苯砷酸释放与硫化的影响
朱濛, 何玉环, 魏小宝, 李元, 杨如意

DOI: 10.11766/trxb202209080499

摘要(14) HTML(0) PDF(1.50 M)( 21) 收藏

摘要：

二苯砷酸（diphenylarsinic acid，DPAA）是含砷化学武器在环境中的主要降解产物之一，研究铁还原和硫酸盐还原对土壤中DPAA释放与硫化的影响对于深入认识DPAA的环境地球化学行为至关重要。考察了在淹水和添加不同浓度乳酸钠（C）和硫酸钠（S）培养时花生地和林地红壤中DPAA的释放与硫化情况，并分析铁还原和硫酸盐还原的影响。结果显示：（1）对花生地而言，与不添加硫酸钠和乳酸钠（S-C-）以及仅添加硫酸钠（426 μg?g-1，以S计，S+C-）的处理相比，同时添加硫酸钠和乳酸钠（1 300 μg?g-1（以C计，下同），S+C+；2 170 μg?g-1，S+C++）的处理中DPAA释放明显增强，这与乳酸钠促进了铁还原（>45%）从而有利于DPAA的释放有关；（2）在花生地的S+C+处理中硫酸盐还原最为显著（13周时溶解态硫化物浓度为11.28 mg?L-1），DPAA的去除率（59.6%）最高且主要发生硫化，而在S+C++处理中铁还原程度的增加和硫酸盐还原程度的降低不利于DPAA的硫化；（3）与花生地不同，无论是否添加乳酸钠和硫酸盐，林地中未见DPAA的释放与硫化现象，这与其铁还原程度较低（<25%）和硫酸盐未发生还原（未检测到溶解态硫化物）有关；（4）与林地相比，花生地中梭菌属、芽孢杆菌属和脱硫芽孢杆菌属的丰度明显增加，这很可能分别促进了铁还原和硫酸盐还原，最终对DPAA释放和硫化产生了更显著的影响。总体而言，与铁还原促进DPAA的释放和进一步的硫化相比，硫酸盐的还原程度以及溶液相中硫化物的浓度很可能是控制淹水红壤中DPAA硫化的一个更重要的因素。研究结果将为深入认识DPAA的环境行为和发展DPAA污染红壤的生物刺激修复技术提供理论基础。

黄土高原北部典型县域耕地土壤碳氮时空变异特征及影响因素
高静, 李建华, 张强, 郑必昭, 王瑞, 蒙秋霞, 郜春花, 徐明岗

DOI: 10.11766/trxb202210050549

摘要(25) HTML(0) PDF(798.64 K)( 31) 收藏

摘要：

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

稻虾共作模式下土壤甲烷产生与氧化潜力及其对温度的响应特征
赵建婷, 方贤滔, 邹建文, 刘树伟

DOI: 10.11766/trxb202207070376

摘要(9) HTML(0) PDF(723.35 K)( 22) 收藏

摘要：

稻田是大气甲烷的重要人为排放源。为探讨不同稻田利用方式下甲烷产生和氧化潜力及其对温度的响应特征，以我国东南部地区常规稻田种植体系、由稻田转变来的稻虾种养结合体系和常规虾塘养殖体系为研究对象，分别采集位于江苏省句容市常规稻田（CR）、共作稻区（R-CR）和共作虾区（R-CC）以及常规虾塘（CC）土壤样品，在5℃、15℃、25℃和35℃条件下进行为期30 d的室内培养实验。结果表明：农业土地利用方式转变对甲烷产生和氧化潜力均有显著影响，甲烷产生潜力由大到小依次为：共作虾区、常规虾塘、共作稻区、常规稻田，分别为1.14、0.33、0.25和0.17 μg?g-1?d-1，甲烷氧化潜力从大到小依次为：常规稻田、常规虾塘、共作稻区、共作虾区，分别为1.38、1.01、1.00和0.71 μg?g-1?d-1。由于水分管理差异以及饲料、氮肥投入导致底物和环境因子差异造成了产甲烷菌、甲烷氧化菌的活性差异，使得不同土地利用类型土壤呈现不同的甲烷产生和氧化潜力特征；甲烷产生潜力随培养温度的升高呈指数增长，在5℃、15℃、25℃和35℃时的平均值分别为0.13、0.26、0.55和0.95 μg?g-1?d-1。而甲烷氧化潜力仅在低温时比较敏感，在15℃、25℃、35℃时与5℃下的甲烷氧化潜力存在显著差异，而三种培养温度之间无显著差异（甲烷氧化潜力在5℃、15℃、25℃和35℃时分别为0.71、1.14、1.14和1.11 μg?g-1?d-1）。总体上，甲烷产生潜力对温度的响应强于甲烷氧化潜力。此外，土壤甲烷产生和氧化潜力均受温度或土地利用类型单因素的显著影响（P<0.01），但两者的交互效应仅对土壤甲烷产生潜力存在显著影响，对甲烷氧化潜力并无显著影响。

梨树枝条粉碎覆盖对梨园土壤养分和微生物组的影响
杨天杰, 王孝芳, 胡红菊, 杨健, 藕继旺, 王晓祥, 郝宝锋, 王中华, 董彩霞, 徐阳春

DOI: 10.11766/trxb202208050430

摘要(11) HTML(0) PDF(1.21 M)( 36) 收藏

摘要：

梨树整形修剪枝条是一类重要的生物质资源，将其粉碎后覆盖于树下土壤是资源化利用的有效途径。为了科学评估梨树枝条粉碎覆盖对土壤理化性状及微生物群落结构的影响，采集了贵州毕节、河北昌黎、黑龙江哈尔滨、湖北枝江和河南许昌5个不同纬度梨典型种植区梨园枝条覆盖1~2年后的土壤样品，检测了土壤基础理化特性及土壤细菌、真菌和原生生物群落。结果发现，与不覆盖枝条的对照相比，总体而言覆盖能有效提高土壤有机质和有效磷含量，土壤细菌、真菌和原生生物群落结构也发生了显著变化，但对群落多样性无显著影响；覆盖处理显著富集了土壤细菌中的变形菌门、酸杆菌门和真菌中的担子菌门以及原生生物中的孔虫界和囊泡虫类等类群的相对丰度。进一步利用随机森林模型挖掘了不同采样点枝条覆盖后的关键物种，模型预测准确率高达94.44%，关键物种以细菌为主，包括Acidibacter、Xanthobacteraceae、Nitrosomonadaceae等与有机残体降解有关的微生物，还发现土壤有效磷含量是土壤微生物群落结构差异的主要驱动因子。相关研究结果初步评估了梨树枝条覆盖对土壤养分和微生物组的影响，挖掘了潜在的关键微生物。

基于微波遥感的土壤水分反演估算研究进展
郑曼迪, 刘忠, 许昭辉, 李剑辉, 孙君龄

DOI: 10.11766/trxb202204110167

摘要(30) HTML(0) PDF(741.88 K)( 52) 收藏

摘要：

土壤水分是地表和大气水热过程交换的重要纽带，对于农业生产、生态规划、水资源管理等具有十分重要的意义。微波遥感具有基本不受天气条件影响，具有较好探测植被覆盖下的土壤信息和土壤水分变化趋势等优势，成为目前遥感精确反演土壤水分的热点。本文整理了现有全球尺度的基于微波遥感的土壤水分产品；分析比较了土壤水分反演中主动微波遥感、被动微波遥感、主被动微波协同技术的原理、特点、适用范围和关键技术进展：主动微波遥感和被动微波遥感的优势分别在于高空间分辨率和高时间分辨率，高空间分辨率可以很好捕捉地表细微的空间信息特征，但囿于土壤水分与后向散射系数之间的复杂关系，特别是植被、地表粗糙度等对雷达后向散射系数的干扰，使得反演土壤水分的精度不高，因而根据现实情况选取不同散射模型以及利用多源数据协同是目前改善精度的研究热点。而高时间分辨率可以实现全球及大尺度下的土壤水分监测，但是很难满足小尺度或者小区域范围的实际研究需求，为了能使实测数据在空间上得以较好匹配，提出多种降尺度方法。结合以上两种微波遥感方式的优劣，依托更为丰富的数据源、相对成熟的观测技术来对两者进行融合以提取更多的水分信息，以提升反演精度或者获得长时间序列数据。在目前的方法中，土壤水分反演在小尺度下表现出良好的性能，但在全球尺度上会出现数据缺失、适用性不强、反演精度不高以及反演过程过于复杂等诸多问题，可以借助多种观测方式（多极化、多角度、多波段）、多时相重复观测、在原有模型上引入新的算法以及数据同化等方面着手进行改进，同时全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）中长期稳定、高时空分辨率的L波段微波信号在陆面遥感领域的快速发展也为我国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System, BDS）的发展提供了借鉴，展现出在土壤水分反演方面的巨大潜力。

酸化与富磷对农田土壤硅有效性的影响
张庚金, 魏宗强, 吴建富

DOI: 10.11766/trxb202208300482

摘要(24) HTML(0) PDF(884.93 K)( 50) 收藏

摘要：

目前，大量农田土壤及其生态功能正经受着土壤酸化的严重威胁，而土壤pH深刻影响着土壤中硅、磷养分的移动性及两者间的相互作用。关于硅肥施用可有效提升土壤磷素植物有效性的研究已有大量报导，但在农业集约化生产区，土壤磷素已大量累积的背景下，磷富集对土壤硅移动性与有效性的影响及其机制尚不清楚。选取2种不同有效硅水平的农田土壤（低有效硅土壤LASi：有效硅28.20 mg?kg-1；高有效硅土壤HASi：有效硅253.6 mg?kg-1），通过等摩尔浓度硅磷竞争吸附试验、土壤培养试验等，探究人工酸化与磷添加对土壤硅吸附性能与移动性的影响及其机制。结果表明，酸化土壤pH在3.5~8.0范围内，当硅与磷等摩尔浓度同时添加时，磷的存在会降低硅的吸附，各相应pH的LASi与HASi 2种土壤对硅的吸附量分别降低26%~74%、31%~84%。这说明，土壤对磷的吸附大于对硅的吸附。设置土壤pH3.5~8.0范围内，降低pH可降低土壤对硅的吸附；磷添加降低土壤硅吸附的效应，在高pH条件下更为显著。土壤酸化与磷添加降低了土壤对硅的吸附，降低了土壤有效硅（HOAc-NaOAc-Si）水平；不同类型土壤移动性硅（CaCl2-Si）水平对酸化与磷添加的响应不同，具体机理尚需进一步研究。

温度和砷对不同品种水稻幼苗生长和砷吸收的影响
翟伊然, 李仁英, 张婍, 祁梦如, 卢炳浩, 黄利东, 徐向华

DOI: 10.11766/trxb202302120058

摘要(15) HTML(0) PDF(985.19 K)( 47) 收藏

摘要：

为明确温度和外源砷对水稻生长发育的影响，选取江苏地区常见的8个水稻品种为试验材料，通过添加不同浓度外源砷[0(As0)、0.5(As0.5) 和1 mg?L-1(As1)]和模拟不同温度[白天/夜晚分别为30 ℃/25 ℃（T0）和35 ℃/30 ℃（T1）]，在人工气候箱内进行了发芽和苗期培养试验，并分析了8个品种水稻种子萌发、幼苗生长及砷含量状况。结果表明，外源砷对水稻的芽长和活力指数具有抑制作用，与对照（T0As0）相比，T0As1处理使不同品种水稻的芽长和活力指数分别降低13.69%~43.34%和28.14%~52.88%。而温度对水稻种子萌发的影响与水稻品种有关。在T1处理下，盐两优1618的发芽率、芽长和活力指数均优于其他品种。温度和外源砷的共同作用显著降低了不同品种水稻的芽长（P<0.05）。与T0As0相比，T1As1使水稻芽长显著降低5.66%~43.34%。水稻根长和根系活力显著受到温度和外源砷的单一因素的影响。与T0As0相比，T0As1处理使水稻根系活力降低3.01%~58.21%。温度和外源砷的共同作用抑制了水稻根长和根系活力，其中T1As1使水稻根系活力显著降低53.80%~89.01%。不同品种水稻的苗高和根系活力在相同温度或外源砷处理下具有显著差异（P<0.05），其中盐两优888的苗高和根系活力均处于较高水平。水稻茎叶砷含量在外源砷处理下显著增加，在增温处理下却降低。与单一的砷处理相比，温度和外源砷的共同作用降低了水稻茎叶的砷含量。综上可知，温度和外源砷影响水稻的生长及砷吸收，但水稻生长状况具有明显的品种间差异，其中盐两优888和盐两优1618在增温和外源砷共存条件下的种子萌发和生长状况优于其他水稻品种。

甲氰菊酯在土壤中的降解及对蚯蚓的毒性效应研究
杨馥荣, 冉露露, 杨沐, 刘畅, 陈敏, 蔡依芸, 杨灿灿, 何林

DOI: 10.11766/trxb202210130560

摘要(24) HTML(0) PDF(721.27 K)( 76) 收藏

摘要：

拟除虫菊酯作为全球第三大杀虫剂品种，在农业生产中广泛使用，同时也带来了一系列不利的环境影响。然而，目前有关拟除虫菊酯在土壤环境中的残留行为和风险评估报道较少。以典型拟除虫菊酯类杀虫剂甲氰菊酯(FEN)为研究对象，重点探究其在不同性质土壤中的降解行为以及对典型土壤生物蚯蚓的毒性效应。结果表明，甲氰菊酯在碱性土壤中的降解速度快于酸性土壤，同时在非灭菌土壤中的降解速度为灭菌土壤的4倍。因此，土壤酸碱度和微生物是影响FEN在土壤中降解快慢的主要因素。此外，在降解过程中检测到甲氰菊酯主要代谢物3-苯氧基苯甲酸(3-PBA)的生成。蚯蚓富集结果表明，FEN在蚯蚓体内的含量先升高后降低，最大生物富集因子为0.3。亚急性毒性结果表明，高剂量（5 mg?kg-1）甲氰菊酯暴露14 d后，蚯蚓体内蛋白质含量显著降低（P<0.05），细胞色素P450（CYP450）、羧酸酯酶（CarE）、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量均显著增加（P<0.05），同时存在剂量效应，证实土壤中残留的FEN对蚯蚓具有毒性效应。本文对甲氰菊酯在土壤环境中的降解行为研究以及生态毒性风险评估具有重要的指导意义。

不同成土模式下黑土有机质热稳定性剖面分异特征
龚可杨, 杨飞, 隆浩, 谷俊, 张甘霖

DOI: 10.11766/trxb202211180627

摘要(20) HTML(0) PDF(1.25 M)( 60) 收藏

摘要：

土壤有机质（soil organic matter，SOM）含量及其稳定性是评价土壤质量的重要指标，热重分析法在反映SOM含量与热稳定性方面显示出了较好的潜力而受到重视。探究不同成土模式下黑土SOM热稳定性在剖面尺度的分异规律及影响因素，可以为黑土资源保护与碳固定提供理论参考。本研究在东北典型黑土区采集了相对稳定地形条件下（平坦）自然发育的3个典型黑土剖面和非稳定地形条件下（有地表侵蚀和沉积）受侵蚀堆积过程影响的2个黑土剖面，采用热重分析法，基于不同温度区间的质量损失，分别以Exo1（200～350℃区间的质量损失）和Exo2（350～550℃区间质量损失）代表热易分解SOM和热稳定SOM，以微分热重曲线及热重参数指标（Exo1/Exo2和TG-T50）表征不同土壤剖面的SOM热稳定性分异特征，并结合傅里叶红外光谱讨论了SOM化学稳定性剖面分异特征。结果表明：稳定地形下自然发育的黑土，热易分解SOM（Exo1）含量相较于热稳定SOM（Exo2）含量随深度下降更快，Exo1/Exo2随深度减小，TG-T50随深度增加，脂肪族碳/芳香族碳减少，SOM稳定性随深度增加。非稳定地形条件下，黑土SOM热稳定性并未随深度表现出规律性下降趋势，存在深层SOM含量和Exo1/Exo2高于表层的现象，这主要是由于复杂的地表历史过程导致母质和SOM来源不同。本研究证实了热重分析法在反映SOM稳定性方面的适用性。黑土中SOM稳定性的剖面变化在很大程度上受成土模式的制约，而成土模式与地貌稳定性密切相关。侵蚀过程携带的大量热易分解SOM在坡面下部及流域沉积地形部位堆积，由于埋藏作用，这些热易分解SOM可以长期存在于深层土壤中。然而，非稳定地形区域一旦再遭侵蚀，这些埋藏的不稳定SOM很可能再次启动分解过程，同样可以导致大量埋藏的“老碳”被释放，成为黑土区碳排放的“热点”。

绿肥介导的土壤代谢物-微生物变化缓解草莓自毒并增产提质
郭俏, 肖莉, 李进, 孙晨瑜, 符慧晶, 舒小龙, 薛泉宏, 来航线

DOI: 10.11766/trxb202211050608

摘要(44) HTML(0) PDF(1.43 M)( 52) 收藏

摘要：

为探讨禾本科绿肥对设施大棚草莓产量和品质的影响及机制,于2017-2021年选取玉米、高粱和高丹草绿肥进行还田试验,设置休闲农田-草莓、玉米-草莓、高粱-草莓和高丹草-草莓4个处理,测定草莓盛果期的植株生长及生理指标、果实产量及品质、土壤化学特征、细菌群落结构及代谢组。结果表明,不同绿肥处理均促进后茬草莓生长、产量形成及品质提高。其中,玉米绿肥的效果最为明显,该处理下草莓植株干重、根表面积、根长、根平均直径、根尖数、根系活力和叶片叶绿素含量分别较休闲对照显著增加53.4%、34.4%、40.0%、21.0%、94.7%、36.0%和7.8%。同时,玉米绿肥处理下果实单株产量、总糖含量、维生素C含量和可溶性固形物含量分别显著增加44.6%、13.9%、14.4%和12.8%。此外,玉米绿肥处理下土壤pH、阳离子交换量、有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、蔗糖酶活性、磷酸酶活性和脲酶活性均显著增加。绿肥介导了草莓根际土壤细菌群落多样性及丰富度增加,有益细菌如黄杆菌属(Flavobacterium)、贪噬菌属(Variovorax)和鞘氨醇杆菌属(Pedobacter)显著富集。绿肥对有益细菌的招募可能与之介导的土壤中糖类代谢物(如山梨糖、甘露糖和果糖)相对丰度显著增加有关,而脂类代谢物(如棕榈酸、硬脂酸和油酸)相对丰度的显著降低缓解了草莓自毒作用。因此,禾本科绿肥引起土壤特定代谢物变化通过招募有益菌并缓解自毒作用提高草莓产量和品质,以玉米为主的禾本科绿肥适用于设施大棚草莓生产。

江苏水稻种植方式碳足迹和经济效益综合评价
季国军, 纪洪亭, 程琨, 刘满强, 江瑜, 胡正锟, 张岳芳, 胡乃娟, 胡锋

DOI: 10.11766/trxb202212180695

摘要(26) HTML(0) PDF(1.46 M)( 94) 收藏

摘要：

【目的】目前在省级尺度上关于不同水稻种植方式碳足迹和经济效益综合评价的研究尚未见报道，系统分析水稻不同种植方式碳足迹及经济效益对水稻生产碳减排和发展低碳农业具有重要意义。【方法】基于江苏水稻农情调查数据，利用生命周期评价方法定量分析江苏水稻不同种植方式碳足迹及经济效益。【结果】结果表明，2016—2020年不同水稻种植方式单位面积碳足迹为11.28~14.39 t·hm-2，单位产量碳足迹为1.30~1.52 kg·kg-1，单位产值碳排放为0.49~0.58 kg·yuan-1，单位面积碳足迹、单位产量碳足迹和单位产值碳足迹从大到小依次为抛秧水稻或手插水稻、机插水稻、直播水稻。机插水稻和手插水稻生产单位面积碳足迹随年份的增加呈下降趋势。机插水稻、手插水稻和直播水稻单位产量碳足迹随年份的变化呈下降趋势。不同水稻生产种植方式碳足迹中占比最大的是稻田甲烷排放，其次是氮肥施用导致的碳足迹、稻田氧化亚氮排放和灌溉用电导致的碳足迹。氮肥和灌溉用电是影响不同水稻种植方式碳足迹差异的主要驱动因素。不同水稻种植方式总收益为2.51?103~2.75?103 yuan·hm-2，资源投入成本为1.88?103~1.99?103 yuan·hm-2，碳排放成本为0.20?103~0.25?103 yuan·hm-2，考虑碳排放的净收益（NI-CO2）为0.39?103~0.64?103 yuan·hm-2。机插水稻NI-CO2低于其他三种水稻种植方式，这与机插水稻较高的总收益和较低的资源投入成本和较低的碳排放成本有关。【结论】综上所述，仅考虑碳排放，直播水稻是最为低碳的水稻种植方式，综合碳排放和经济效益，机插水稻优于手插、直播和抛秧水稻。

砖红壤中铬的溶出和外源三价铬的氧化转化_^*
施杨潇潇, 姜军, 李科伟, 徐仁扣

DOI: 10.11766/trxb202301290034

摘要(47) HTML(0) PDF(1.09 M)( 48) 收藏

摘要：

砖红壤铬（Cr）的背景值和锰氧化物的含量均较高，当土壤中Cr溶出或者受到Cr(III)污染，可能被氧化生成毒性较高的Cr(VI)，从而对周围的环境造成威胁。为考察砖红壤中Cr的环境风险，以云南、海南和广东采集的部分砖红壤为对象，研究土壤中Cr的溶出和外源Cr(III)的氧化。连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-重碳酸钠法提取和电子探针扫描分析的结果表明，砖红壤中的Cr主要与铁氧化物和硅酸盐矿物结合，呈非活性状态。盐酸和柠檬酸的酸化和络合作用促进了Cr的溶出，但即使1 mol?L-1的盐酸也仅使海南3和广东9砖红壤中3.68%和3.54%的Cr溶出。向砖红壤中添加Cr(III)并培养42 d，发现少量添加的Cr(III)氧化为Cr(VI)，但不同土壤中Cr(VI)的生成量与亚锰的净产生量不一致，说明土壤中Cr(III)氧化生成的Cr(VI)可能会被土壤有机质重新还原为Cr(III)。去除土壤有机质后，一次平衡实验中观察到外源添加的Cr(III)氧化为Cr(VI)，氧化量与土壤易还原锰的含量一致。随着溶液pH的增加，Cr(III)的氧化量呈先上升后降低的趋势，在pH4.5时Cr(III)氧化量达最大值，但Cr(III)的氧化转化量在Cr(III)添加量中的占比很小，外源Cr(III)在土壤中氧化转化的风险也很低。虽然砖红壤的背景Cr和易还原锰的含量较高，但自然条件下Cr的溶解和Cr(III)的氧化反应很难发生，Cr(III)不易转化为Cr(VI)，因此不需要过度担忧砖红壤中Cr的风险。

土壤厚度演化模型理论方法研究进展
刘金涛, 赵薇, 刘彧

DOI: 10.11766/trxb202207070374

摘要(119) HTML(0) PDF(906.36 K)( 133) 收藏

摘要：

全球平均土壤厚度仅约为1 m，但土壤厚度的空间分布信息在地貌、生态及水文科学等领域的研究和实践中具有重要价值。由于其具有显著的空间异质性，基于现有土壤制图产品、地球物理勘测及经验统计模型难以获取流域尺度土壤厚度分布信息，亟待发展土壤厚度预测的过程机理模型。本文回顾了土壤厚度演化模型理论方法的研究进展，评价了不同土壤生成及输移模型的适用性。研究指出土壤化学风化成土等机理仍不清晰是制约模型发展的理论瓶颈。此外，模型的方法体系有待完善，亟待进一步发展土壤生成率和输移率的函数形式及其参数的估计方法等，指出物理与随机结合的模拟方法以及基于数学物理途径的参数确定方法等有望解决模型应用中遇到的难题。最后，在土壤厚度演化模型基础上，提出发展基于流域协同演化理论的土壤发生学模型是定量预测土壤理化全要素发生所亟需突破的难点之一。

脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用
陈炳铭, 冯文婷, 王玉刚, 陈园园, 李彦

DOI: 10.11766/trxb202201120018

摘要(96) HTML(0) PDF(1.55 M)( 46) 收藏

摘要：

脱硫石膏溶解产生的Ca2+会和土壤中含碳的阴离子（CO32-、HCO3-）反应，最终将CO2吸收并固定为土壤无机碳。脱硫石膏在碱土改良中的无机固碳作用对实现“碳中和”具有重要意义。以新疆阜康三工河流域的荒漠碱土为研究对象，以脱硫石膏为钙源物对0~20 cm土层进行改良。探究不同时间0~40 t∙hm-2脱硫石膏施用量下土壤无机碳（SIC）和土壤无机碳密度（SICD）的变化，从而研究碱土改良中的无机固碳作用。结果表明：施用脱硫石膏能显著减轻土壤碱害（pH下降），增加土壤盐分同时具有无机固碳效果（SIC和SICD上升）（P < 0.05）。脱硫石膏最佳施用量为30 t∙hm-2，此时改良土层pH降至最低（8.24）。改良后0~46d SIC含量相较对照组增加0.93 g∙kg-1，SICD增加0.29 kg∙m-2（即CO2固定量为1.06 kg∙m-2）。改良过程中，脱硫石膏施用量与SIC、SO42-和Ca2+呈显著正相关（P < 0.05），与pH、CO32-、HCO3-和Na+呈显著负相关（P < 0.05）。气候因子对土壤无机固碳存在影响，增大相对湿度和降水量会抑制SIC含量和SICD增加，而增大风速、温度和太阳总辐射则有促进作用。研究结果为施用脱硫石膏改良碱土能增加土壤固碳潜力提供了直接证据。

表层土壤结构对红壤坡耕地产流及产沙过程的影响
张紫薇, 赵文俊, 李奇, 马一淳, 田亮, 杨广勇, 李忠武, 刘窑军

DOI: 10.11766/trxb202205280284

摘要(57) HTML(0) PDF(1.27 M)( 43) 收藏

摘要：

针对南方红壤区坡耕地水土流失严重与表层结构退化的现状，采用室内模拟降雨的方法，分析表层土壤结构和雨强对降雨再分配、坡面产流及产沙过程的影响。结果表明：（1）表层土壤结构显著改变降雨的再分配过程，深耕作层可以降低地表径流比例，增加壤中流比例，60和90 mm·h-1雨强下，随耕作层深度增加，地表径流平均比例依次为70.5%，62.9% 和 56.8%，壤中流平均比例依次提升为7.1%，12.3％和18.1%；（2）土壤流失率随雨强增加而增大，90 mm·h-1雨强下土壤流失率是60 mm·h-1雨强下的4.4倍，土壤流失率随耕作层深度增加而显著减小，依次为36.8、21.1和13.1 g·m-2 min-1；（3）雨强和表层土壤结构显著影响坡面侵蚀形态的演变，随耕作深度增加坡面侵蚀由细沟侵蚀逐渐转变为面蚀。表层土壤结构显著改变坡耕地降雨-径流关系和侵蚀过程，合理增加耕作层深度，对降低地表侵蚀、促进土壤水分的深层下渗、增加土壤深层持水量具有积极作用。

土壤水分及磷水平对草甘膦农药降解动力学的影响
丁玲玲, 薛萐, 杨晓梅

DOI: 10.11766/trxb202205110244

摘要(44) HTML(0) PDF(852.94 K)( 44) 收藏

摘要：

近年来，草甘膦及其降解产物氨甲基磷酸 (AMPA)在土壤中的持久性及其环境风险日益受到关注。然而，草甘膦与磷酸盐结构相似且带电荷，可能与磷酸盐在土壤颗粒表面产生吸附竞争，进而影响其在土壤中的环境行为及土壤磷的生物有效性。本研究通过室内控制试验，对不同磷肥施用水平(0，50 mg.kg-1，100 mg.kg-1)及水分条件下 (20%田间持水量 (20FC)，60%田间持水量 (60FC))，黄土中草甘膦农药降解动力学、土壤速效磷及土壤酶活性变化特征进行研究。结果表明：1) 不同磷肥施用及水分条件下，草甘膦农药在喷施初期降解速率较快，后期逐渐减缓；不同磷肥施用水平对草甘膦降解影响不显著，但不同水分梯度对其影响差异显著。其降解产物AMPA的含量随着草甘膦农药的降解而增加，不同磷肥施用水平处理AMPA的含量差异不显著，但不同水分条件下其峰值及变化特征差异显著，即：20FC 条件下到喷施后第14 d达到峰值，而60FC条件下在喷施后第7d 就达到峰值。通过拟合发现，草甘膦残留数量特征符合污染物一级动力学衰减模型，其半衰期分别为 69.3~77.0 d (20FC)和10.5~12.8 d (60FC)。2) 草甘膦农药喷施后，土壤中速效磷含量随草甘膦农药的降解呈现先减小后增大的变化特征，土壤水分对其影响差异显著。此外，草甘膦农药喷施后，磷酸酶活性受到明显抑制，N-乙酰胺基-β-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、亮氨酸酶活性波动较大。不同磷肥施用水平对以上四种土壤酶活性的影响差异不显著，但不同水分梯度对其影响较大。由此表明：黄土中磷水平对草甘膦农药降解特征的影响不显著，但土壤水分状况显著影响草甘膦农药的衰减速率及其降解产物的残留水平；同时，草甘膦农药喷施，对黄土中速效磷及磷酸酶活性的影响较大，可能对土壤P循环及植物利用产生影响。因此，后续研究还应考虑草甘膦与土壤磷组分及相关酶活性的互馈效应，特别是在干旱条件下草甘膦及其降解产物的持久性与土壤健康的关系研究，以期为黄土区草甘膦农药的安全喷施提供科学依据。

地球关键带研究评述：现状与展望
杨顺华, 宋效东, 吴华勇, 吴克宁, 张甘霖

DOI: 10.11766/trxb202211230640

摘要(143) HTML(0) PDF(920.85 K)( 170) 收藏

摘要：

近20年来，国际上兴起的“地球关键带”研究，为重新审视地球表层系统内水、土、气、生、岩等各要素的功能及其内在关联提供了新思路。通过搜集2001—2021年间国内外地球关键带研究，应用引文空间（CiteSpace）技术进行文献计量分析，梳理地球关键带的研究历史与现状，为自然资源综合管理和国土空间生态修复提供理论依据和决策支持。文献分析表明：地球关键带受到欧美发达国家和中国学界的普遍关注；三个发展阶段（萌芽、初期和快速发展）的研究重点差异明显；土壤是联结地表和地下过程的纽带与核心；地球物理技术成为理解地球关键带结构与过程的重要工具；联网观测和模型模拟是下一阶段的重要方向；地球关键带功能和服务的量化、权衡与提升有望成为重要的决策支持工具。未来仍需在五个方面深化研究：加强基础设施建设，构建更具包容性的地球关键带观测站网络；加强学科交叉和人才队伍建设，培养新一代地球关键带科学家；服务面向可持续发展的社会需求，在实践中应用和发展地球关键带科学；开发新技术、新方法，完善理论、模型和方法体系；揭示地球关键带过程的耦合机制及其环境效应，加强人类活动对水土过程、物质循环与能量交换影响的研究。

福建省漳州市水稻物候特征对稻田土壤有机碳制图的影响
吴启航, 姚园, 李一凡, 曹文琦, 蔡欣瑶, 毋亭, 张黎明, 邢世和

DOI: 10.11766/trxb202205150253

摘要(23) HTML(0) PDF(1.18 M)( 51) 收藏

摘要：

高精度土壤有机碳制图是研究耕地土壤有机碳时空格局及其影响机制的基础，相关研究结果可为农田“固碳减排”措施的制定提供决策支持。农业管理活动是农田土壤有机碳发生变化的重要影响因子，但基于农业管理活动的土壤有机碳制图却较为少见。基于遥感影像提取的物候参数是农业管理活动的直接反映，在研究农业管理活动对农田土壤有机碳的影响方面有较大应用潜力。基于此，本研究以福建省漳州市水稻田为研究对象，利用随机森林算法，基于5组不同的变量组合（A组：仅自然环境变量；B组：自然环境变量+早稻物候参数：C组：自然环境变量+晚稻物候参数；D组：自然环境变量+早稻物候参数+晚稻物候参数；E组：仅早稻物候参数+晚稻物候参数），分别构建土壤有机碳含量预测模型。通过对比5组模型的预测精度、预测值的空间分布特征和相关影响因子的重要性，分析物候参数对于土壤有机碳制图精度的影响作用，挖掘漳州市水田土壤有机碳制图的主要影响因子，解析对漳州市水田土壤有机碳有重要影响作用的农业管理活动。研究结果表明：物候参数的加入能够降低预测模型的误差和提升模型解释方差的能力；对漳州市水田土壤有机碳影响作用最大的物候参数依次为早稻季的NDVI增长速率（h1）、早稻生长季节开始的时间（a1）与早稻季NDVI下降速率（i1）；三个最重要的物候参数与土壤有机碳含量分别呈正相关、负相关和负相关，因此，采取能够促使早稻苗早生快发、加快早稻分蘖速率和减缓早稻衰老速率的水肥管理措施可增加耕地土壤有机碳含量。基于物候参数构建预测模型能有效提高农田土壤有机碳制图精度，基于物候参数的农田土壤有机碳制图研究可为农田管理提供决策支持，此次研究结果可为相关研究提供理论依据。

坡耕地红壤剖面磷的储存容量及其流失风险研究
李欢, 樊慧琳, 张佳敏, 王艳玲

DOI: 10.11766/trxb202204030153

摘要(28) HTML(0) PDF(843.23 K)( 80) 收藏

摘要：

基于土壤磷储存容量的变化差异，准确评估与判断坡耕旱地与稻田红壤磷的剖面流失风险。以江西鹰潭孙家典型红壤小流域内位于坡上（T）、坡中（M）及坡下（B）的花生旱地（PU）及稻田（PF）各发生层土壤为对象，分析了各发生层土壤全磷（TP）、有效磷（Olsen-P）、磷饱和率（PSR）、磷吸持指数（phosphorus sorption index, PSI）及磷储存容量（Soil phosphorus storage capacity, SPSC）随剖面的变化特征及差异，估测了坡耕地红壤磷的剖面流失风险，探讨了土壤pH、Eh及容重（BD）等因子对坡耕地红壤发生层SPSC的影响差异。结果表明，不同坡位花生旱地与稻田红壤表层TP、Olsen-P含量均显著高于底层土壤，且稻田红壤TP与Olsen-P的剖面变异显著高于花生旱地剖面。与耕作表层（Ap1）相比，花生旱地底层土壤PSI显著增加了33.1%～146%，且随剖面深度增加而缓慢降低；而稻田红壤PSI则随着剖面深度增加而增大。花生旱地与稻田红壤（PF-M除外）PSR均随着剖面深度的增加而逐渐降低，SPSC变化范围分别为-89.2～298.3 mg·kg-1与-138.1～101.1 mg·kg-1。PU-T与PU-M剖面SPSC均为正值，且随剖面深度增加呈降低趋势；而PU-B（耕作层Ap2除外）剖面的SPSC均为负值。PF-T（氧化还原层Br2除外）、PF-M（Ap1除外）及PF-B剖面各发生层的SPSC均为负值，且随剖面深度增加变化显著。基于SPSC理论对坡耕红壤剖面土壤磷储量及其环境流失风险的评估，花生旱地土壤磷沿剖面及坡位的迁移与运移迹象明显，当土壤Olsen-P > 27.6 mg·kg-1时，花生旱地剖面土壤磷的流失风险将急剧增加，应及时采取管控措施。稻田红壤剖面各发生层均存在不同程度的磷流失风险，需立即停止施磷并及时采取有效措施。

石漠化山区露石岩面流对岩-土界面土壤氮磷淋溶与输入作用的研究
杨威, 彭旭东, 戴全厚, 刘婷婷, 许胜兵

DOI: 10.11766/trxb202204190189

摘要(51) HTML(0) PDF(1.16 M)( 87) 收藏

摘要：

基岩出露的石漠化区露石岩面在承接降水（含穿透雨）后易形成岩面流，并携带岩面有机或无机物质输送至岩周土壤中，对岩-土界面土壤养分变化具有重要影响。为探明岩面流对岩-土界面土壤氮磷的淋溶与输入影响，选取基岩明显出露的休耕地（1年岩面流作用）、退耕灌草地（5年岩面流作用）和坡耕地（无/少岩面流作用）3种样地，并分别选择外凸、平直和内凹3种特殊的岩面形状，研究了距岩面不同水平距离及土层的岩-土界面及非岩-土界面土壤的全氮和全磷变化特征。结果表明：岩面流对0～10 cm表层岩-土界面土壤氮磷产生输入或淋溶作用，对10～20 cm层岩-土界面土壤氮磷作用不明显。不同岩面形状形成的岩面流对岩-土界面土壤氮磷的淋溶与输入作用强度依次为：内凹型>平直型>外凸型。其中，在1年岩面流作用的休耕地中，内凹型岩面形成的岩面流对岩-土界面土壤氮素的影响主要表现为淋溶，而平直型和外凸型岩面表现为输入作用；不同形状岩面流对岩-土界面土壤磷素的影响均表现为淋溶。然而，在植被生长较好的退耕灌草地中，5年岩面流作用下不同形状岩面流对岩-土界面土壤氮磷的影响主要表现为输入。研究结果可为深入认识出露岩石对喀斯特生态系统土壤特性的影响提供科学依据。

长期不同氮肥施用量对潮土团聚体分布和真菌群落组成的影响
郭伟, 周云鹏, 陈美淇, 李丹丹, 王青霞, 马东豪, 赵炳梓

DOI: 10.11766/trxb202210090556

摘要(56) HTML(0) PDF(802.89 K)( 52) 收藏

摘要：

不同氮肥施用量显著改变团聚体分布、真菌群落组成及生物胶结物质的产生，但它们之间是否存在相关性尚不清楚。以中国科学院封丘农业生态实验站长期定位试验（2005—2020年）为研究平台，其包含5个施氮水平：0（F0）、150 kg?hm-2（F1）、190 kg?hm-2（F2）、230 kg?hm-2（F3）和270 kg?hm-2（F4），研究了不同施氮量对土壤团聚体组成（>2 000 μm、2 000～250 μm、250～53 μm和<53 μm）的影响，以及团聚体组成与生物胶结物质（球囊霉素相关土壤蛋白（GRSP）及微生物生物量碳（MBC））和土壤真菌之间的相关关系。结果表明，土壤团聚体分布和真菌群落组成分为显著不同的3组，分别为F0、F1和F2以及F3和F4，其中，（1）F1和F2处理团聚体平均重量直径（MWD）最高，同时大于2 000 μm团聚体的质量比例显著增加，并与拟棘壳孢属（Pyrenochaetopsis）富集有关；（2）F1和F2、F3和F4处理均表现为2 000～250 μm团聚体的质量比例增加，而小于53 μm粉黏粒质量比例显著降低，2 000～250 μm团聚体的质量比例增加主要与易提取球囊霉素和总球囊霉素相关土壤蛋白比值（EE-GRSP/T-GRSP）以及易提取球囊霉素相关土壤蛋白（EE-GRSP）显著正相关，而与亚隔孢壳属（Didymella）和被孢霉属（Mortierella）相对丰度显著负相关；小于53 μm粉黏粒质量比例显著降低主要与被孢霉属（Mortierella）、白腐菌属（Phlebia）、黑孢壳属（Melanospora）、Fusicolla、柄孢壳属（Podospora）和亚隔孢壳属（Didymella）相对丰度显著正相关，而与EE-GRSP和/或支顶孢属（Acremonium）、柱霉属（Scytalidium）、外瓶霉属（Exophiala）、EE-GRSP/T-GRSP、MBC显著负相关。因此，土壤团聚体稳定性的变异程度受氮肥施用水平影响。本研究条件下，150 kg?hm-2和190 kg?hm-2施氮水平下的团聚体稳定性超过230 kg?hm-2和270 kg?hm-2施氮水平，与不同施氮量下真菌群落组成及其胶结物质变化显著相关。

河套灌区盐渍土壤原核生物群落特征及其潜在功能研究
张璐, 杨劲松, 姚荣江, 王相平, 谢文萍

DOI: 10.11766/trxb202209010393

摘要(44) HTML(0) PDF(1.39 M)( 107) 收藏

摘要：

辨明盐渍土原核生物群落特征及潜在功能对盐渍化程度和土地利用类型的响应，对理解盐渍土壤元素循环与植物互馈效应、构建良性循环农田生态系统具有重要意义。以河套灌区不同盐渍化程度的农田和荒地为研究对象，结合土壤基本理化性质分析与原核生物高通量测序方法，探究盐渍化土壤中原核生物的群落组成特征、环境驱动要素及其潜在功能。结果表明，农田土壤盐渍化程度显著低于荒地，其原核生物多样性更高，特别是富集了大量农田特有的ASV（扩增子序列变体，amplicon sequence variant）；原核生物的群落组成在农田和荒地间差异最大，并主要受到土壤电导率（EC）、pH和有机质（SOM）等环境因子的驱动。基于群落组成和功能预测的差异分析结果表明，盐渍化农田中具有较高丰度的氮循环相关微生物以及潜在的植物促生菌，如亚硝化球菌（Nitrososphaeraceae）、亚硝化单胞菌（Nitrososmonadaceae）、诺卡氏菌（Nocardioidaceae）和鞘氨醇单胞菌（Sphingomonadaceae）等；而盐渍化荒地富集了以盐杆菌（Halobacterota）为代表的古菌和具有烃类化合物分解功能的原核生物类群。本研究对于明晰北方灌区盐渍土原核生物群落特征与土壤微环境的互馈关系、揭示土壤养分周转对提升土壤-植物-微生物跨域有益协同具有指导意义。

土壤真菌群落和潜在功能对施加外源Bt毒素的响应
李玉洁, 葛蕾, 胡聪, 王璐瑶, 郭官清, 武国干, 王翠, 宋丽莉, 孙宇, 王金斌, 曾海娟, 徐勤青, 全哲学, 李鹏

DOI: 10.11766/trxb202209070496

摘要(29) HTML(0) PDF(1.83 M)( 53) 收藏

摘要：

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

基于文献数据的PAHs生态安全土壤环境基准研究
邓继宝, 项大洲, 林伯正, 胡小婕, 王贺飞, 高彦征

DOI: 10.11766/trxb202211040517

摘要(24) HTML(0) PDF(1.45 M)( 54) 收藏

摘要：

多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）具有致癌、致畸、致突变等“三致”效应，其造成的土壤污染问题受到世界各国的强烈关注。然而我国基于生态安全的土壤风险筛选值和管控标准仍未确立，致使当前土壤生态安全风险评估仍无据可依。通过系统调研国内外土壤中PAHs的生态毒性研究结果，针对16种优先控制PAHs，筛选获得248组毒性数据（Effect concentration10, EC10和No observed effect concentration, NOEC），并利用物种敏感性分布法推导出不同用地方式下各PAH的生态安全土壤环境基准。不同用地方式下各PAH的生态安全土壤环境基准分别为1.00~10.60 mg·kg-1（自然保护地和农用地）、1.03~25.44 mg·kg-1（公园用地）、1.12~51.00 mg·kg-1（住宅用地）、1.20~68.41 mg·kg-1（商服及工业用地）。该研究结果可为我国土壤生态安全环境质量标准的制定和PAHs污染土壤的生态风险评估提供数据支撑和方法指导。

土壤抗生素抗性基因研究进展及热点分析
张友爱, 王婷婷, 胡小婕, 秦超, 高彦征

DOI: 10.11766/trxb202210200578

摘要(35) HTML(0) PDF(1.47 M)( 58) 收藏

摘要：

抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes，ARGs）的产生和传播对全球公共健康产生巨大威胁。土壤作为ARGs的重要储存库和介质，已引起众多学者广泛关注。为全面了解土壤ARGs相关领域的研究进展及热点，本研究利用可视化软件VOSviewer和CiteSpace，基于Web of Science数据库，对2013–2022年发表的土壤ARGs领域相关文献进行计量学分析。结果表明，土壤ARGs相关研究的发文数量和被引频次逐年上升。我国在土壤ARGs领域的发文量最高，占总发文量的61.40%，且与澳大利亚、美国等27个国家合作紧密。四环素和磺胺嘧啶为该领域重点关注的抗生素类型；大肠杆菌作为模式菌一直是土壤ARGs领域备受关注的微生物类型。不同时期土壤ARGs研究热点存在明显差异：初期关注的重点方向为ARGs的认识和定量，随后引起较多关注的是ARGs源解析及其与微生物的内在联系，而对ARGs传播扩散和归趋相关研究已成为现今科学家关注和研究的热点。

典型黑土的黑度与土壤有机质组分关系研究
郝翔翔, 王翠, 邹文秀, 严君, 韩晓增

DOI: 10.11766/trxb202211160624

摘要(53) HTML(0) PDF(1.24 M)( 73) 收藏

摘要：

土壤颜色作为土壤的一项重要物理指标，被广泛应用于土壤诊断、分类以及土壤性质判断。在矿物成分大致相同条件下，土壤有机质（SOM）是控制土壤变黑的重要因素。本文采用基于CIE L*a*b*颜色分析系统的分光测色仪，并结合土壤物理分组方法，对30个典型黑土及其物理组分（轻组、粗颗粒、细颗粒和矿质结合态有机质）的黑度进行了分析，旨在明确黑土SOM含量与其黑度间的定量关系，揭示不同物理组分对土壤黑度的贡献。结果表明：黑土的黑度与SOM、以及各物理组分的黑度与相应组分的有机碳含量之间，均呈显著正相关关系。而且随着组分稳定程度的增加，这种相关性逐渐增强。从不同组分看，轻组和粗颗粒组分的黑度值大于细颗粒和矿质结合态组分，但相关分析表明，轻组和粗颗粒组分的黑度与原土黑度无显著相关关系，二者对土壤黑度的贡献率仅为2.6%。而矿质结合态组分作为土壤腐殖质的主要储存位置，其对土壤的黑度贡献率达81%以上，是黑土呈现黑色的决定性因素。

不同胶结度的饱和土壤孔隙尺度结构对地下水渗流特性的影响
侯玉松, 胡晓农, 苏靖芳, 吴吉春, 邢立亭

DOI: 10.11766/trxb202208180459

摘要(26) HTML(0) PDF(1.32 M)( 70) 收藏

摘要：

饱和土壤中地下水渗流过程的研究在诸多领域具有重要意义，土壤孔隙尺度结构差异对地下水渗流特性有显著影响。土壤颗粒胶结度是土壤的基本属性之一，但是目前针对不同胶结度的土壤孔隙尺度结构差异对地下水渗流影响的研究尚少。采用整体重排算法构建不同胶结度的土壤介质孔隙尺度结构，基于此运用有限元软件模拟介质中地下水渗流过程开展相关研究。结果表明：土壤颗粒胶结度对饱和土壤中地下水渗流具有显著影响。随着胶结土壤颗粒百分数Pc从0增至60.20%，流场的变异函数增大了70.15%（从1.233到2.098），即随着胶结度增大，流速空间非均质性显著增强。此外，沿地下水主要流动方向和垂直于主要流动方向上的流速概率密度分布函数均越来越发散。流速接近平均流速的区域减少，不流动区、优势流区同时显著增大。当Pc从0增至60.20%时，地下水中不流动区比例增大了23倍（从2.06%到48.31%），而优势流区比例增大了将近9倍（从0.27%到2.41%）。当平均流速不同时，以上渗流特征的变化趋势保持不变。此外，本研究发现不同胶结度介质间的孔隙尺度结构差异正是引起地下水渗流特性发生上述变化的内在原因。

两种母质的红壤性水稻土中微生物硫循环代谢途径特征
李致同, 亢宗静, 王智慧, 赵永鹏, 余子洁, 蒋先军

DOI: 10.11766/trxb202210090382

摘要(34) HTML(0) PDF(1.13 M)( 71) 收藏

摘要：

水稻土氧化还原交替频繁，使不同形态的硫元素转化的生物化学反应活跃，对水稻生产影响显著。本文以花岗岩和第四纪红色黏土母质发育的红壤性水稻土为研究对象，通过宏基因组测序以及生物信息学分析，研究了红壤性水稻土硫循环途径相关功能微生物特征，包括有机硫转化途径、其他（转运）途径、同化硫酸盐还原途径、硫氧化途径、异化硫酸盐还原途径以及硫歧化途径。结果表明：两种母质发育的红壤性水稻土具有相同的硫循环途径特征，即有机硫转化途径微生物功能基因丰度的发生频率最高，每百万个带注释的细菌序列平均检测到16000个有机硫转化的功能基因；硫歧化途径微生物功能基因丰度的发生频率最低，每百万个带注释的细菌序列平均仅检测到116个硫歧化途径功能基因。两种母质发育的红壤性水稻土中主导硫循环的微生物，在门分类水平上，微生物组成没有显著差异，都以变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）为优势菌门，占比分别为55.19%、10.61%、7.18%等。在种水平分类上则差异显著，花岗岩母质发育的水稻土中硫循环途径微生物相对丰度更高，且所有途径的优势菌种都为Deltaproteobacteria bacterium、Acidobacteria bacterium、Betaproteobacteria bacterium，其丰度占花岗岩母质水稻土硫循环微生物丰度的40%以上；而在第四纪红色黏土母质发育的水稻土中参与硫循环每条途径的优势功能微生物更加丰富，如在有机硫转化途径中Gemmatirosa kalamazoonesis丰度最高，在其他（转运体）途径Azoarcus sp.的丰度最高，在同化硫酸盐还原途径丰度最高的微生物是Anaeromyxobacter sp.。研究结果表明：两种不同母质发育的红壤性水稻土中存在相同的硫循环途径特征，两种母质发育的红壤性水稻土中主导硫循环的微生物在门水平上没有显著差异，但在种水平分类上差异显著，表明不同母质中会存在着独特的优势硫转化功能菌群。

盐碱地肥沃耕层构建水肥盐综合调控机理与技术研究进展
郭凯, 封晓辉, 伍靖伟, 陈小兵, 巨兆强, 孙宏勇, 刘小京

DOI: 10.11766/trxb202207180394

摘要(51) HTML(0) PDF(863.15 K)( 97) 收藏

摘要：

盐碱地是我国重要的后备耕地资源，我国历来高度重视盐碱地的改良和利用工作，但目前盐碱区淡水资源日益短缺严重制约了盐碱地的改良利用。如何在水资源约束下，优化统筹土壤水肥盐动态调控是当前盐碱地可持续利用中亟待解决的关键科学问题。近年来，大量研究利用有机培肥、耕作、节水灌溉、田间覆盖、咸水利用等农艺措施，在盐碱地建立“控盐、保肥、保水”的肥沃耕作层，显著改变了水肥盐在土壤-植物-大气连续体中的运移过程，实现了盐碱地质量和产能快速提升，上述内容也日益成为盐碱地改良利用中的重要研究方向。本文系统总结了盐碱地改良和肥沃耕层构建等方面的研究进展，并针对盐碱地肥沃耕层构建下土壤水肥盐综合调控及其与植物生长的协同关系等进行了展望，以期为盐碱地可持续改良利用提供参考。

不同无性系杉木人工林土壤氮素转化特征
王敬, 付瑞彪, 郝兆东, 郑仁华, 叶代全, 郑雪燕, 陈金慧, 程谊

DOI: 10.11766/trxb202210150568

摘要(35) HTML(0) PDF(613.51 K)( 66) 收藏

摘要：

为揭示福建省洋口林场不同无性系杉木人工林土壤氮素转化特征，以15年林龄的第三代优良组培材料和实生苗(包括洋003（Y003）、洋008（Y008）、洋020（Y020）、洋061（Y061）、洋062（Y062）、第2代种子园良种（Ysec）和无性系混系扦插苗（Ymix）)共计7种无性系杉木人工林土壤为研究对象开展室内培养试验，测定培养期间土壤无机氮含量变化，进而计算不同无性系杉木人工林土壤的净矿化速率和净硝化速率。结果表明：不同无性系杉木人工林土壤的净矿化速率和净硝化速率均处于较低水平（净矿化速率和净硝化速率分别为-0.093~0.118 mg?kg-1?d-1和-0.021~0.051mg?kg-1?d-1）均处于较低水平，表明亚热带地区杉木人工林土壤的供氮能力较弱。但在不同无性系间氮净矿化和硝化速率均存在显著差异。Y061土壤的平均净矿化速率显著高于其他无性系人工林土壤，为0.118 mg?kg-1?d-1，其次为Ymix和Y062无性系，分别为0.046 mg?kg-1?d-1和0.033 mg?kg-1?d-1；而其他4种无性系土壤平均净矿化速率均为负值，表现为无机氮的净同化作用；对不同无性系杉木人工林土壤而言，Y008的净硝化速率最高，为0.051 mg?kg-1?d-1，其次为Ymix和Y020无性系，分别为0.003和0.007 mg?kg-1?d-1，其他4种土壤平均净硝化速率均为负值，表现为硝态氮的净同化作用，因而保氮能力强。综上，Y061和Y062两种无性系杉木人工林土壤的供氮能力和保氮水平显著高于其他无性系，而Y008土壤发生淋溶等氮素损失的风险高于其他无性系，在实际栽植中应当合理选择无性系树种以保证更好的土壤肥力供应。

可见-近红外与中红外光谱预测土壤养分的比较研究
李学兰, 李德成, 郑光辉, 曾荣, 蔡凯, 高维常, 潘文杰, 姜超英, 曾陨涛

DOI: 10.11766/trxb202210040548

摘要(54) HTML(0) PDF(1.09 M)( 86) 收藏

摘要：

对土壤养分的快速和准确测定有助于适时指导施肥。为进一步研究可见-近红外（350～2500 nm）与中红外光谱（4000～650 cm-1）对土壤养分的预测能力，以贵州省500个土样为例，对光谱进行Savitzky-Golay（SG）平滑去噪处理，再用标准正态化（SNV）方法进行基线校正，然后分别应用偏最小二乘回归（PLSR）和支持向量机（SVM）两种方法进行建模，探讨了可见-近红外和中红外光谱对土壤全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）和碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）共六种土壤养分的预测效果。结果表明：（1）无论基于可见-近红外光谱还是中红外光谱，PLSR模型的预测精度整体均优于SVM模型。（2）中红外光谱对TN、TK和AN的预测精度均显著高于可见-近红外光谱，可见-近红外和中红外光谱均可以可靠地预测TN和TK（性能与四分位间隔距离的比率（RPIQ）大于2.10），中红外光谱可相对较可靠地预测AN（RPIQ=1.87）；但两类光谱对TP、AP和AK的预测效果均较差（RPIQ<1.34）。（3）当变量投影重要性得分（VIP）大于1.5时，PLSR模型在中红外光谱区域预测TN和TK的重要波段多于可见-近红外光谱区域，TN的重要波段主要集中于可见-近红外光谱区域的1910和2207 nm附近，中红外光谱区域的1 120、1 000、960、910、770和668 cm-1附近；TK的重要波段主要集中于可见-近红外光谱区域的540、2176、2225和2268 nm附近，中红外光谱区域的1 040、960、910、776、720和668 cm-1附近。因此，中红外光谱技术结合PLSR模型对土壤养分预测效果较好，可快速准确预测土壤TN和TK，可为指导适时施肥提供技术支撑。

长期有机无机氮肥配施对玉米-豇豆复种土壤团聚体碳含量和官能团分子结构的影响
吴梦琴, 曹凑贵, 刘天奇, 李成芳

DOI: 10.11766/trxb202203200122

摘要(51) HTML(0) PDF(606.30 K)( 77) 收藏

摘要：

通过设置无机氮肥（IF）、有机氮肥（OM）、有机无机氮肥配施（IF+OM）等3个不同氮肥处理，探究长期（9年）施用不同氮肥对玉米-豇豆复种系统中土壤有机碳组分含量及官能团的影响，揭示土壤有机碳的积累规律。采用物理分组方法测定轻组颗粒有机碳（fPOC）、微团聚体内颗粒有机碳（iPOC）、微团聚体内粉黏粒有机碳（iSOC）和非闭蓄态粉黏粒有机碳（fSOC），并利用核磁共振波谱分析法测定土壤有机碳官能团结构。结果表明，与IF处理相比，OM和IF+OM处理显著提高土壤团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD），且IF+OM处理下该作用更明显。相比IF处理，IF+OM处理明显提高了土壤有机碳、fPOC和iPOC的含量，但对iSOC和fSOC的含量无明显影响。与IF处理相比，IF+OM处理明显增加了烷基碳含量，但减少了芳香碳含量。路径分析表明，烷基碳/烷氧碳、疏水性、fPOC和iPOC碳含量与有机碳含量之间存在密切联系。总之，长期IF+OM有利于产量提高，增加fPOC和iPOC碳含量，优化了团聚体的结构，增强土壤稳定性，提高土壤碳固定，增加有机碳储量。

长期不同施肥的棕壤胶体凝聚动力学比较研究
任凯璐, 左研, 寇琪, 张广才, 张昀, 汪景宽, 高晓丹

DOI: 10.11766/trxb202208300347

摘要(79) HTML(0) PDF(1.36 M)( 90) 收藏

摘要：

土壤胶体的凝聚与土壤团聚体的形成密切相关。施肥改变土壤溶液环境，对土壤团聚体形成、土壤结构和土壤物质组成产生影响。探索长期不同施肥影响土壤胶体微观性质和相互作用进而影响土壤宏观现象的关联十分必要。本研究依托三十五年棕壤长期定位施肥监测试验站，选取不施肥处理（CK）、施用氮肥（N）、施用有机肥（M）、氮肥与有机肥配合施用（N+M）四种处理的土壤为研究对象，采用动态光散射技术监测不同施肥处理的土壤胶体凝聚动力学过程，通过对比分析土壤有机质含量、表面化学性质和土壤矿物组成等探究不同施肥处理对土壤胶体凝聚过程的影响。研究发现：四种长期不同施肥处理的棕壤胶体凝聚特征均表现为在低电解质浓度条件下发生慢速凝聚（RLCA）与高电解质浓度条件下的快速凝聚（DLCA）；不同施肥处理胶体在相同电解质体系中的临界聚沉浓度的大小顺序均为M > N+M > CK > N。有机肥的长期施用增加了土壤有机质含量，从而提高了胶体颗粒表面电场强度，加大了胶体颗粒间的静电斥力，加之有机质组分的空间位阻效应使得胶体的凝聚现象减弱；另一方面，长期不同施肥处理并未改变土壤黏土矿物组成类型，但对其相对含量产生影响：其中，有机肥的长期施入使2:1型伊利石的相对含量增加，1:1型高岭石的相对含量减少，长期施用氮肥使伊利石相对含量减少而高岭石相对含量增加。综上，长期不同施肥处理改变棕壤胶体的基本理化性质和矿物组成比例关系，进而影响棕壤胶体的凝聚动力学过程。

生物质炭负载解钾菌对土壤酶活性与微生物群落结构的影响
李昌骏, 李婷, 李露露, 缪利, 魏巍, 王芝奥

DOI: 10.11766/trxb202206030294

摘要(100) HTML(0) PDF(712.12 K)( 81) 收藏

摘要：

为探究生物质炭负载解钾菌对土壤微生物特性的影响，基于5个处理即空白（CK）、施用化学钾肥（KCl）、接种解钾菌（KSB）、施用生物质炭（BC）、施用生物质炭负载解钾菌（BC-KSB）的黑麦草盆栽耗竭试验，分析不同处理下土壤酶和微生物群落结构的响应特征。结果表明，BC-KSB相比其余施肥处理更有利于提高土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶的活性，同时也提高了土壤细菌的物种多样性与菌群丰富度，并提高了土壤有益菌群（绿弯菌门、放线菌门、芽孢杆菌属和慢生根瘤菌属）的丰度，抑制了土壤致病菌群（变形菌门和罗河杆菌属）的繁殖。各施肥处理相比CK均显著提升了黑麦草干物质量，且以BC-KSB处理对黑麦草干物质量的提升最为显著。与CK和KCl相比，BC-KSB能显著提高土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、有机质、全氮和速效钾的含量（P < 0.05）。冗余分析表明，土壤有机质、速效钾、酸性磷酸酶、脲酶和微生物生物量氮是影响细菌群落结构的主要因子，黑麦草的生长主要受伯克氏菌属和罗河杆菌属的影响较大。可见，BC-KSB对黑麦草产量、土壤养分、土壤酶活性和细菌群落结构均产生了积极的影响，对于改良土壤生态环境具有良好的效果。

我国主要麦区土壤有效铁锰铜锌丰缺状况评价及影响因素
褚宏欣, 党海燕, 孙蕊卿, 侯赛宾, 黄倩楠, 李小涵, 王朝辉, 黄婷苗

DOI: 10.11766/trxb202205070236

摘要(111) HTML(0) PDF(811.18 K)( 120) 收藏

摘要：

明确我国主要麦区土壤有效铁锰铜锌含量分布和影响因素，对了解麦田土壤微量元素供应能力、指导小麦丰产与优质生产至关重要。于2016—2021年连续6年，在我国17个小麦主产省/市采集1 314份耕层土壤样品，参考中国土壤有效微量元素分级标准，评价了我国麦田土壤有效铁锰铜锌丰缺状况，并采用随机森林方法定量分析了主要土壤化学性质对铁锰铜锌有效性的贡献。结果表明，我国主要麦区土壤有效铁含量介于1.8~612 mg?kg-1，平均为49.1 mg?kg-1，8.9%的样本未达到缺铁临界值4.5 mg?kg-1，且主要集中在北方、西北麦区的山西、陕西、甘肃等地，西南和长江中下游麦区有效铁较高。土壤有效锰介于0.1~176 mg?kg-1，平均为22.1 mg?kg-1，低于缺锰临界值5 mg?kg-1的样本占6.9%，缺锰土壤分布在西北、北方麦区的山西、陕西、甘肃、内蒙古等地，西南、长江中下游麦区土壤有效锰含量较高。土壤有效铜介于0.1~10.8 mg?kg-1，平均为1.9 mg?kg-1，仅1.8%样本未达到缺铜临界值0.5 mg?kg-1。土壤有效锌介于0.1~26.0 mg?kg-1，平均为1.4 mg?kg-1，14.3%的样本低于缺锌临界值0.5 mg?kg-1，主要分布在西北和北方麦区的山西、陕西、甘肃、内蒙古等省份，云南、贵州等西南麦区的有效锌较高。土壤基本化学性质中，pH对有效铁、有效锰含量影响最大，有效铁是铜有效性的重要因素，影响有效锌的主要因素是有效磷和有效铜。我国麦田土壤有效铁锰铜锌含量存在较大的区域变异，铁、锰、锌不足主要发生在北方石灰性土壤，南方麦田供应充足，几乎所有麦田土壤有效铜可满足作物铜需求。

基于Meta分析研究毛竹入侵致土壤pH提升及养分和微生物群落结构的变化
施宇森, 王杉杉, 方伟, 郑梦琦, 江秉鸿, 邵帅, 马晓敏, 徐秋芳

DOI: 10.11766/trxb202208210462

摘要(62) HTML(0) PDF(932.34 K)( 98) 收藏

摘要：

诸多研究发现毛竹入侵周围林分提高土壤pH，但未见统计性描述报道。为此，本研究将通过大数据分析证实此现象的普遍性以及探究伴随的土壤养分和微生物变化。本研究收录包含毛竹入侵有关土壤pH变化的42篇文献总计101组数据，采用整合分析方法（Meta-analysis）进行深入探讨。在研究土壤养分变化时，本文还结合了团队采集的12个毛竹入侵带的样地数据总计92个样品18组数据进行分析。结果表明，在所有的数据组中，84.9%的土壤在经过毛竹入侵后其pH有不同幅度的提升，说明毛竹入侵周围林分普遍提高土壤pH；土壤pH增加幅度随入侵阶段、毛竹纯林时间增加而增加，随土层深度增加而降低；入侵针叶林致土壤pH增加的幅度高于阔叶林。入侵的毛竹纯林与原生林相比，总体上显著降低（P<0.05）了土壤全氮（-15.9%）、硝态氮（-21.7%）、全碳（-2.0%），却增加（P<0.05）了土壤有效磷（+54.9%）、铵态氮（+14.7%）和碱解氮（+8.2%）。对27篇包含微生物数据的文献进行整合分析，结果表明毛竹入侵改变了微生物群落结构，增加（P<0.05）了放线菌门相对丰度（+25.86%），而降低（P<0.05）了酸杆菌门（-15.49%）、浮霉菌门（-26.66%）、拟杆菌门（-22.58%）的相对丰度。本研究通过Meta分析证明毛竹入侵周围林分提高土壤pH为普遍自然现象，结合土壤硝态氮和铵态氮指标的变化推测了导致土壤pH提升的可能机制，毛竹入侵提高了土壤细菌和真菌多样性，表明入侵对土壤微生物具有正反馈效应。

不同秸秆还田方式下黑土玉米田肥料氮素去向
吴梦娜, 王少杰, 兰唱, 闫旭, 冯国忠, 高强

DOI: 10.11766/trxb202207120379

摘要(116) HTML(0) PDF(592.43 K)( 103) 收藏

摘要：

探究不同秸秆还田方式下肥料氮在连续两季作物系统中的去向，为黑土地保护下的氮肥管理提供重要依据。于2020—2021年在吉林梨树开展大田微区试验，设置无秸秆还田 (CK)、深翻还田 (DTS)、免耕覆盖还田 (NTS) 3种秸秆还田方式，每种方式下设置2个施氮水平：180 kg?hm-2(N1)和270 kg?hm-2(N2)。结果表明：当季和第二季玉米成熟期植株氮分别有38.0%~46.8%和12.9%~18.6%来源于15N标记氮肥。肥料氮当季平均利用、残留和损失率分别为32.4%~43.9%、32.8%~51.4%和13.2%~32.7%，秸秆覆盖配施适量氮肥（180 kg?hm-2）处理下肥料氮当季利用率显著提高29.5%，而秸秆深翻还田则使肥料氮在土壤中的残留率显著增加18.2%。当季施用肥料氮仍有8.5%~14.9%被第二季玉米吸收利用，两季累积利用率达40.9%~58.8%，在高氮（270 kg?hm-2）下秸秆深翻还田显著提高肥料氮的第二季利用率及累积利用效率。综上，秸秆覆盖还田配施适量氮肥有利于提高肥料利用效率，而秸秆深翻还田更有利于高施氮量下土壤对肥料氮的保持，增加其被下季作物利用的机会，两者均能显著减少氮的损失。

土壤温度预报方程研究进展
张建彬, 高志球, 童兵, 王琳琳

DOI: 10.11766/trxb202210220581

摘要(78) HTML(0) PDF(0.00 Byte)( 83) 收藏

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。

纳米尺度观察糖-黏土微团聚体对磷素吸附的影响
迟家霖, 贾崇昊, 张文君

DOI: 10.11766/trxb202206090217

摘要(110) HTML(0) PDF(1.15 M)( 108) 收藏

摘要：

糖-黏土团聚体对磷素的转化具有重要的调控作用，为揭示纳米尺度下糖介导的微团聚体初始形成过程及对磷的吸附效果，本试验选择了人工改性的纳米黏土硅酸镁锂，以及不同分子量的葡萄糖及葡聚糖，通过拉曼光谱和原子力显微镜观察不同糖与硅酸镁锂形成的微团聚体结构，利用单分子力谱解释了不同分子量糖和硅酸镁锂间作用力差异，并比较了微团聚体对磷素的吸附能力差异。结果表明：糖能有效胶结硅酸镁锂，形成稳定的糖-硅酸镁锂微团聚体，其中高分子量糖和硅酸镁锂具有更强的相互作用力，能形成更大粒径的微团聚体结构。当不同分子的糖-硅酸镁锂微团聚体形成后，均能对磷产生吸附效应，但吸附能力会随着糖分子量提升而降低，这主要是由于不同分子量糖的添加，均能增加微团聚体表面羟基数目并提升微团聚体的表面电势，从而增加磷的吸附量；而高分子量的糖同时还会增加微团聚体的粒径，由于尺寸效应，反而吸附磷的量少于低分子量糖。本实验结果说明高分子量糖促进微团聚体形成，同时所有糖会促进微团聚体与磷的结合，但是该效应随糖分子量提升会有一定程度降低。

干旱扰动下长期不同施肥潮土微生物群落稳定性研究
张周, 陈瑞蕊, 王晓婷, 俞冰倩, 林先贵, 冯有智

DOI: 10.11766/trxb202206210261

摘要(92) HTML(0) PDF(1.15 M)( 92) 收藏

摘要：

土壤微生物群落稳定性是土壤健康的重要组成部分和评价指标，揭示长期不同施肥的农田土壤微生物群落稳定性有助于指导田间施肥管理，保障农田生态系统的土壤健康和可持续发展。本研究依托中国科学院封丘农业生态实验站长期定位试验，通过对三种不同施肥处理的潮土进行干旱扰动和复水回复的培养试验，从多种微生物群落响应指标（脱氢酶活性、细菌群落alpha多样性、关键物种丰度、微生物群落结构和分子生态网络拓扑属性）分别量化和比较了不同施肥处理的微生物群落稳定性（抵抗力和回复力）。结果表明，与不施肥处理（CK）和平衡施用化肥处理（NPK）相比，有机无机肥配施处理（OM）能够显著增加微生物群落稳定性，表现在OM的微生物群落响应指标在干旱-复水过程中的变化最小，抵抗力与回复力均优于CK和NPK。复水后不同施肥处理的细菌群落alpha多样性、关键物种丰度和网络拓扑参数能够回复到初始水平，而群落结构和脱氢酶活性不能完全回复，说明细菌群落alpha多样性的回复快于群落结构和功能。本文基于多种微生物群落响应指标定量计算微生物群落的抵抗力和回复力，结果表明有机无机肥配施能显著提高微生物群落稳定性，是保障农田生态系统土壤健康和可持续发展的优良管理措施。

基于群体感应的生物膜技术在土壤污染修复中的应用与展望
生弘杰, 王芳, 冯发运, 程金金, 张银萍, 葛静, 张雷刚, 蒋新, 余向阳

DOI: 10.11766/trxb202208210463

摘要(91) HTML(0) PDF(1020.14 K)( 101) 收藏

摘要：

生物膜修复技术凭借其高效性、安全性和经济性，已被广泛应用于土壤中难降解污染物的去除。其中，群体感应效应在生物膜修复过程中起着至关重要的作用。群体感应是微生物普遍存在的细胞间通讯形式，有助于生物膜内不同细菌种内/种间的信息交流，使微生物能够在“群体水平”上相互协作，能够调控生物膜胞外聚合物的生成以及对污染物的吸附固定与降解。本文在简要介绍生物膜和群体感应的功能和作用基础上，结合近年来群体感应调控生物膜形成以及对污染物的降解基础上，综述了群体感应在生物膜修复技术中的应用，最后对生物膜群体感应系统在污染土壤修复中的工程化设计进行了展望。

基于Web of Science对土壤胶体影响重金属行为研究的计量分析
胡鹏杰, 杜彦锫, 夏冰, 仇浩, 吴龙华, 骆永明

DOI: 10.11766/trxb202207270413

摘要(106) HTML(0) PDF(768.58 K)( 112) 收藏

摘要：

为全面了解土壤胶体影响重金属行为方向的研究现状和前沿动态，基于Web of Science（WoS）核心合集数据库，利用WoS自带分析工具、HistCite引文图谱分析软件、VOSviewer和Citespace可视化分析软件对1990—2021年间土壤胶体影响重金属行为的文献进行了计量分析。结果表明，在世界范围内该方向的发文量逐年稳步增长，我国相关研究起步较晚，但近些年呈现迅猛发展的势头。目前土壤胶体影响重金属行为研究发文量最多的国家和研究机构分别是美国和中国科学院，发文量最高的期刊为Environmental Science & Technology，主要研究学科为环境科学与生态学的交叉学科。关键词聚类分析显示“土壤胶体颗粒粒径分级与重金属的形态分布”、“土壤胶体的释放、沉积及对重金属的吸附作用”和“土壤胶体颗粒的迁移机制与迁移模型研究”为主要的研究主题，人工纳米颗粒在土壤中的行为、迁移转化以及生物有效性是现阶段的研究热点。利用场流分离技术结合单粒子电感耦合等离子体质谱等技术，探讨土壤胶体与人工纳米颗粒之间发生的复杂相互作用及其对人工纳米颗粒迁移归趋与环境命运的影响，是未来的主要研究方向。

贝加尔针茅草甸草原土壤有机碳组分对长期氮素添加的响应
武振丹, 马尚飞, 卢俊艳, 杨殿林, 红梅

DOI: 10.11766/trxb202204230204

摘要(60) HTML(0) PDF(667.48 K)( 108) 收藏

摘要：

为解析贝加尔针茅草甸草原土壤有机碳组分对长期氮素添加的响应，于2010年在内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗贝加尔针茅草甸草原设计氮素添加试验，设置8个氮处理，为0（N0）、15（N15）、30（N30）、50（N50）、100（N100）、150（N150）、200（N200）和300（N300） kg?hm-2 ?a-1（以N计），土壤样品于2019年8月采集，进行土壤有机碳及其组分的测定，探究氮素添加10年后土壤有机碳及其组分的变化与驱动因素。结果表明：（1）与对照相比，长期氮素添加下土壤有机碳（SOC）及土壤惰性碳（RP-C）含量无显著变化，土壤活性有机碳（LP-C）的含量增加，其中活性碳组分Ⅰ（LPⅠ-C）增加了0.48%~15.59%，活性碳组分Ⅱ（LPⅡ-C）增加了1.94%~8.41%，易氧化有机碳（EOC）含量无显著变化，可溶性有机碳（DOC）与微生物生物量碳（MBC）含量显著变化，且土壤碳组分整体在N30~N100处理变化敏感；（2）分析土壤有机碳对氮素添加的敏感指数（SI）可知，MBC对长期氮素添加响应更为敏感，可作为本区域有机碳变化的指示碳组分；（3）结构方程模型（SEM）结果显示，长期氮输入条件下土壤碳组分主要受植物生物量与土壤pH的共同调控。综上所述，氮素添加提高了贝加尔针茅草甸草原土壤活性碳组分含量，且土壤有机碳及其组分的变化主要受土壤pH与植物生物量共同调控。

长期秸秆还田对水稻土团聚体有机碳及胞外酶的影响
李新悦, 李冰, 王昌全, 黄容, 谢柠枍, 莫太相, 王楠析, 张清伟

DOI: 10.11766/trxb202206170325

摘要(101) HTML(0) PDF(711.97 K)( 122) 收藏

摘要：

土壤团聚体有机碳和胞外酶对于改善土壤结构和提高土壤碳固存能力至关重要，且易受农艺生产措施的影响。为探讨秸秆还田下土壤有机碳组分及胞外酶活性变化，开展了35年水稻-小麦轮作试验。本试验设置了无肥区(CK)、化肥区(NPK)和秸秆还田+化肥区(NPKS)，研究了不同农艺措施对土壤团聚体有机碳(SOC)及其活性组分（可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物生物量碳(MBC)）含量与碳循环相关胞外酶（β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-木糖苷酶(BX)、β-D-纤维二糖水解酶(CBH)）活性的影响。结果发现，大于0.25 mm团聚体中SOC、DOC和MBC含量显著高于小于0.25 mm粒级，且均以NPKS处理的效果最优，促进了土壤大团聚体有机碳组分更新。各粒级团聚体中MBC/SOC和DOC/SOC比值相对稳定，这表明MBC和DOC与SOC的动态变化趋势较为一致，可作为评价土壤有机碳的敏感指标。2~0.25 mm粒级是团聚体胞外酶主要载体，均以NPKS处理活性最高；但大于2 mm团聚体酶活性在不同农艺措施之间差异不显著。土壤团聚体中有机碳组分与胞外酶表现为互相促进的关系，其中SOC、DOC和MBC分配差异的主要影响因子为CBH，次要影响因子是BG；而EOC仅受到CBH的正向影响。CBH和BG可促进土壤有机碳周转，且在2~0.25 mm大团聚体中互促作用更剧烈。综上，长期秸秆还田配施化肥不仅有利于提升大团聚体碳的更新和周转速率，还提高了SOC含量，是稻田土壤可持续固碳的重要农艺途径。

外源磷添加会增加不同年限稻田磷素生物有效性
曹华, 李欢, 樊慧琳, 牛犇, 王艳玲

DOI: 10.11766/trxb202205230266

摘要(66) HTML(0) PDF(659.90 K)( 124) 收藏

摘要：

为明确不同数量外源磷添加对稻田磷生物有效性组分的影响，以江西鹰潭孙家小流域内新稻田(NP, 2 ~ 3 a)、中期稻田(MP, 20 ~ 30 a)和老稻田(OP, 400 ~ 500 a)为研究对象，基于不同浓度外源磷[0 (CK)、125 (P1)、250 (P2)、500 (P3)、625 (P4)、750 (P5) mg?kg-1（以P计）]添加的淹水培养实验(0 ~ 80 d)，采用模拟生物活化的磷素分级方法(BBP法)，分析了淹水条件下外源磷添加后稻田BBP组分磷的增量(?)动态变化，探讨了各组分磷增量的相关关系及影响因素。结果表明：淹水条件下，稻田有效磷(Bray-P)及BBP组分磷增量随磷添加量的增加而显著增加。BBP组分磷增量由小到大依次为：氯化钙磷增量(?Ca-P)、酶提取磷增量(?En-P) 、柠檬酸磷增量(?Ci-P)、盐酸磷(?HC-P)。培养15天时，新稻田?Ca-P 与?Ci-P达到最大值；培养60天时，中期稻田?Ca-P 、?En-P 、?HC-P 及?Bray-P达到最大值；而老稻田中各组分磷随时间变化不明显。通径分析表明：外源添加磷对新稻田和老稻田?Bray-P有显著直接正效应。外源磷添加虽能显著增加稻田磷素生物组分有效性，但其增量最大值的出现时段不同，新稻田与中期稻田中生物有效磷增量最大值分别出现在磷添加后的第15天与60天，因此，适时适量地施用磷肥对稻田磷素肥力提升与稻田磷素流失风险管控具有重要意义。

不同生物质炭的镉吸附特征及对云南土壤镉污染的调控效应
王一锟, 梁婷, 周国朋, 常单娜, 高嵩涓, 付利波, 范洪黎, 曹卫东

DOI: 10.11766/trxb202205300286

摘要(68) HTML(0) PDF(782.69 K)( 114) 收藏

摘要：

研究不同植物源生物质炭的性质，评价其对云南东川地区镉（Cd）污染应用效果。开展了稻秆炭（RBC）、麦秆炭（WBC）、玉米秆炭（MBC）、麻秆炭（HBC）、田菁炭（TBC）、花生壳炭（PBC）的Cd吸附特征研究和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析、X射线衍射（XRD ）分析；通过盆栽试验分析了上述生物质炭对东川镉污染土壤的Cd赋存形态和油麦菜Cd吸收的影响。结果表明，Langmuir吸附等温线及准二级动力学曲线能较好模拟生物质炭对Cd的吸附， TBC饱和吸附量最大分别为37.1和27.9 mg?g-1；WBC、RBC、TBC解吸率较低，各浓度梯度下均不超过10%；FTIR分析表明田菁炭含有较多的含氧官能团；XRD分析表明各生物质炭元素种类存在差异。与不添加生物质炭处理（CK）比较，TBC处理土壤有效Cd降幅最大为24.3%，且达显著水平（P<0.05）；同时土壤Cd形态由酸溶态向稳定态转化。与CK相比， HBC处理油麦菜地上Cd含量降幅最大为26.4%，且达显著水平；WBC、HBC处理显著降低油麦菜体内Cd的转运系数，转运系数分别为0.662 0、0.692 8。聚合增强树分析（ABT）分析结果表明，土壤可溶性有机碳（DOC）与土壤pH是土壤有效Cd的主要影响因素，呈极显著负相关，贡献率分别为33.0%和21.9%。综上，供试各植物源生物质炭能降低东川Cd污染土壤中Cd的有效性，减少植物对Cd的吸收及转运，不同生物质炭间存在差异。综合材料性质及试验结果，TBC是东川地区修复Cd污染土壤的较优材料选择。

赣南稀土尾矿山土体硝态氮累积特征研究
许哲, 杨金玲, 赵越, 张甘霖

DOI: 10.11766/trxb202207280415

摘要(77) HTML(0) PDF(1.04 M)( 117) 收藏

摘要：

稀土开采会造成大量浸矿剂（硫酸铵）残留在土壤中，高浓度铵态氮（NH4+-N）可能在生物化学作用下转化为硝态氮（NO3--N）。为探明NO3--N在稀土尾矿山土体内的含量及影响因素，明确硝酸盐污染程度，本研究选择赣南地区一个离子型稀土原地浸矿尾矿山，由表土分层采样至基岩面，并分析土壤NO3--N及相关的理化性质。研究结果表明，尾矿山土体NO3--N含量变异范围非常大（2.80~193.99 mg·kg-1），其平均值为46.30±55.16 mg·kg-1，表层土壤NO3--N含量均值为5.16 mg·kg-1，与自然土壤相近；含矿层土壤NO3--N含量均值为48.64 mg·kg-1，是自然土壤的10倍。尾矿山土体深部含矿层土壤NO3--N含量明显高于表层， NO3--N含量随深度的分布规律与自然土壤相反，这是矿体部分残留大量浸矿剂造成的。土壤NH4+-N含量主导了NO3--N的产生量，但NO3--N在土体不同深度、山体不同部位的累积量还受降雨淋溶及NO3--N迁移过程的控制。开采结束4年后，尾矿山内累积的NO3--N仍不断向环境中释放。长期来看，尾矿山土壤中富集的NH4+-N将不断转化为NO3--N并随水迁移，持续威胁生态环境及人类健康。本研究可为稀土原地浸矿场地土壤及下游水体污染的评价和治理提供理论基础与科学支撑。

拉萨河谷设施农地土壤质量变化及空间分异特征
宫殿清, 王兆锋, 张镱锂, 胡晓阳, 谷昌军, 魏博

DOI: 10.11766/trxb202109300537

摘要(66) HTML(0) PDF(981.61 K)( 125) 收藏

摘要：

青藏高原设施农地存在土壤质量变化的迹象，而拉萨河谷作为青藏高原地区设施农地的主要分布区，其土壤质量的整体变化及区域分异规律尚不明确。以大田耕地为参照，采集设施农地土壤样品240个和大田耕地土壤样品112个，测定了土壤理化指标21项，采用土壤综合质量指数和因子探测器方法，研究了设施农地土壤质量变化及空间分异特征，并辨识设施农地土壤质量变化的主要因子。结果表明：（1）拉萨河谷设施农地和本底土壤质量指数分别为0.36、0.43，两者80%的样地土壤质量等级均分布在Ⅴ~ Ⅲ 级；且设施农地土壤质量较高的样地主要分布在海拔3 700~3 750 m，距河流930 m内的阳坡地带。（2）较大田耕地，设施农地土壤质量指数平均下降了16.28%，且存在明显空间差异。其中堆龙德庆区土壤质量下降最明显，平均降低了74.46%。不同深度上，0~10 cm范围内土壤质量下降最明显，平均下降了6.5%。（3）受海拔和坡向影响，设施农地土壤质量整体变化存在空间分异。即随着海拔增加和阳坡到阴坡的变化，设施农地土壤质量变化幅度均表现为明显增大趋势。（4）全区设施农地土壤质量变化普遍受到含盐量、速效钾和镉含量变化的影响，三者解释力均可达到20%以上。综上，本研究明晰了高原设施农地土壤质量整体变化及其空间分异，为该地区设施农业布局和发展提供了理论依据。

近30年河南省耕地土壤有机碳的三维变化与关键因素研究
赵彦锋, 李怡欣, 马盼盼, 陈杰, 李元元, 杨琼, 程道全

DOI: 10.11766/trxb202201290041

摘要(91) HTML(0) PDF(1.32 M)( 120) 收藏

摘要：

详细的土壤有机碳（Soil organic carbon，SOC）时空变化信息是评估土壤固碳能力的基础。但多数研究聚焦耕层SOC，对深层SOC变化的敏感区域、深度区间和关键因素理解不足。基于1982和2010两期土壤调查数据，以分位数随机森林构建环境协变量与SOC关系模型，研究了1982—2010河南耕地土壤0~15 cm、15~30 cm、30~60 cm和60~100 cm的SOC变化。研究表明0~15 cm土层SOC增长主要发生在平原和盆地，增幅为2~4 g∙kg-1；15~30 cm土层SOC增长主要发生在沿黄河潮土区和褐土、水稻土的零星地区，增幅为0~2 g∙kg-1；30 cm以下土层SOC变化的概率较低；总体上，生物气候因素对SOC变化的影响较土壤质地和pH更大。28年间 1 m土体SOC储量增长7.04%、年均增长率为2.43‰；随着SOC增加和全球变暖，下阶段SOC增速较难实现第21届联合国气候变化峰会（the 21st Conference of the Parties，COP21）倡导的4‰目标。

旱作农田覆膜和秸秆碳投入对土壤团聚特性及作物产量的影响
王钰皓, 庞津雯, 卫婷, 高飞, 刘恩科, 贾志宽, 张鹏

DOI: 10.11766/trxb202203230129

摘要(63) HTML(0) PDF(1.49 M)( 117) 收藏

摘要：

研究秸秆还田形式对旱作覆膜农田土壤团聚特性、有机碳含量及玉米产量的影响，为优化覆膜耕作措施，实现旱作覆膜农田可持续性生产提供理论依据。以长期定位旱作玉米覆膜农田（始于2012年）为研究对象，设置双垄沟覆膜（P）和传统平作（T），分别施加秸秆（S）和生物炭（C），以不还田为对照（N），共形成 6个处理：覆膜秸秆还田（PS）、覆膜生物炭还田（PC）、覆膜不还田（PN）、平作秸秆还田（TS）、平作生物炭还田（TC）和平作不还田（TN）。测定土壤团聚体组成及团聚体有机碳含量，并分析了双垄沟覆膜和不同秸秆碳投入对土壤有机碳含量、团聚体稳定性及玉米产量的影响。研究结果表明，各秸秆还田处理较不还田处理均可显著（P<0.05）改善各粒级团聚体分布及其稳定性，其中> 0.25 mm团聚体含量平均显著（P<0.05）提高47.32%，各双垄沟覆膜处理MWD和GMD较平作处理分别平均提高9.19%和4.15%；各还田处理可显著（P<0.05）提高0～60 cm土层土壤有机碳含量，其中PC和TC处理分别较对应PS和TS处理土壤有机碳含量提高2.60%和2.73%；各处理团聚体有机碳含量均随粒径增大而增大，秸秆碳投入可显著（P<0.05）提高各粒级团聚体有机碳含量，而双垄沟覆膜处理则降低了土壤有机碳及团聚体有机碳含量；还田方式、种植方式及土壤有机碳对玉米产量有促进作用，施加秸秆及生物炭均能显著（P<0.05）提高旱作覆膜农田玉米产量，平均提高14.6%，而秸秆直接还田处理与生物炭还田处理的增产效果无显著差异。综合分析，在双垄沟覆膜条件下投入秸秆碳能够明显提高土壤稳定性、土壤有机碳含量和作物产量，其中，双垄沟覆膜与生物炭还田的耦合效应对改善农田土壤质量及地力提升有积极作用。

参数优化方法对微生物模型预测土壤有机碳时空演变的影响
张秀, 谢恩泽, 陈剑, 彭雨璇, 严国菁, 赵永存

DOI: 10.11766/trxb202205080237

摘要(79) HTML(0) PDF(1.13 M)( 149) 收藏

摘要：

准确把握土壤有机碳（SOC）的时空演变规律对于土壤资源的高效持续利用、发挥土壤生态系统服务功能，以及应对气候变化等均具有重要意义。以江苏省南部为研究区，以明确表达微生物分解作用的微生物模型MIMICS为对象，以模型参数敏感性分析为切入点，分析了不同参数优化方法对MIMICS模型预测苏南农田表层（0 ~ 20 cm）SOC时空演变动态的影响。结果表明，批处理和点对点两种参数优化方法下，MIMICS模型均能较好地模拟1980─2015年苏南农田表层SOC密度先增加后减少的总体趋势；采用考虑模型参数空间异质性的点对点参数优化方法时，MIMICS模型预测精度最高，其预测误差（RMSE）较采用默认参数值时分别降低22.2%（2000年独立验证）和14.7%（2015年独立验证），但2015年SOC密度预测精度依然偏低（R2 = 0.13，RMSE = 1.22 kg∙m–2）。上述结果表明进一步改进微生物模型的结构、提高模型输入数据的精度及分辨率，将是微生物模型建模区域尺度SOC时空动态所面临的重要挑战。

不同生育期干旱胁迫条件下施钾对水稻生理性状和产量的影响
熊志豪, 杨丞, 张赓, 李旭春, 李小坤

DOI: 10.11766/trxb202205230267

摘要(139) HTML(0) PDF(428.60 K)( 164) 收藏

摘要：

明确不同生育时期干旱胁迫对水稻影响与钾素调控干旱胁迫机制，可为水稻的钾素管理和节水抗旱提供理论依据。采用不同时期水分和钾素管理两因素盆栽试验，设置施钾（+K）、不施钾（-K）两个钾肥处理；有效分蘖期干旱胁迫（TD）、孕穗期干旱胁迫（BD）、灌浆期干旱胁迫（MD）和正常灌溉（WW）四个水分处理，分析在不同生育期干旱胁迫钾肥对水稻产量和生理性状的影响。结果表明：干旱胁迫显著降低了稻谷产量，TD、BD、MD处理相较于WW处理，在-K条件下稻谷分别减产53.9%、45.2%、7.6%；而在+K条件下稻谷分别减产28.3%、16.5%和5.9%，不同生育期的干旱胁迫对产量的影响程度为：TD>BD>MD，且缺钾加剧了水分亏缺的负面影响。同时，干旱胁迫也造成冠层蒸腾速率、叶水势和叶片净光合速率下降，减少干物质积累，TD、BD处理相较于WW处理，叶片生物量分别平均降低42.9%、31.2%；茎鞘生物量分别降低43.8%和38.0%。不同生育期水分亏缺对生物量的影响为：TD＞BD。而缺钾不仅造成净光合速率下降，也使叶面积和叶绿素含量降低，植株截获光辐射能力显著下降，干物质积累量减少，相较于+K处理，TD、BD及相应同时期WW处理的叶片生物量在缺钾条件下分别降低52.6%、32.7%、42.1%、31.2%，茎鞘生物量分别降低55.3%、63.6%、52.2%、28.0%，干旱胁迫加剧缺钾的消极影响。综上，干旱胁迫会降低净光合速率与叶水势，造成水稻减产，其中有效分蘖期和孕穗期的减产效应较灌浆期明显；缺钾不仅降低叶片净光合速率，也减少叶面积与叶绿素含量，水稻同化积累物质能力下降，抗旱性显著降低。

腐殖酸和pH对典型轮胎磨损颗粒迁移行为的影响机制
李昆, 孔德跃, 陈星月, 彭永红, 修小嘉, 苏涵, 潘旻宇

DOI: 10.11766/trxb202206200329

摘要(220) HTML(0) PDF(856.11 K)( 130) 收藏

摘要：

轮胎磨损颗粒（tire wear particles, TWPs）作为微塑料（microplastics, MPs）的重要种类之一，当下其生态风险已受到生态学家的高度重视。通常，颗粒型污染物的环境行为过程是其生态风险的重要影响因素。然而，TWPs在土壤等多孔介质中的迁移过程及影响机制至今尚未见报道。选择冷冻破碎制备的C-TWPs（冷冻破碎轮胎磨损颗粒）以及道路磨损产生的R-TWPs（滚动摩擦轮胎磨损颗粒）和S-TWPs（滑动摩擦轮胎磨损颗粒）为典型研究对象，以石英砂柱来模拟研究TWPs在土壤等环境多孔介质中的迁移行为，并探究天然有机物腐殖酸（HA）及不同pH（4、7和10）环境对以上三种类型TWPs迁移行为的影响。结果显示：HA（50 mg?L-1）能够显著增强三种类型TWPs的迁移性，并且在HA（50 mg?L-1）存在下，不同pH（4、7和10）对TWPs迁移行为影响不同，中碱性环境（pH=7/10）更有利于TWPs的迁移。主要原因在于，HA存在或（和）中碱性环境有利于（同时）增大TWPs和石英砂颗粒表面的Zeta电位值（绝对值），此时，一方面TWPs的分散性得到改善，有较小的粒径分布，另一方面增加了TWPs和石英砂颗粒间的静电排斥力，有助于TWPs的迁移。值得注意的是，HA存在和不同pH环境条件下，低温破碎制备的C-TWPs的迁移性较R-TWPs和S-TWPs强，主要由于C-TWPs制备时携带有较多的负电荷、较小的等电点和较强的疏水性，上述性质也可促使其吸附更多的HA，从而加强其电负性；而R-TWPs和S-TWPs由于粘附了道路矿物、金属盐或灰尘而减弱以上性质，表面具有较小的电负性。研究结果揭示了不同类型TWPs在自然界中地球化学迁移行为的差异性，并暗示了研究源头性质（排放方式）以确定同种材质微塑料环境行为及生态风险内在差异的必要性。

外源秸秆对污染土壤氧化还原过程水分散性胶体态重金属的影响
张雨, 汪家家, 夏冰, 罗雪婷, 胡鹏杰, 吴龙华, 骆永明

DOI: 10.11766/trxb202204110168

摘要(107) HTML(0) PDF(1.28 M)( 141) 收藏

摘要：

土壤胶体尤其是水分散性胶体，作为一种重要的污染物载体，在重金属吸附、迁移以及生物吸收过程起着重要作用。通过土壤培养试验探讨了外源添加水稻秸秆在氧化还原波动条件下如何影响土壤液相中及水分散性胶体中重金属的分布。结果表明，外源秸秆增加厌氧过程液相中溶解性有机质(DOC)、砷(As)、铁(Fe)、锰(Mn)、钙(Ca)、钾(K)、硅(Si)、铝(Al)、镁(Mg)等浓度，降低了厌氧过程氧化还原电位(Eh)及铜(Cu)、铅(Pb)等浓度，提高了好氧过程Pb浓度。利用非对称流场流分馏-紫外可见-电感耦合等离子体-质谱联用技术(AF4-UV-ICP-MS)，测得水分散性胶体颗粒主要分布在0.3~3 kDa、3~40 kDa和130 kDa~450 nm三个粒径范围，各粒径颗粒的组成有所差异，主要含有机质、无机黏土矿物和铁矿物等。外源秸秆促进液相中Fe和As由胶体态向溶解态转化，促进镉(Cd)和Cu由溶解态向胶体态转化。本研究有助于揭示农业活动影响重金属迁移转化及有效性的界面机制。

长期耕作对农田黑土几丁质降解菌群及酶活性的影响
隋鹏祥, 罗洋, 李瑞平, 郑洪兵, 袁野, 郑金玉, 王浩, 刘武仁

DOI: 10.11766/trxb202203180120

摘要(85) HTML(0) PDF(1.29 M)( 177) 收藏

摘要：

以黑土区耕法长期定位试验为平台，采用荧光定量和高通量测序技术研究不同耕作措施（灭茬打垄、免耕、间隔深松和翻耕）下0~40 cm土层chiA几丁质降解菌基因丰度、微生物群落结构和酶活性，以揭示长期耕作对农田黑土几丁质降解菌群及酶活性的影响及其驱动因子。结果表明：0~20 cm土层，免耕显著提高chiA基因丰度，20~40 cm土层，免耕降低chiA基因丰度、alpha多样性和变形菌门（Proteobacteria）相对丰度，但是增加放线菌门（Actinobacteria）相对丰度。土壤pH、平均重量直径和养分含量显著影响chiA基因丰度和群落结构。与灭茬打垄相比，免耕显著提高0~20 cm土层几丁质酶活性，而间隔深松和深翻显著提高0~40 cm土层几丁质酶活性。结构方程模型模拟发现耕作方式、土壤深度、平均重量直径、土壤有机碳、全氮、全磷、chiA基因丰度和放线菌门相对丰度对几丁质酶活性具有显著直接效应。研究结果为明确黑土区不同耕作措施对土壤几丁质降解的影响提供理论基础。

超顺磁微纳米MFH功能材料对铅污染土壤的修复研究
黎洁, 王强, 罗萌, 江湘婷, 孙圆鹏, 张立志

DOI: 10.11766/trxb202204290220

摘要(124) HTML(0) PDF(1.19 M)( 149) 收藏

摘要：

为有效、快速、廉价地修复废水和土壤铅污染，研究了一种重金属铅修复去除材料（超顺磁微纳米Fe3O4@Ca10(PO4)6(OH)2功能材料，MFH)投加量、Pb2+初始浓度、吸附时间、pH、离子强度以及有机质浓度等因素对废水、污染土壤中Pb2+的修复效果。结果表明，MFH对溶液中的Pb2+的吸附满足准二级动力学模型，在10 min左右达到吸附平衡，最大吸附量181.6 mg·g-1；在pH为2.00~5.00范围内Pb2+去除率随溶液pH的增加而下降；溶液中离子强度增大会抑制MFH对Pb2+的去除率，而溶液中有机质含量增加则能有效提高MFH对Pb2+的去除率。MFH对农田和工业园区铅污染土壤均有较好的去除效果，添加重金属活化剂EDTA能明显提高 MFH对土壤中铅的去除效果，其中对轻度铅污染的农田土壤中铅总量去除量为102.74 μg·g-1。利用磁棒对土壤中MFH进行回收，回收率可达88%以上，再生性能恢复率89.49%，且再生后的MFH磁性能、比表面积恢复较好。

化肥和有机肥配施生物炭对根际/非根际土壤养分和氮赋存形态的影响
李越, 王颖, 熊子怡, 谢军, 王子芳, 高明

DOI: 10.11766/trxb202206200331

摘要(93) HTML(0) PDF(1.34 M)( 149) 收藏

摘要：

阐明化肥和有机肥配施生物炭对根际/非根际土壤养分和氮赋存形态的影响,有助于农田氮的高效利用及科学管理。采用盆栽试验方法,设置不施肥(CK)、单施化肥(CF)、施有机肥(M)、化肥配施生物炭(CFB)、有机肥配施生物炭(MB)、新鲜有机肥配施生物炭(FMB)6个处理,通过测定根际及非根际土壤养分含量和土壤氮赋存形态,阐明不同施肥处理对氮形态转化的影响。结果表明：与CK处理相比,MB处理提高非根际及根际土壤pH0.32和0.28个单位,FMB处理提高根际土壤pH0.63个单位；MB和FMB处理分别提高根际土壤有机质含量25.37%和84.88%,同时显著提高根际土壤全氮含量25.42%和50.93%。配施生物炭(CFB、MB和FMB)处理能促进土壤非可转化态氮(NTF-N)向铁锰氧化物结合态氮(IMOF-N)和有机硫化物结合态氮(OSF-N)这两种活性更高的氮形态转化,其中IMOF-N和OSF-N分别占可转化态氮的35.85%~61.72%和26.65%~46.56%,是根际及非根际土壤可转化态氮(TF-N)的主要成分。因此,有机肥配施生物炭是改善根际及非根际土壤养分和调控氮转化最有效的方式。

大气颗粒沉降对城市土壤性状的影响：道路灰尘的磁学证据
王新栋, 胡雪峰, 张延硕, 崔蕾, 刘睿, 蓝文翀, 李梅, 王加元

DOI: 10.11766/trxb202206060235

摘要(102) HTML(0) PDF(635.88 K)( 170) 收藏

摘要：

为研究大气颗粒物沉降对城市土壤性状的影响，对上海宝山区典型工业区、交通区、居民区和农业区表土和道路灰尘的磁化率（χlf）、重金属元素含量进行了监测分析。结果表明，上海宝山各功能区表土磁性普遍增强，χlf平均值为130.7×10-8 m3?kg-1，86.2%表土样χlf高于当地土壤背景磁性。与各功能区表土相邻的道路灰尘χlf增强更加显著，平均值达903.3×10-8 m3?kg-1。各功能区道路灰尘重金属的累积量也远高于相邻表土。其铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）、镉（Cd）、镍（Ni）、铬（Cr）、钴（Co）、锰（Mn）、铁（Fe）的平均含量分别为表土的3.4倍、2.4倍、4.7倍、2.2倍、1.5倍、2.8倍、1.2倍、1.4倍和1.6倍。宝山区表土χlf与Cu、Zn、Mn、Cr、Ni、Cd含量呈极显著正相关（P<0.01），与Pb、Fe含量呈显著正相关（P<0.01）。道路灰尘χlf与Zn、Mn、Cr、Co、Ni、Fe含量呈极显著相关性（P<0.01），与Cu呈显著正相关（P<0.05）。但是，不同功能区表土和道路灰尘χlf与重金属元素含量间的相关程度有差别，农业区土壤这种相关性较弱。研究区域道路灰尘的特异性状，揭示了城市大气颗粒物包含一定量人为成因的富集重金属元素的磁性颗粒。这类污染颗粒的长期、连续沉降，使得城市表土的磁性和重金属含量同步增强，并对城市土壤的性状产生深刻影响。

植物促生菌的功能及在可持续农业中的应用
马莹, 曹梦圆, 石孝均, 李振轮, 骆永明

DOI: 10.11766/trxb202203160112

摘要(426) HTML(0) PDF(701.52 K)( 288) 收藏

摘要：

全球气候变化以及人口增长加剧了农业生产中各种生物（如病原菌）和非生物（如干旱、盐渍、高温等）胁迫，并通过影响植物形态、生理生化特征和代谢功能等阻碍植物的生长、发育和生产力提升，最终影响农作物的产量和品质并严重威胁着农业的可持续发展。随着现代农业的大力发展，有益微生物因其能够改良土壤质量、提高土壤肥力、提升农作物抗胁迫性能和增产提质的功效显著而备受关注。简要概述了植物促生菌（plant growth-promoting bacteria, PGPB）的种类和施用效应，重点剖析了PGPB产生植物生长激素、固氮作用、加强对营养物质的吸收利用（溶磷、解钾和合成铁载体）、缓解生物和非生物胁迫以及调节植物根系构型和根际微生物群落结构等促生和抗胁迫机制，系统梳理了近年来运用于现代农业中的PGPB菌剂制备和施用方式的前沿科学技术，并进一步讨论了PGPB在未来农业生产中的应用前景以及研究方向。

基于便携式X射线荧光光谱速测的设施菜地土壤重金属污染诊断与评价
邓源, 樊亚男, 吴秋梅, 胡文友, 俞越明, 王华, 朱春梧, 李汛, 田康, 黄标

DOI: 10.11766/trxb202206130187

摘要(98) HTML(0) PDF(1011.66 K)( 125) 收藏

摘要：

土壤重金属污染快速诊断与评价是污染防控与风险管理的前提。以广东省典型设施蔬菜产地土壤为研究对象，采用便携式X射线荧光光谱法(portable X-ray fluorescence spectroscopy, PXRF)原位快速获取土壤重金属（镉（Cd）、铜（Cu）、铬（Cr）、铅（Pb）、锌（Zn）、砷（As）、镍（Ni）及汞（Hg））含量，在传统实验室方法验证PXRF的准确性和稳定性的基础上，对广东省设施菜地表层土壤重金属的污染状况进行快速诊断，并对土壤重金属污染风险进行评价。结果表明：(1) 异位PXRF法对土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As及Ni的测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01)，土壤Pb和As含量的PXRF原位测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01)；(2) 土壤含水量为150 g?kg-1~200 g?kg-1时，Cr、Pb、Zn和As的PXRF原位测定值与实验室测定值的相关性达到了极显著水平(P<0.01)；(3) 土壤Cd和Cu的超标现象较为突出，其点位超标率分别为20.9%和10.0%。设施菜地土壤Cd的平均含量为0.21 mg?kg-1，约为露天农田土壤的1.2倍。珠江三角洲地区设施土壤中各重金属的含量整体较其他地区高；(4) 土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As、Ni及Hg的单项污染指数均小于1，由高到低依次为Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As>Ni>Hg，内梅罗综合污染指数的均值为0.69。就整体平均值而言，土壤重金属污染程度处于清洁水平。PXRF实现了广东省设施菜地土壤重金属污染的快速诊断，并快速识别出Cd和Cu为设施菜地污染风险较高的潜在污染元素，研究结果可为设施农业土壤重金属污染快速诊断与评价提供方法和数据支撑。

人工技术土壤研究进展与展望
郑瑞伦, 朱永官, 孙国新

DOI: 10.11766/trxb20226200209

摘要(118) HTML(0) PDF(874.24 K)( 182) 收藏

摘要：

城市绿色基础设施可以解决由城市化引发的诸多环境问题，但城市绿色基础设施建设所需要的大量土壤资源却很匮乏。人工技术土壤（Constructed Technosols, CT）是利用有机和无机固体废弃物创造的用于种植植物的新土壤，可通过调整组成材料和配方满足不同的植被类型、土地用途和立地条件等要求，最终回归城市，用于绿色基础设施建设。CT可同时缓解大量城市固废的处置难题和解决城市绿色基础设施建设的土壤缺乏问题，具有低碳、低成本、低影响的特点，还可产生经济效益。本文主要从CT对植物生长、碳捕获、生物多样性保护、径流污染物滤除方面的作用和人为生物调控方面介绍了CT的研究现状及在我国的应用潜力，并对CT的研究发展进行了展望，提出了一些CT研究中需要解决的问题与建议。旨在推动城市固体废物资源化综合利用和绿色基础设施低碳发展，增加城市碳固存，改善城市地区生态环境和增进人民健康福祉。

酸化环境对紫色母岩风化产物交换性盐基离子及其酸缓冲容量的影响
李春培, 李雪, 汪璇, 刘刚才, 赵吉霞, 熊俊芬

DOI: 10.11766/trxb202203200121

摘要(68) HTML(0) PDF(743.97 K)( 143) 收藏

摘要：

为了分析研究酸化环境对紫色母岩风化产物交换性盐基离子及其酸缓冲容量的影响规律。本研究以侏罗纪紫色岩层中的遂宁组(J3s)、沙溪庙组(J2s)和蓬莱镇组(J3p)为研究对象，设置pH分别为2.5、3.5、4.5、5.6等4个酸性环境，以及去离子水（pH=7.0）为对照处理（CK），采用循环浸泡试验和模拟淋溶试验，研究酸性环境对紫色母岩风化产物特征的影响。结果表明，通过酸化环境处理后，3组紫色母岩风化产物交换性盐基离子及其总量均随酸化环境的pH降低而减小，且3组紫色母岩风化产物的酸缓冲容量与其交换性K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量以及交换性盐基总量均呈极显著正相关关系(P<0.01)。以pH =7.0 (CK)处理为对照，循环浸泡处理后的遂宁组(J3s)、蓬莱镇组(J3p)和沙溪庙组(J2s)风化产物中交换性盐基总量的减小幅度分别为8.75%～18.21%、10.83%～23.18%和5.85%～18.41%。而且模拟淋溶24次后，遂宁组(J3s)、沙溪庙组(J2s)和蓬莱镇组(J3p)风化产物中交换性盐基总量较模拟淋溶12次时分别减小为1.77%～24.85%、8.99%～25.75%和8.05%～25.66%。此外，在同一酸度处理下，风化产物中的交换性盐基离子均表现为Ca2+> Mg2+> Na+> K+。本试验中淋溶处理下风化产物酸缓冲容量、交换性盐基离子及盐基总量低于浸泡处理。可见，丘陵地带坡面的矿物或养分的迁移以淋溶作用为主，平地的矿物或养分的迁移以浸泡作用为主。因此，酸沉降可能在一定程度上加速坡面土壤侵蚀的发生，进而导致平原化进程的加速。

农用地土壤可持续安全利用的研究与实践——以浙江省镉污染农田为例
汪洁, 朱有为, 杨肖娥, 郭彬, 汪玉磊

DOI: 10.11766/trxb202205120170

摘要(416) HTML(0) PDF(1.02 M)( 172) 收藏

摘要：

农用地土壤可持续安全利用对有效改善农用地土壤环境质量、保障农产品质量安全及人体健康具有重要意义。以长江三角洲经济最发达地区之一的浙江省为例，分析探讨了农用地土壤环境存在的主要问题和发展趋势，研究思考了农用地土壤可持续安全利用的理论和方法。在“十三五”期间，基于浙江省历年1：5万大比例尺农用地土壤污染调查成果，在温岭市、桐庐县等地开展了以农用地土壤重金属镉（Cd）污染治理为重点的省级试点示范工作，综合采取以污染源头解析与防控、多维度农业安全利用技术筛选和应用以及超标农作物秸秆安全处置等方法，形成一批具有显著地域特点、高效防治效果、自主知识产权，适用于Cd轻中度和中重度污染的农用地土壤污染综合治理技术模式。主要结果：（1）大气沉降源是农用地生态系统Cd的主要外来输入源之一，约占总输入量的24%~59%。（2）筛选出以甬优538为主的低积累品种53个，比选出以石灰性物质类为主的钝化材料20种以及以硅基和硒基为主的叶面阻控材料10种。（3）以稻/麦轮作等适用于Cd轻中度污染农用地安全利用技术模式可有效降低土壤有效态Cd 20%~50%以上，以超积累植物为主的适用于Cd中重度污染农用地的“边生产边修复”技术模式可有效降低土壤全量Cd 30%以上、土壤有效态Cd 50%以上，均可实现农产品安全生产。本文创新提出农用地土壤重金属污染可持续安全利用总体思路和技术路经，总结了农用地土壤重金属污染可持续安全利用的经验策略，以期为我国大范围开展受污染农用地土壤安全利用提供示范样板与技术参考。

不同年限稻田红壤发生层土壤磷的固持容量及其释放潜能研究
牛犇, 王艳玲

DOI: 10.11766/trxb202205160257

摘要(122) HTML(0) PDF(769.10 K)( 163) 收藏

摘要：

以江西鹰潭孙家典型红壤小流域中期稻田(MP)、新稻田(NP)与老稻田(OP)的发生层土壤为研究对象，基于吸附-解吸实验与结构方程模型，分析了稻田红壤各发生层土壤磷的固持能力(PSI)、最大固持容量(MCSP)及释放潜能的变化差异与影响因子，明确了固定态磷的释放机制与流失风险。结果表明：随发生层深度的增加，稻田红壤PSI及MCSP逐渐增大，二者变化分别为：MP > NP > OP与NP > MP > OP；但稻田红壤发生层中电性吸附态磷(CaCl2-P)及OP剖面专性吸附态磷(EDTA-P)逐渐降低，而MP剖面和NP剖面的EDTA-P以及稻田红壤发生层的残留态磷(Red-P)则相反；OP剖面发生层CaCl2-P与EDTA-P的比值随发生层深度的增加呈逐渐升高趋势，且显著高于MP和NP剖面。结构方程模型分析结果表明，土壤有机质、全磷、pH和铁铝氧化物之间相互作用且协同调控着稻田红壤的磷吸附位点数量及其吸附-解吸能力。稻田红壤水耕层(Ap层)土壤吸磷能力弱、释磷能力强，土壤磷流失风险大；而氧化还原层(Br)和母质层(C)土壤吸磷能力强、释磷能力弱，土壤磷固持容量大。与新稻田和中期稻田剖面相比，老稻田发生层土壤中吸附态磷更难以向专性吸附态磷及残留态磷转化，土壤磷流失风险相对较大，需及时采取相应的调控措施。

我国主要稻区周丛生物群落组成结构及其磷捕获能力
陆文苑, 孙朋飞, 徐滢, 刘俊琢, 吴永红

DOI: 10.11766/trxb202203220002

摘要(162) HTML(0) PDF(2.11 M)( 215) 收藏

摘要：

广泛分布在水-土界面之间的周丛生物是稻田生态系统物质迁移和能量交换的关键热区和必经之地，但至今鲜有研究关注稻田周丛生物的群落特征及其调控功能。为进一步了解周丛生物磷捕获功能，本研究选取我国主要稻区周丛生物，覆盖华南地区、长江中下游地区、东北地区三个水稻种植区，利用高通量测序技术分析周丛生物群落组成结构，结合PLS-PM和回归分析揭示影响稻田周丛生物捕获磷的因素。结果表明：不同地区稻田土壤理化性质存在显著差异（P < 0.05）。我国主要稻区周丛生物磷捕获能力由北到南、由西向东呈现递增的趋势。不同地区稻田周丛生物群落组成差异显著（P < 0.05）。在属水平上，华南地区周丛生物以Acinetobacter、Proteiniclasticum等原核微生物及Gregarina、Adriamonas等真核微生物为优势物种；长江中下游地区周丛生物以Bacillus、Cloacibacterium等原核微生物及Gregarina、Vermamoeba等真核微生物为主组成；在东北地区，周丛生物由Flavisolibacter、Anaerolinea为优势的原核微生物和以Adriamonas、Vermamoeba为优势的真核微生物组成。发现土壤理化性质（特别是土壤有机碳含量和田面水pH）与周丛生物群落多样性存在相关性。华南地区周丛生物中的微藻对于磷的捕获起到一定的促进作用，而东北地区周丛生物中的聚磷菌对磷的捕获有正效应。本研究通过对全国不同地区稻田周丛生物磷捕获能力的分析，丰富了对稻田周丛生物群落组成、结构及其调控磷循环的认识，也为将来开发生物技术回收利用稻田盈余磷提供了理论依据。

硝化微生物在土壤团聚体中的分布及其对种植方式的响应
夏围围, 李乙坤, 张萌, 孙祥鑫, 王玉芳, 贾仲君

DOI: 10.11766/trxb202203220126

摘要(93) HTML(0) PDF(1.49 M)( 399) 收藏

摘要：

【目的】硝化微生物在农田土壤氮转化过程发挥重要作用，深入开展团聚体中硝化微生物分布研究，有助于揭示土壤结构-微生物-土壤营养元素循环间的相互影响机制。【方法】选取旱地黄棕壤为研究对象，比较了玉米连作（M-M）和玉米/花生轮作（M-P）两种种植方式下土壤团聚体的性质和硝化潜势（NP）的变化，并通过荧光定量PCR和高通量测序研究了团聚体中不同类型硝化微生物功能基因的丰度和群落组成差异。【结果】与M-M相比，M-P能够显著提高团聚体pH、NH4+和全碳（TC）含量。M-P使NP显著提高，但团聚体粒径对NP无显著影响。氨氧化细菌（AOB）amoA基因丰度在M-P中高于M-M，且在较小粒级团聚体中分布更多，而氨氧化古菌（AOA）和全程氨氧化细菌（Comammox）amoA基因的分布模式与AOB大致相反，表明AOB更能适应较小团聚体环境，而AOA和Comammox倾向在较大团聚体中占据竞争优势。此外，与M-M相较，M-P团聚体间AOA/AOB和Comammox/AOB比值的差异减小，表明轮作促使土壤硝化微生物在不同粒级间的分布更加均匀。进一步对属水平土壤团聚体硝化菌群落组成分析，结果显示M-P提高了Nitrolancea属亚硝酸盐氧化细菌（NOB）和Candidatus Nitrosocosmicus属AOA的占比，降低了Nitrospira属NOB的占比，对AOB各属无显著影响。而团聚体粒径仅对Nitrosospira属AOB的占比产生显著影响。NH4+含量和pH是影响土壤团聚体NP和硝化微生物群落变化的最主要因子。NP与AOB amoA基因丰度显著正相关，与AOA amoA基因丰度负相关。但在群落组成上，Nitrosospira属AOB，Candidatus Nitrosocosmicus属AOA和Nitrospira属NOB均与NP呈现正相关。【结论】土壤团聚体粒径和种植方式能较大程度影响硝化微生物的分布，然而，不同硝化微生物在团聚体间分异机制具有明显差异，该研究为完善禾豆轮作下土壤硝化微生物在微域环境的生态适应机制提供了理论支持。

强还原土壤处理驱动的微生物群落稳定性与功能的关联性研究
赵军, 张晶清, 林于蓝, 王宝英, 黄新琦, 张金波, 蔡祖聪

DOI: 10.11766/trxb202205150254

摘要(98) HTML(0) PDF(1.31 M)( 203) 收藏

摘要：

为研究强还原土壤处理(Reductive soil disinfestation, RSD)对连作土壤微生物群落稳定性的影响,以及微生物群落稳定性变化与其功能的联系,以云南省石屏县连续种植多年的洋桔梗栽培土壤为研究对象,设置4个处理：对照(CK)；分别添加高碳氮比有机物料(C/N 122, 15 t.hm_^-2, SB),低碳氮比有机物料(C/N 19, 15 t.hm_^-2, BD),高、低碳氮比有机物料等质量混合(15 t.hm_^-2, SB+BD)的RSD处理。采用Biolog微平板法、定量PCR及高通量测序等技术手段分析了土壤微生物群落稳定性及碳、氮代谢功能。结果表明,与CK相比,RSD处理能够大幅降低细菌群落组成和丰度的稳定性,且SB+BD处理的影响较SB和BD处理强烈,但对真菌群落组成和丰度的稳定性无显著影响。同时,RSD处理能够显著提高细菌和真菌群落相互作用关系的稳定性,且SB和BD处理对其提升效果优于SB+BD处理。回归分析表明,土壤微生物群落的相互作用关系稳定性与其组分和丰度的稳定性关系密切。相关性分析显示,土壤微生物群落稳定性与其活性、碳代谢功能以及反硝化能力高度相关。综上,强还原土壤处理能够通过降低微生物群落组成和丰度的稳定性来提高类群间相互作用关系的稳定性,促进土壤微生物活性恢复和群落生态功能改善。

稻虾种养新模式对稻田土壤肥力和微生物群落结构的影响
赖政, 肖力婷, 赖胜, 杨慧林, 倪才英, 阳文静, 简敏菲

DOI: 10.11766/trxb202205150255

摘要(96) HTML(0) PDF(1.34 M)( 192) 收藏

摘要：

摘要：为探究稻虾种养新模式对稻田土壤肥力和微生物群落组成的影响，本研究基于稻田土壤理化指标测定和16S rDNA扩增子高通量测序技术，比较了稻虾种养新模式（NRS）、稻虾种养传统模式（TRS）和水稻单作模式（CK）对稻田土壤理化指标和微生物多样性和群落结构的影响。结果显示：与CK和TRS相比，稻虾种养新模式能显著提高土壤pH、有机质、速效钾、有效磷含量和土壤微生物多样性和丰富度。与CK相比，NRS稻田土壤细菌优势菌门中的酸杆菌门、绿弯菌门和疣微菌门相对丰度分别增加30.89%、36.38%和2.16%，变形菌门和脱硫菌门相对丰度分别降低17.96%和58.59%。与TRS相比，NRS稻田土壤细菌优势菌门中的脱硫菌门相对丰度增加14.93%，绿弯菌门、疣微菌门、变形菌门和酸杆菌门相对丰度分别降低39.29%、37.42%、16.27%和6.81%。相关性分析表明，土壤有机质、速效钾、有效磷、速效氮和pH是影响稻田土壤微生物群落结构的主要理化因子。以上研究表明，稻虾种养新模式有利于提升稻田土壤肥力，显著提高了稻田土壤微生物多样性和改善微生物群落结构；研究结果对稻虾种养新模式的示范推广具有一定的指导意义和参考价值。

样点规模与采样方法对表层土壤pH空间预测精度的影响
孙越琦, 孙笑梅, 巫振富, 闫军营, 赵彦锋, 陈杰

DOI: 10.11766/trxb202112010651

摘要(94) HTML(0) PDF(1.36 M)( 181) 收藏

摘要：

土壤空间预测与数字化制图的精度与质量受土壤样点规模、采样策略、预测模型选择、目标区域地貌与成土环境复杂程度、协变量数据质量等多种因素共同制约。选择河南省为研究区，基于9种土壤样点规模、5种采样方法，应用5种最具代表性的机器学习（Machine learning，ML）算法对耕地表层土壤pH实施空间预测与数字化制图，用以对比分析不同样点规模与采样方法对ML模型的性能表现及土壤pH预测精度的影响。结果表明：（1）当研究区土壤样点规模从200个经由400个、800个、1 200个、1 600上升到2 000个时，无论使用何种采样方法，所有ML模型的性能表现与预测精度均呈快速上升的总体趋势；当样点规模达到并超过2 000个时，大多数ML性能表现趋于稳定，预测精度上升快速趋缓，表明2 000个土壤样点可能是这些ML模型预测研究区耕地表层土壤pH的样点规模阈值。（2）5种ML模型性能表现及其土壤pH预测精度存在明显差距，基于树结构的随机森林（Random forests, RF）和Cubist表现最好，无论使用哪种采样方法，这两种模型预测结果的决定系数（R2）均可稳定在0.75~0.80之间、RMSE保持在0.50以下。（3）当土壤样点规模足够大时，采样方法对ML模型性能和土壤pH预测精度的影响很小，五种采样方法的效果相差不大。当土壤样点规模小于2 000个时，采样方法的影响逐渐凸显。比较而言，条件拉丁超立方采样在样点规模较小时具备优势。当样点规模为1000个时，条件拉丁超立方采样仍可使随机森林和Cubist预测的R2维持在0.80左右；在样点规模小至200个时，条件拉丁超立方采样方法下5种ML模型预测的R2均在0.55以上。（4）不确定性分析结果显示，平均73.9%的验证样点表层土壤pH观测值落入随机森林模型90%预测区间，表明该模型的可靠性被轻微高估，但处于可接受范畴。此外，数据显示模型预测的不确定性与样点规模无明显关联。

林分改变驱动的优势菌根真菌类型变化影响土壤有机碳积累
屠嘉莹, 金文豪, 盛卫星, 邢佳佳, 彭丽媛, 陈俊辉, 徐秋芳, 秦华

DOI: 10.11766/trxb202206210271

摘要(100) HTML(0) PDF(1.05 M)( 279) 收藏

摘要：

马尾松林（Pinus massoniana Lamb.）是典型的外生菌根（ectomycorrhiza, ECM）优势林，但是近年来受到松材线虫病的影响，生态服务功能下降，逐渐被丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza, AM）占优势的阔叶林所替代，但亚热带地区马尾松林转变为阔叶林过程中，优势菌根类型的改变对土壤有机碳积累的影响仍不清楚。以建德市马尾松林和阔叶林为研究对象，通过高效液相色谱和中性脂肪酸、磷脂脂肪酸等技术，测定优势菌根真菌生物量、球囊霉素相关土壤蛋白（GRSP）含量以及土壤胞外酶活性和微生物群落特征。结果表明：AM真菌占优势的阔叶林（AMD）取代ECM真菌占优势的马尾松林（ECMD），土壤有机碳显著提高了36.81%，微生物碳利用效率（CUE）显著提高了53.85%，AM真菌生物量提高了25.57%，ECM真菌生物量下降45.04%，并且ECM真菌占优势的马尾松林受到更严重的氮限制。磷脂脂肪酸分析显示，相比于AM真菌占优势的阔叶林，ECM真菌占优势的马尾松林革兰氏阳性细菌（G+）以及革兰氏阳性与阴性细菌之比（G+/G-）分别显著下降了21.47%和6.46%。冗余分析（redundancy analysis, RDA）结果表明，AM真菌占优势和ECM真菌占优势的森林之间土壤微生物群落结构存在显著差异（P<0.05），其中AM真菌生物量和土壤有机碳与微生物群落结构变异显著相关。GRSP含量下降以及不同类型菌根真菌招募微生物类群不同是导致ECM真菌占优势森林土壤有机碳下降的重要原因。因此，亚热带地区马尾松林被阔叶林替代后增加森林土壤有机碳含量，提高森林碳汇功能。

灌丛化对高寒草地土壤有机碳组分的分异研究
张东, 刘金秋, 马文明, 王长庭, 邓增卓玛, 张婷

DOI: 10.11766/trxb202203220004

摘要(446) HTML(0) PDF(822.24 K)( 214) 收藏

摘要：

草地灌丛化过程中植被优势群落类型的转变会通过凋落物及根系分泌物的数量和性质差异影响土壤有机碳（SOC）组分。为探索高寒草地土壤不同活性有机碳组分对灌木侵入的响应，本研究采用Stewart物理-化学联合分组方法，将青藏高原东缘四种典型灌丛化草地以及未灌丛化草地土壤有机碳分为游离态活性有机碳（nonprotected organic carbon，Non-C）、物理保护态有机碳（physically-protected organic carbon，Phy-C）、化学保护态有机碳（chemically-protected organic carbon，Che-C）和生物化学保护态有机碳（biochemically-protected organic carbon，Bio-C），分析不同活性有机碳组分含量变化及其影响因素。结果表明：（1）灌木侵入对高寒草地表层土壤（0~10 cm）SOC含量影响不显著（P>0.05），但不同活性有机碳组分含量有所分异。高山绣线菊（Spiraea alpina）和窄叶鲜卑花（Sibiraea angustata）灌木侵入降低了土壤Non-C和Bio-C组分（P<0.05）；金露梅（Potentilla fruticosa）灌木侵入降低了土壤Non-C组分（P<0.05）；小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）灌木侵入降低了土壤Phy-C和Che-C组分（P<0.05），而提高了土壤Bio-C组分含量（P<0.05）。（2）未灌丛化草地和灌丛化样地土壤均以Non-C组分为主，其次是稳定态有机碳库（Che-C和Bio-C），而Phy-C占比最少。（3）土壤黏粒和全氮是影响高寒灌丛化草地土壤不同活性有机碳组分的主要因素，解释度共达51.2%。高寒草地灌木侵入过程中，灌木种类对不同活性土壤有机碳组分含量影响不一致，灌丛化草地和未灌丛化草地土壤表层均以Non-C为主，因此在外界扰动的情况下，该地区的有机碳库可能成为碳源。

不同秸秆还田率情境下亚热带水田土壤的“碳汇”贡献模拟研究
罗玉叶, 邱龙霞, 龙军, 陈瀚阅, 毋亭, 李晶, 邢世和, 张黎明

DOI: 10.11766/trxb202112280700

摘要(296) HTML(0) PDF(1.43 M)( 282) 收藏

摘要：

明确不同秸秆还田量对土壤“碳汇”的贡献大小是合理制定农业碳中和措施的基础。以我国典型亚热带地区——福建省水田土壤为研究对象，基于2016年15 833个土壤样点实测数据和目前该地区最详细的1:5万大比例尺土壤数据库，运用农业生态系统中广泛使用的DNDC（DeNitrification and DeComposition）模型模拟了不同秸秆还田率下全省未来的土壤有机碳动态变化。结果表明，2017—2053年传统管理（15%）以及秸秆还田30%、50%和90%下水田土壤的年均固碳速率分别为173、302、478和838 kg?hm-2，固碳总量分别为11.56、20.15、31.90和55.95 Tg。从土壤亚类来看，咸酸和盐渍水稻土的年均固碳速率最大，不同秸秆还田率下介于220~920 kg?hm-2?a-1之间；而渗育和潴育水稻土的固碳量最大，不同秸秆还田率下合计介于9.45~45.52 Tg之间，约占研究区总固碳量的81%。从行政区来看，龙岩、泉州两个地级市的固碳速率和总量均最大，不同秸秆还田率下均分别在202~937 kg?hm-2?a-1和1.55~8.34 Tg之间。总体而言，福建省水稻土亚类和行政区在不同秸秆还田率下的固碳潜力差异很大，应有针对性制定“固碳减排”管理措施。

消减残差自相关性的县域土壤有机质整合模型预测研究
宋洁, 王思维, 赵艳贺, 于东升, 陈洋, 王鑫, 冯凯月, 马利霞

DOI: 10.11766/trxb202111020591

摘要(98) HTML(0) PDF(1.40 M)( 202) 收藏

摘要：

提升土壤属性空间预测精度对实现农田精准施肥和保护生态环境具有重要意义。利用河北省滦平县采集的1773个样点耕地表层(0～20 cm)土壤有机质(SOM)及其地理环境数据，通过逐步回归分析方法筛选出最优环境变量；基于其中1426个农田样点分别建立多元线性回归(Multiple Linear Regression，MLR)、随机森林(Random Forest, RF)、贝叶斯正则化神经网络(Bayesian regularization, BRNNBP)以及与普通克里格(OK)整合模型 (MLR-OK、RF-OK和BRNNBP-OK)预测SOM空间分布,以其余347个样点数据为测试集检验分析不同模型预测精度,并对模型残差进行半方差函数和空间自相关分析以评价模型拟合效果。结果表明，研究区耕地表层土壤SOM处在8.62~35.64 g·kg-1变化区间，变异系数为20.26%，属中等程度空间变异；SOM高值区主要分布在东北及东南海拔较高地区，低值区多分布在西南及中部河谷地区；海拔、坡度和年均温度与SOM关系密切(P<0.001)；整合模型BRNNBP-OK的平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE最低分别为2.162 g·kg-1和2.801g·kg-1，相较于OK、MLR、RF、BRNNBP、MLR-OK和RF-OK预测模型，R2提升1.81%~30.42%，成为SOM空间预测优选模型。与单一模型相比，整合模型残差块金系数大于0.75，Moran"s I指数均小于0且数值更趋近于0，表明整合模型残差空间自相关性减弱且空间分布呈离散状态。同时，各模型精度与模型残差Moran"s I指数呈显著相关。因此，整合模型可以拟合更多的趋势项，模型残差空间聚集性降低甚至趋于离散时，模型总体精度提升，揭示了模型精度提升的内在原因。

黄土高原生物结皮的纳尘与固土效应及其影响因素
曹尤淞, 肖波, 李胜龙, 王彦峰, 余星兴

DOI: 10.11766/trxb202112150675

摘要(124) HTML(0) PDF(700.85 K)( 239) 收藏

摘要：

为探明黄土高原生物结皮的纳尘与固土效应及其影响因素，以进一步明确其对土壤母质的风积作用，本研究以典型风沙土和黄绵土上发育的生物结皮为对象，通过野外采样、室内分析以及模拟纳尘试验，比较了不同发育阶段生物结皮（藻结皮、藻—藓混生结皮、藓结皮）的纳尘量和固土量，探究了不同风速、降尘粒径和降尘量下生物结皮纳尘量的变化规律，并分析了影响生物结皮纳尘量和固土量的关键因素。结果表明，相同条件下生物结皮的纳尘量为无结皮的1.1倍～4.8倍，且随生物结皮由藻到藓的正向演替而增加。风速为1～8 m·s-1时，生物结皮的平均减蚀量可达19.5～4892.7 t·km-2·a-1。同时，生物结皮的纳尘量随含水率升高而增加，且增幅与风速呈正相关；相对含水率由0增至80%后，风速5～8 m·s-1下生物结皮的纳尘量分别平均提升了4.9%、53.1%、59.6%和72.3%。此外，生物结皮的纳尘量还随地表粗糙度增加而显著升高。与纳尘量的变化规律相似，生物结皮的固土量也随结皮发育阶段的正向演替而增大，其中藓结皮的固土量为藻结皮的1.4倍。在同一发育阶段，风沙土上发育的生物结皮其固土量显著高于黄绵土上发育的生物结皮（F=30.74，P<0.003）。生物结皮的固土量与结皮层厚度呈极显著正相关关系，且随土壤含水率增加呈先升高后降低的趋势。综上，生物结皮具有显著的纳尘与固土效应，其对黄土高原土壤母质的风积过程具有重要促进作用。

稻秆碳氮在黑土种稻土壤颗粒有机质中的分配特征
吴怡慧, 王鸿飞, 张瑞, 安晶, 张玉玲, 虞娜, 邹洪涛

DOI: 10.11766/trxb202203030009

摘要(234) HTML(0) PDF(1.30 M)( 186) 收藏

摘要：

颗粒有机质是土壤活性有机质的重要组成部分，是评估土壤有机质变化的敏感指标。东北地区气候寒冷，稻田土壤淹水期短，非淹水期长且多处于冻结状态，水稻秸秆碳氮在黑土不同种稻年限土壤颗粒有机质中的分配如何尚不清楚。通过室内培养试验，将1%双标记（13C/15N）水稻秸秆添加到不同种稻年限（0、12、35、62和85 a）土壤，淹水培养150 d（培养温度20 ℃，淹水层1 cm），去除淹水层后冻结培养150 d（培养温度-15 ℃，饱和水分状态），研究水稻秸秆碳（氮）在不同种稻年限土壤颗粒有机碳（Particulate organic carbon, POC）和颗粒有机氮（Particulate organic nitrogen, PON）中的分配特征。结果表明，在培养过程中，未添加和添加水稻秸秆处理，各年限稻田土壤POC和PON含量均低于对照土壤（0 a），添加秸秆处理的各年限土壤POC和PON含量在淹水培养5 d时明显增加，但其后并未表现出一致的增加趋势。秸秆碳（氮）对各年限土壤POC（PON）的相对贡献率为0.2% ~ 13.9%（0.4% ~ 3.8%），分配进入到各年限土壤POC（PON）中的比率为0.7% ~ 13.8%（1.4% ~ 9.9%）；经随后150 d冻结后，秸秆碳分配进入到0 a和12 a土壤POC和PON中的比率明显下降，秸秆氮分配进入到0 a和85 a土壤PON中的比率明显下降，而分配进入到其它年限土壤POC（PON）中的比率仍有增加。秸秆碳在土壤POC中的分配比率与土壤有机碳、全氮和碱解氮含量呈显著负相关，与土壤C/N、有效磷和微生物生物量碳含量呈显著正相关，秸秆氮在土壤PON中的分配比率与土壤有机碳含量呈显著负相关。研究表明东北典型黑土开垦种稻年限越长，土壤有机碳、全氮和碱解氮含量相对较低，而土壤C/N、有效磷和微生物生物量碳含量相对较高，秸秆碳氮在土壤颗粒有机质中的分配比率越大，土壤颗粒有机质对水稻秸秆添加的响应越为敏感。

设施蔬菜土壤丛枝菌根真菌多样性及群落构建的季相变化
刘蕾, 肖广敏, 王凌, 茹淑华, 张国印, 孙世友

DOI: 10.11766/trxb202204210197

摘要(98) HTML(0) PDF(1.15 M)( 170) 收藏

摘要：

摘要：为研究设施生态系统丛枝菌根（Arbuscular mycorrhiza, AM）真菌群落变化的关键驱动过程，采集设施番茄不同生长季（休耕、花期、果期）土壤样品，利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析AM真菌物种和谱系多样性及群落结构变化特征，并结合群落谱系分析方法探讨不同生长季随机性过程和确定性过程之间的相对贡献。结果表明，不同生长季AM真菌的物种多样性和谱系多样性均发生显著改变：相比于休耕期，番茄生育期（花期、果期）土壤中AM真菌丰富度、Shannon多样性、Pielou均匀度、谱系多样性（PD）和平均成对谱系距离（MPD）分别显著下降了42.82%~59.18%、43.25%~48.31%、17.46%~25.40%、57.14%~67.86%和50.00%；除球囊霉属相对多度显著增加，近明球囊霉属和类球囊霉属相对多度均显著下降，原囊霉属相对多度先增加后降低。置换多元方差分析（PERMANOVA）和非度量多维度分析（NMDS）结果表明休耕期基于物种组成和谱系组成的AM真菌群落结构显著差别于番茄生育期，但花期和果期之间差异不显著。谱系分析结果显示，休耕期净亲缘关系指数NRI=0，表明AM真菌在谱系结构上是随机的，花期和果期NRI>0，表明谱系聚集，暗示了AM真菌群落构建由随机性过程主导向确定性过程主导的转变，中性群落模型（NCM）结果也支持该推断。Mantel检验结果显示，土壤pH、养分（有机碳、全量氮磷钾和有效磷）、盐分含量以及土壤温湿度作为确定性因素显著影响AM真菌群落的季相变化。综上所述，设施生态系统高集约化生产方式促进了AM真菌群落构建从随机性过程主导向确定性过程主导转变，导致多样性降低和群落结构变化，研究结果对揭示设施蔬菜栽培条件引起的土壤质量退化及其过程中的微生物组演变规律具有重要意义。

耕层厚度对潮土中化肥氮素转化的影响
丁世杰, 杨文亮, 信秀丽, 张先凤, 朱安宁, 杨娇, 任国翠, 李梦柔

DOI: 10.11766/trxb202204060097

摘要(96) HTML(0) PDF(1.11 M)( 173) 收藏

摘要：

耕层厚度是影响土壤肥力的重要因素之一，但其对潮土中化肥氮素转化的影响尚不清楚。利用田间?土柱模拟试验，采用15N示踪技术，探究在不同耕层厚度处理下，化肥氮在3种质地潮土0~40 cm土层中有机氮、无机氮与固定态铵库中的动态变化以及作物对化肥氮的吸收利用。结果表明：耕层厚度显著影响化肥氮在土壤不同氮库中的转化及其在土壤-作物系统中的去向，且在不同质地潮土中的作用效果一致。在不同质地潮土中，残留于土壤中的化肥氮83%以上以有机氮的形式存在，影响化肥氮的保蓄与供给。增加耕层厚度虽然降低了化肥氮向固定态铵库的转化，但提高了0~40 cm土层中的肥料来源有机氮储量，尤其是在施肥当季，耕层厚度25 cm（PLT-25）处理下的肥料来源有机氮储量平均较耕层厚度15 cm（PLT-15）处理提高8.9%。增加耕层厚度显著（P < 0.05）提高了施肥当季与后茬作物生长季内肥料来源无机氮的供给，在此期间PLT-25处理下作物对化肥氮的利用率较PLT-15处理提高8.0%左右，而化肥氮的当季损失率与累积损失率则较PLT-15处理分别降低12.3%与9.1%。就土壤质地的角度而言，砂粒含量高制约着化肥氮向有机氮库的转化，不利于作物对化肥氮的吸收利用，增大了氮肥损失。由此可见，在不同质地潮土中，增加耕层厚度在提高化肥氮素当季利用率的同时也增大了化肥氮在土壤中的残留量，减少了化肥氮的损失。残留的化肥氮在后茬作物生长季释放出来供作物吸收利用，促进了化肥氮累积利用率的提高。

长期紫云英还田与化肥配施下水稻土团聚体中铁氧化物的演变规律
黄丽, 谢坤, 耿明建, 聂军, 鲁艳红, 廖育林

DOI: 10.11766/trxb202111110611

摘要(263) HTML(0) PDF(896.70 K)( 201) 收藏

摘要：

铁氧化物是土壤团聚体重要的胶结物质，其主要存在于土壤黏粒中。为探索紫云英还田并配施化肥下土壤团聚体中铁氧化物的变化规律及其在不同粒级黏粒组分中的富集特点，以湖南省南县长期紫云英还田的水稻土为研究对象，选择单施紫云英（MV）、单施化肥（F100）、紫云英配施全量化肥（MV+F100）和紫云英配施80%化肥（MV+F80）4个处理，通过湿筛和离心分离土壤团聚体（>250、53~250 和2~53 μm）和黏粒（<2 μm），测定不同处理土壤团聚体及其黏粒中铁氧化物的含量，并分析它们与团聚体稳定性的关系。结果表明：（1）与MV和F100相比，紫云英与全量化肥配施增加了>250 μm粒级团聚体的含量，降低了53~250 μm粒级团聚体含量，团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）分别提高了8.2%~20.5%和4.1%~8.5%。（2）与MV相比，紫云英与化肥配施显著提高了各粒级团聚体、2~53 μm团聚体黏粒和自由态黏粒非晶质铁的含量（12.7%~55.6%，52.4%~54.9%和45.9%~48.6%），降低了>250和53~250 μm团聚体非晶质铁的富集率（32.8%~36.8%和17.2%~28.4%）。而与F100相比，2~53 μm团聚体和团聚体黏粒非晶质铁的含量以及富集率均显著降低（3.5%~21.3%、29.2%~30.4%和10.9%~26.9%）。（3）>250 μm团聚体含量与团聚体黏粒的非晶质铁含量、铁的活化度呈极显著正相关，与团聚体黏粒的游离铁含量、非晶质铁的富集率呈显著正相关。团聚体的MWD和GMD与>250μm团聚体含量呈极显著正相关，而与<2 μm团聚体含量呈极显著负相关。>250、2~53 μm团聚体黏粒和自由态黏粒的游离铁是团聚体MWD和GMD最重要的影响因子。紫云英与化肥配施，能够提高团聚体黏粒铁氧化物的含量，促进>250 μm团聚体的形成，从而增强团聚体的稳定性。

华北平原典型土地利用类型下包气带土壤水稳定同位素变化特征
姜鹏举, 吴华武, 闵雷雷, 张志华, 沈彦俊, 毕会涛

DOI: 10.11766/trxb202110180561

摘要(129) HTML(0) PDF(1.18 M)( 253) 收藏

摘要：

基于华北平原典型土地利用类型(梨园、农田)包气带(>18 m)土壤水同位素测定结果, 分析了华北平原深层土壤水稳定同位素(δD、δ18O)特征, 揭示了不同土地利用类型下包气带土壤水补给过程中蒸发和入渗的规律。结果表明, 研究区大气降水线δD =6.07δ18O-5.76(R2=0.86), 土壤水δD、δ18O值均落在大气降水线下方, 表明降水入渗补给土壤水过程中经历了强烈的蒸发作用；除梨园Ⅰ, 土壤水同位素值变异系数浅层＞中层＞深层, 表明浅层土壤水δD、δ18O波动较大, 主要由于其易受到降水和蒸发的影响, 随土壤剖面深度的增加, 蒸发和降水的影响逐渐变弱；梨园Ⅰ深层土壤水同位素变异系数较大, 表明该样点深层土壤水受到地下水波动的影响；梨园浅层土壤水氘盈余(d-excess)较农田大, 说明农田浅层土壤水蒸发强度大于梨园；0.25~0.5 m深处土壤水均出现δD、δ18O的明显富集, 主要受土壤质地分层影响导致土壤水入渗受阻, 同位素较为富集的土壤水在此深度层积聚；而梨园2~5 m出现δD、δ18O的贫化现象, 主要是梨树根系埋深使得降水以优先流形式补给至此土壤层。梨园和农田包气带土壤水δD、δ18O垂直剖面上差异显著，表明了华北平原不同土地利用方式的包气带土壤水入渗过程有明显差异, 梨园包气带土壤水入渗过程主要以优先流补给影响。本研究为深入了解华北平原农田区厚包气带水分运动、氮素迁移转化与地下水水质之间的关系提供了理论依据。

基于土壤钙镁比的毕节植烟区镁肥施用分区研究
张忠启, 祝亮, 王美艳, 史学正, 孙维侠

DOI: 10.11766/trxb202201100014

摘要(222) HTML(0) PDF(1009.66 K)( 175) 收藏

摘要：

当前植烟区土壤镁肥施用主要依据土壤有效镁含量水平及其空间分布特征确定，但很少考虑到土壤钙镁比（有效钙含量/有效镁含量）对土壤镁素供应的现实影响，这必然对镁肥施用效果产生不利影响。本研究以毕节植烟区为例，基于大样本土壤采样数据，综合考虑土壤有效镁含量水平、土壤钙镁比及两者的空间分布特征，通过图形叠加和栅格运算，科学划定植烟区土壤镁肥宜施等级及分区。研究表明，毕节植烟区土壤有效镁平均含量为278.1 mg·kg-1，土壤钙镁比均值为14.5，空间上均呈现较强的波动性。从空间插值图看，土壤有效镁含量以适宜等级为主，占到毕节植烟区面积的69%，土壤钙镁比分布以10~20和5~10两等级为主，且各等级交错分布。基于土壤有效镁含量和钙镁比获得的土壤镁肥宜施等级图中，适宜和较适宜施用镁肥面积分别为69.0%和10.5%，不适宜施用面积为19.0%，而极适宜和极不适宜面积比例仅分别为1.3%和0.2%。若仅考虑土壤有效镁含量得到的宜施等级分布与考虑钙镁比的宜施等级分布存在很大差异，这说明在制定镁肥施用方案时，若不考虑钙镁比对土壤镁素供应的影响，得到的镁肥宜施等级分区会产生较大的偏差，给植烟区土壤施肥带来不利影响，而综合考虑土壤有效镁含量和钙镁比是科学制定区域镁肥施用方案的重要前提。

阳山水蜜桃园肥料投入及不同种植年限土壤养分累积现状
杨广, 汪玉, 王慎强, 赵旭

DOI: 10.11766/trxb202204060091

摘要(260) HTML(0) PDF(900.79 K)( 194) 收藏

摘要：

阳山水蜜桃为中国国家地理标志产品，土肥科学管理对其产业的可持续发展至关重要。选择4个主要水蜜桃种植镇含不同种植年限的33块桃园为研究对象，通过实地问卷调查结合室内土壤样品分析，以摸清水蜜桃园肥料投入结构，分析桃园土壤养分丰缺状况及生态化学计量特征。结果表明：桃园氮、磷、钾平均总投入量分别为527 kg?hm-2（以N计）、362 kg?hm-2（以P2O5计）、545 kg?hm-2（以K2O 计），以三元复合肥为主的化肥来源占比较大，而菜籽饼、牛粪、鸡粪、秸秆等有机来源的氮、磷、钾分别占投入总量的27.8%、15.4%、15.6%。种植大于10年的桃园0~20 cm和20~40 cm土层土壤pH均达到了强酸性水平（4.5

基于输入-输出平衡的施磷方法可实现作物高产和磷肥高效 ——以新疆水肥一体化棉花体系为例
彭懿, 杨国江, 国秀丽, 王晓凤, EREL Ran, 冯固

DOI: 10.11766/trxb202202030044

摘要(229) HTML(0) PDF(662.93 K)( 215) 收藏

摘要：

探讨了通过目标产量需磷量确定磷肥用量并在棉花生长早期集中施用的磷肥管理方法以维持适宜的土壤供磷强度、实现作物高产和磷肥高效利用目标的可行性，为磷肥减施增效提供依据。在新疆石河子选择中等供磷强度的农田（有效磷23.6 mg?kg-1），以覆膜水肥一体化棉花（Gossypium hirsutum）种植体系为对象，根据该区域2.7 t?hm-2皮棉产量的需磷量确定试验的磷肥用量（52.4 kg?hm-2，以P计），开展了两年田间试验。试验选用三种不同性质的水溶性磷肥，设置不施磷肥（CK）、滴施磷酸一铵（MAP）、滴施磷酸脲（UP）和滴施聚磷酸铵（APP）4个处理。通过测定不同处理棉花的产量与磷吸收量，计算磷肥偏生产力（PFP）、磷肥农学效率（AEP）、磷肥当季利用率（PUE）与当季磷肥回收率（即作物吸磷量与磷肥施用量的比值）；通过棉花不同生育期分层取样，分析了不同磷肥品种处理引起的土壤有效磷供应强度和无机磷形态组成的变化，以期阐明不同磷肥的空间有效性与棉花生长需求的匹配程度。研究结果表明：（1）施磷处理两年的皮棉产量平均为2.73 t?hm-2，达到了高产水平，MAP、UP和APP处理分别较CK增产21%、25%和11%；（2）施磷处理的磷盈余在2.2~4.8 kg?hm-2之间，磷肥当季利用率平均为24%，当季磷肥回收率为91%~96%；（3）磷肥在棉花蕾期和花铃期集中滴施，其垂直移动距离可达到20 cm土层，能保证棉花生育期内的土壤供磷强度。与CK相比，施磷处理根区0~5 cm、5~10 cm、10~20 cm土层的有效磷分别提高了94%~302%、104%~144%和42%~67%。综上所述，将土壤有效磷供应强度维持在农学阈值附近、根据目标产量需磷量确定磷肥施用量，石灰性土壤上选择强酸性、缓释磷肥于作物生育前期集中施用能够在磷素输入-输出平衡的条件下实现作物高产和磷肥高效。根据平衡法计算的当季磷肥回收率能较好地反映磷肥的实际利用情况。

黄土坡面细沟间和细沟侵蚀对有机碳流失贡献的定量分析
张风宝, 李玄添, 申楠, 杨明义

DOI: 10.11766/trxb202201290040

摘要(110) HTML(0) PDF(727.41 K)( 171) 收藏

摘要：

细沟间和细沟侵蚀剥离和输移土壤的机制，不同导致有机碳输移存在差异，然而因研究手段限制，这两种侵蚀方式对有机碳输移的贡献、影响等研究有待深入。本文利用模拟降雨与7Be示踪技术，在定量化分析细沟间和细沟侵蚀对黄土坡面侵蚀产沙贡献的基础上，进一步分析了其对有机碳输移的贡献及影响。结果显示5°小区以细沟间侵蚀为主，其产沙贡献率为86%，大于5°的小区以细沟侵蚀为主，其产沙贡献率在61%～71%之间，在降雨过程中甚至可达96%。降雨过程中坡面侵蚀泥沙有机碳平均富集比为1.16±0.15，细沟间侵蚀泥沙有机碳平均富集比为1.50±0.50，富集可导致有机碳流失率增加0.008～0.028 g m-2 min-1。坡度大于5°的小区细沟侵蚀对有机碳流失贡献率在55%～62%之间，低于对侵蚀产沙的贡献，但仍占主导地位。坡面侵蚀产沙量可解释有机碳流失量变化的97%，细沟间侵蚀产沙可解释细沟间有机碳流失量变化的89%。侵蚀过程中剧烈的细沟侵蚀可导致细沟间侵蚀泥沙有机碳的富集比增大。

蛋白质组学分析揭示水稻地上部对缺铁和高铁胁迫的响应
张欣, 王若男, 沈仁芳, 兰平

DOI: 10.11766/trxb202203150109

摘要(273) HTML(0) PDF(1.04 M)( 227) 收藏

摘要：

铁在矿质土壤中含量丰富，但在中性和碱性土壤中大多以不易被植物吸收利用的氧化物或氢氧化物形式存在；稻田土壤在淹水条件时氧化还原电位较低，大量铁以易被植物吸收利用的亚铁形式存在。土壤中铁的生物有效性过低或过高均会导致植物的生长发育受阻。本研究对缺铁（0 μmol?L-1）、铁充足（40 μmol?L-1）和高铁（350和500 μmol?L-1）条件生长的水稻地上部进行了非标记蛋白质组学分析。结果显示，与铁充足条件相比，缺铁和两种浓度的高铁胁迫水稻中分别有130、157和118个蛋白质的丰度发生显著变化。基因本体富集分析显示，缺铁和高铁胁迫下的差异蛋白在初级代谢过程、有机氮化合物代谢过程、蛋白质代谢过程和细胞成分组织或生物发生等生物学过程均显著富集；差异蛋白还参与核糖体、光合作用和氧化磷酸化等代谢途径。缺铁胁迫显著影响参与苯丙烷类物质和辅助因子生物合成的蛋白质丰度，而高铁胁迫则引起氨基酸生物合成过程的蛋白质丰度发生显著变化。本研究发掘到一系列可用于水稻铁高效育种工作的候选蛋白，还发现了一些功能未知的差异蛋白可作为后续水稻铁胁迫响应的研究目标，同时为理解植物应对铁胁迫的完整响应网络提供了补充信息。

植被恢复对黄土高原露天矿区土壤碳氮磷功能微生物类群的影响
陈浮, 赵姣, 朱燕峰, 骆占斌

DOI: 10.11766/trxb202203170117

摘要(260) HTML(0) PDF(944.94 K)( 224) 收藏

摘要：

黄土高原矿区生态脆弱，植被恢复与土壤微生物介导的养分循环密切相关。厘清植被恢复对土壤碳氮磷功能微生物类群的影响及调控作用，对重建矿区生态恢复力及自维持机制至关重要。采用高通量qPCR芯片技术、随机森林模型和结构方程模型揭示黄土高原安太堡露天矿复垦排土场柠条（灌丛，BL）、油松（针叶林，CF）、刺槐（阔叶林，BF）、油松+榆树（混交林，MF）等4种植被恢复模式及毛白杨林（CK）对土壤理化性质、酶活性、碳氮磷功能微生物类群的影响及互馈机制。结果表明：BL、BF和MF对土壤养分积累优于CF，不同恢复处理过氧化氢酶（CAT）活性均显著高于CK，但β-葡萄糖苷酶（BG）活性和亮氨酸氨基肽酶（LAP）活性却显著下降；植被恢复显著改变碳氮磷相关功能微生物类群丰度，但变化趋势几乎一致；碳氮磷相关功能微生物类群与土壤硝态氮（NO3--N）呈显著正相关，与铵态氮（NH4+-N）呈显著负相关，参与碳循环、硝化过程和有机磷矿化的功能微生物类群与有效磷（AP）呈显著正相关；植被恢复通过直接影响CAT和AP来调控碳氮磷循环，或间接影响AP并与NO3--N、NH4+-N等共同调节碳氮磷功能微生物类群的丰度变化。本研究深化了对植被-土壤恢复的微生物学机制的认识，可助力黄土高原受损矿山生态修复。

标记停留时间对水稻及其生物质炭的13C和15N丰度的影响
张芳超, 卢伟伟, 查全智

DOI: 10.11766/trxb202203250133

摘要(108) HTML(0) PDF(1.10 M)( 188) 收藏

摘要：

稳定同位素技术是研究土壤元素循环的重要技术手段。本实验研究了同位素标记后的停留时间对水稻地上和地下部分及利用其制备的生物质炭的13C丰度（δ13C）和15N丰度（δ15N）的影响，为深入研究生物质炭对土壤碳、氮过程的影响提供基础。研究以水稻为材料，利用15N-尿素叶面喷施和13C-CO2脉冲标记的方法对水稻进行了15N和13C双标记，15N标记结束后设置4 h、6 h和24 h三个停留时间，将标记后的水稻分为地上和地下部分，分别在300 °C和500 °C下制备成生物质炭，利用同位素质谱仪测定水稻及其生物质炭的δ13C和δ15N。结果表明，随着停留时间的延长，水稻地上部分的δ13C由872‰逐渐降低至578‰，而地下部分的δ13C由226‰逐渐升高至869‰。与δ13C不同，水稻地上部分δ15N呈现先增加后降低的趋势，停留时间6 h时δ15N最大（1764‰），而地下部分的δ15N呈现先降低后增加的趋势。整体而言，与水稻原料相比，生物质炭的δ13C和δ15N分别降低了52.1%和15.9%。而且，生物质炭的δ13C和δ15N均在停留时间为24 h时最高，300 °C生物质炭表现的更加明显。随着停留时间的延长，300 °C生物质炭的热水可提取有机碳的δ13C比残留固体的δ13C降低的比例由4.14%提高到11.0%，而对于500 °C生物质炭则由32.3%降低到18.9%，表明延长停留时间分别降低和提高了300 °C和500 °C生物质炭的13C均匀性。综上所述，本研究发现标记后的停留时间对水稻δ13C和δ15N的影响不同，并且这种影响没有延续至生物质炭，停留时间和制备温度共同影响水稻生物质炭的13C均匀性。

稻田亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化对大气CO2浓度缓增的响应
金靖昊, 黄翯宸, 沈李东, 田茂辉, 刘心, 杨王挺, 杨钰铃, 刘佳琦, 任冰洁, 徐江兵, 胡正华

DOI: 10.11766/trxb202111250641

摘要(149) HTML(0) PDF(1.13 M)( 224) 收藏

摘要：

亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化（nitrite-dependent anaerobic methane oxidation, n-damo）是控制稻田甲烷排放的一种新途径，但有关其在稻田甲烷氧化中的贡献及其对大气CO2升高的响应尚不清楚。本文依托开顶式气室组成的CO2浓度自动调控平台，在环境 CO2浓度（CK）基础上，设置了CO2缓增处理（EC：每年增加 40 μL·L-1, 至采样时CO2浓度为CK+160 μL·L-1）。采用稳定性同位素示踪、定量PCR和高通量测序等手段，分析了不同CO2处理下水稻关键生育期（分蘖期、拔节期和开花期）稻田n-damo活性及其功能微生物Candidatus Methylomirabilis oxyfera (M. oxyfera)-like细菌的丰度、多样性和群落组成。结果发现，EC处理在一定程度上刺激了土壤中n-damo活性以及M. oxyfera-like细菌丰度，且在拔节期达到了显著性水平。EC处理还使M. oxyfera-like细菌的群落组成发生了显著改变，并影响了其多样性。EC处理下土壤可溶性有机碳含量和无机氮含量的改变很可能是导致n-damo活性及M. oxyfera-like细菌群落结构发生变化的重要原因。综上，稻田n-damo过程对大气CO2浓度缓增具有正响应，表明了其在未来气候变化背景下对稻田甲烷减排的积极作用。

基于数据同化的土壤水力参数反演方法：研究进展与展望
满俊, 张江江, 郑强, 尧一骏, 曾令藻

DOI: 10.11766/trxb202203040090

摘要(266) HTML(0) PDF(802.52 K)( 326) 收藏

摘要：

土壤水力参数及其非均质性刻画关乎到诸多土壤与地下水等领域的量化模拟研究问题。受限于时间和采样成本，传统的直接测定方法并不能很好地解决这个问题。随着物联网技术的发展，与土壤水运动有关的一些状态表征量（如含水量和水头）已经能够通过传感器实时获得。如何充分融合这些观测数据信息，反演出土壤水力参数是当前的一个研究热点。数据同化方法能够通过融合观测数据与模型预测值信息，实现对模型参数的反演估计。本文系统分析了土壤水力参数不确定性的来源及测定方法，阐述了常用数据同化方法的基础理论及其在土壤水力参数反演方面的应用，并从计算效率和反演精度两方面着重论述了数据同化方法的最新前沿进展，最后探讨了数据同化方法未来的发展方向。研究表明：数据同化方法能够突破传统测定方法的限制，用于土壤水力参数及其非均质性刻画。尽管如此，由于土壤非饱和流模型的强非线性以及原位观测数据的相对稀缺性等问题的存在，当前数据同化方法的计算效率和反演精度还有待进一步提升。未来可从发展监督式降维方法、多源多尺度数据融合以及耦合物理规律的机器学习等方面深化土壤水力参数反演方法研究，这有利于农业土水管理、污染防治和修复等工作的合理开展。

不同耕作方式对砂姜黑土孔隙结构特征的影响
钱泳其, 熊鹏, 王玥凯, 张中彬, 郭自春, 邵芳荣, 彭新华

DOI: 10.11766/trxb202201190027

摘要(234) HTML(0) PDF(1.18 M)( 261) 收藏

摘要：

砂姜黑土黏闭僵硬问题突出，耕作是改良其结构的重要措施之一。本文基于安徽龙亢农场砂姜黑土耕作试验基地，采集免耕（No-tillage, NT）、旋耕（Rotary tillage, RT）和深翻（Deep ploughing, DP）处理的原状土柱（高20 cm，直径10 cm），利用X射线CT扫描技术和ImageJ 软件等对土壤孔隙结构进行三维重建和可视化处理，定量分析了不同耕作方式对土壤的孔隙度、孔径大小分布、孔隙形态特征、网络特征以及土壤饱和导水率的影响。结果表明：（1）与免耕相比，旋耕和深翻下土壤的大孔隙度分别增加了192.7%和261.1%（P < 0.05）；与旋耕相比，深翻下土壤大孔隙度增加了23.4%；（2）相较于免耕，旋耕和深翻显著增加了土壤孔隙的水力半径、紧密度、分形维数和全局连通性（P < 0.05），显著降低了各向异性程度和欧拉数（P < 0.05），土壤饱和导水率得到显著提升，且深翻的改良效果总体优于旋耕；（3）相关分析表明土壤饱和导水率与除水力半径外的孔隙结构特征参数均存在显著相关（P < 0.05），其中与连通性最大孔隙度的相关性最高（r=0.833**，P < 0.01）。综上所述，深翻扩大了土壤孔隙的水力半径，改善了连通性，提升了复杂程度，从而构建了相对良好的土壤孔隙形态和网络结构，提高了导水能力，消减砂姜黑土结构性障碍效果显著。

不同种类填闲作物阻控设施菜地氮磷淋溶效果及机制研究
巨昇容, 闵炬, 董刚强, 李建斌, 施卫明

DOI: 10.11766/trxb202112010590

摘要(166) HTML(0) PDF(659.67 K)( 262) 收藏

摘要：

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

不同配施比例下秸秆和木本泥炭对快速提升土壤有机质和作物产量的耦合影响
周谈坛, 李丹丹, 邱丽丽, 徐基胜, 周云鹏, 谭钧, 赵炳梓

DOI: 10.11766/trxb202112030656

摘要(437) HTML(0) PDF(1.47 M)( 309) 收藏

摘要：

木本泥炭和秸秆配施有快速提升土壤有机质（SOM）和作物产量的潜力，但其配施比例如何影响作物产量及其微生物机制尚不清楚。本研究通过田间试验，在施用秸秆和激发剂（RJ）基础上，比较分析了木本泥炭和秸秆三种施用比例2:1（RJM1）、3:1（RJM2）、4:1（RJM3）对土壤理化性质、细菌群落组成和水稻产量影响，并与不施用有机物料的对照（CK）进行比较；同时基于网络分析和路径分析，明确不同处理特定细菌菌群与作物产量之间潜在关系。结果表明，RJM1、RJM2、RJM3间的水稻产量差异不明显，但平均比RJ和CK显著增产16.09%和31.46%。五个处理按土壤理化性质分成显著不同的三组（P < 0.01），第一组为RJM2+RJM3，以pH、SOM、可溶性有机碳（DOC）、有效磷（AP）、速效钾（AK）含量显著升高为特征；第二组为RJ+RJM1，以硝态氮（NO3--N）和可溶性有机氮（DON）含量显著升高为特征；第三组为CK。RJM2+RJM3的SOM、DOC、AP比RJM1处理平均高29.69%、22.65%和23.95%，表示RJM2+RJM3能迅速提升土壤有机质含量。RJM2和RJM3的细菌群落组成类似，并主要受制于土壤pH、SOM、DOC的变化，但与RJM1的群落组成显著不同。RJM2+RJM3显著增加了与水稻产量正相关的盖勒氏菌（Gaiellaceae unidentified）、类诺卡氏菌（Nocardioidaceae unidentified）、土壤球菌（Terracoccus）、从毛单胞菌（Comamonadaceae unidentified）、WD2101 unidentified、鞘脂杆菌（Sphingobacteriales unidentified）的丰度，而RJM1显著增加了上述除鞘脂杆菌外的其它5个物种的丰度，表示RJM2+RJM3比RJM1刺激更多的与作物产量有正相关的优势物种。上述结果表明，RJM2+RJM3通过改善土壤pH、SOM、DOC，比RJM1刺激更多的有利于作物增产的优势物种；同时由于RJM1的SOM含量与对照没有显著变化，导致其增产的可持续性要低于RJM2+RJM3处理。综合上述结果和经济效益，推荐RJM2，即木本泥炭和秸秆的施用比例为3:1时具有同时快速提升SOM和作物产量的效果。

模拟酸雨淋溶下不同母质发育雏形土矿物风化中的盐基离子与硅计量关系
赵越, 杨金玲, 许哲, 张甘霖

DOI: 10.11766/trxb202202110053

摘要(304) HTML(0) PDF(1.05 M)( 271) 收藏

摘要：

土壤矿物风化过程中释放的盐基离子（BC）与硅（Si）的比值（BC:Si）是定量评估土壤矿物风化对土壤酸化过程缓冲作用的基础，是准确估算当前环境下土壤酸化速率的依据。本研究以云母片岩、片麻岩和安山岩3种母质发育的湿润雏形土为研究对象，测定了其土壤物理、化学和矿物学性质。通过洗脱实验除去土壤交换性盐基以消除土壤胶体吸附的交换性盐基离子对矿物风化计量关系的影响，再利用模拟酸雨淋溶实验，采用Batch方法获取3种不同母质发育土壤的盐基离子和硅的释放量，进一步估算BC:Si值。结果表明，由于母岩不同，土壤黏粒、pH、有机质、交换性盐基（K+、Na+、Ca2+和Mg2+）、阳离子交换量（CEC）和土壤矿物含量存在差异。在模拟酸雨淋溶实验条件下，未洗脱盐基土壤的BC:Si值为洗脱盐基土壤的3倍以上，因此只有洗脱土壤交换性盐基才能获得来自风化过程的BC:Si值。同一母质发育土壤的腐殖质表层（Ah）BC:Si最小，母质层（C）最大。不同母质发育土壤的BC:Si值表现为：片麻岩>云母片岩>安山岩，土壤中斜长石、伊利石、绿泥石和蛭石的含量控制了各自BC:Si的大小。因此，不同起源母质发育的雏形土应在得到各自相应风化计量关系的基础上，才可准确评估其对酸化过程的响应程度。该成果可为区域土壤酸化速率评价提供数据支撑。

氮形态和磷肥对红壤玉米根际解磷微生物群落和磷酸酶活性的影响
郭龙, 冯童禹, 薛壮壮, 王超, 沈仁芳

DOI: 10.11766/trxb202108250454

摘要(511) HTML(0) PDF(633.74 K)( 315) 收藏

摘要：

较低的土壤磷素有效性限制了酸性红壤生产潜力提升。作为磷素活化的主要执行者，解磷微生物对施肥和根际作用的综合响应尚不清楚。以玉米为试验材料，设置磷肥水平(施磷和不施磷)与不同氮形态(铵态氮肥和硝态氮肥)的交互试验，使用编码酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的微生物phoC和phoD基因作为分子标记物，研究了施肥和根际作用对酸性红壤磷酸酶活性和相关功能微生物群落的影响。结果显示，根际作用显著提高了土壤磷酸酶活性，且作用强度大于氮形态和磷肥水平。氮形态、磷肥水平和根际作用均显著影响phoD细菌操作分类单元（OTU）数目和香农指数，然而仅有氮形态和根际作用影响phoC细菌OTU数目。根际作用对phoC和phoD细菌群落组成结构的影响程度显著高于氮形态和磷肥水平，而且对phoD细菌群落的作用更明显。根际磷酸酶活性提高与土壤有机质增加密切相关。phoC细菌群落组成和结构的变化主要与根际养分变化有关，而phoD细菌群落结构的变化可能是根系分泌物和养分变化共同作用的结果。总体而言，玉米根际作用对酸性红壤磷酸酶活性和相关功能细菌群落的影响大于氮形态和磷肥水平，但是其作用强度一定程度上依赖于上述施肥措施。