• 2015年第47卷第2期文章目次
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    • 加强农业生态文明建设促进农产品质量安全和农业可持续发展

      2015, 47(2):193-196.

      摘要 (1234) HTML (0) PDF 122.39 K (2453) 评论 (0) 收藏

      摘要:加强农业生态文明建设,既是全社会生态文明建设的基础工程,也是保障粮食和农产品质量安全的必然要求。本文从农业生态文明建设的必要性和紧迫性、农业生态文明建设的核心内容及制度保障等方面进行了探讨,以期为生态文明建设研究提供参考。

    • 开拓资源优势,创新研发潜力,为我国南方红壤地区社会经济发展作贡献——纪念中国科学院红壤生态实验站建站30周年

      2015, 47(2):197-203.

      摘要 (1105) HTML (0) PDF 347.79 K (2430) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文系统地论述了我国红壤的资源优势、区位特点和研发潜力,分三阶段阐述了中国科学院红壤生态实验站建站 30 年来在科研、示范和推广方面的研究进展与取得的重要成果,在此基础上,对红壤生态实验站的研究和规划进行了思考与定位,对我国红壤当前及未来开发创新提出了思考与建议。

    • 加强红壤退化分区治理,促进东南红壤丘陵区现代高效生态农业发展

      2015, 47(2):204-209.

      摘要 (1212) HTML (0) PDF 804.38 K (2558) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文概述了我国东南丘陵区红壤退化现状、原因和治理意义,总结了30年来不同阶段红壤退化治理的成果,分析了红壤区域进一步发展现代高效生态农业的途径。论文提出针对红壤区域保障粮食安全、保护生态环境和应对全球气候变化的多重目标,在常规化学农业基础上,充分利用区域水热资源优势,融合生态农业、循环农业和智慧农业等模式的科学理念和优势,创新区域现代高效农业的建设原理、关键技术、配套政策法规和管理体系;针对红壤退化的区域特征,开展流域尺度红壤退化的综合治理和适度规模经营,建立红壤流域智慧农业发展模式,促进红壤区域农业现代化。

    • 土壤–根系–微生物系统中影响氮磷利用的一些关键协同机制的研究进展

      2015, 47(2):210-219.

      摘要 (2044) HTML (0) PDF 707.38 K (4841) 评论 (0) 收藏

      摘要:根际是养分进入作物系统的门户,也是土壤-根系-微生物相互作用的微域。根际界面过程决定了氮磷养分的供应强度和有效性,最终影响了氮磷养分的利用效率和作物生产力。近年来,国内外在揭示农田土壤-根系-微生物系统中不同界面的养分转化、吸收和运输机制方面取得了一些新进展。在不同时空尺度上分析了影响土壤氮磷转化微生物组成的影响因子;研究了丛枝菌根系统形成的信号机制及其对氮磷吸收的基因调控机制;从信号网络、根系质子分泌和根构型的角度系统揭示了作物根系应对根际环境氮磷养分供应的形态和生理响应机制。未来针对根际氮磷高效利用问题,需要深入研究土壤-根系-微生物不同界面的协同机制和调控原理,在根际微域和土壤团聚体尺度开展微生物食物网及其关键功能微生物分布格局和演替规律的研究;揭示根构型对根系–微生物协同结构和功能的影响,研究养分缺乏条件下根内质子分泌和关键转运蛋白对根系生长和养分吸收的调控机制;针对粮食作物,研究根系-微生物对话中已知信号物质(如独脚金内酯和N-酰基高丝氨酸内酯)和新的信号物质(小RNA)的网络作用机制及其对多养分协同代谢的影响;最后,针对不同气候、土壤、作物类型区,提出提高氮磷利用效率的根际生物调控途径和措施。

    • 红壤典型区土壤中有机质的分解、积累与分布特征研究进展

      2015, 47(2):220-228.

      摘要 (1433) HTML (0) PDF 179.03 K (3657) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤有机质分解转化是红壤生态系统碳循环的重要环节。自中国科学院红壤生态实验站建站以来,本课题组围绕土壤有机质分解转化的关键科学问题,重点开展了有机物料在土壤中的分解与影响因素、土壤有机质的矿化过程动态、土壤有机质的积累过程特征、以及红壤水稻土团聚体中有机碳的分布规律等方面的研究。本文回顾了过去所开展的主要研究内容的进展情况,并对今后的研究工作做出了初步展望。

    • 红壤丘陵区农林复合生态系统研究与展望

      2015, 47(2):229-237.

      摘要 (1210) HTML (0) PDF 410.00 K (2370) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对红壤丘陵区农林复合生态系统存在的问题,分析了红壤农林复合生态系统现状、结构功能与结构演替规律;提出了红壤农林复合生态系统的五级分类系统;初步建立了红壤地区农林复合生态系统评价指标体系框架,并对典型县域复合生态系统进行了评价;在此基础上,提出了红壤丘陵区农林复合生态系统的优化调控措施以及资源持续利用对策,并对该区农林复合生态系统的后继研究进行了展望。

    • 土壤酸化及其调控研究进展

      2015, 47(2):238-244.

      摘要 (2314) HTML (0) PDF 203.90 K (5584) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文综述了近30年来国内外在土壤酸化及其调控方面的研究进展。重点介绍了土壤自然酸化过程及其酸沉降、铵态氮肥、作物生长和土地利用等对土壤酸化的加速作用;土壤酸化对土壤肥力、养分循环和土壤生物的负面影响;土壤酸化的预测和控制及酸化土壤的改良和修复。本文可为我国南方酸化红壤的改良、利用和管理提供参考。

    • 我国红壤区大气氮沉降及其农田生态环境效应

      2015, 47(2):245-251.

      摘要 (1309) HTML (0) PDF 236.68 K (2454) 评论 (0) 收藏

      摘要:大气氮沉降作为营养源和酸源,沉降数量的急速增加,将严重影响生态系统的生产力和稳定性,对农田生态系统的影响日益显现。本文简要介绍了大气氮沉降的概念、来源和研究方法,梳理了近年来我国红壤区大气氮沉降的形态、数量及其对农田生态系统的影响,提出了红壤农田生态系统大气氮沉降当前存在的问题及今后的发展趋势。

    • 木本植物适应酸性土壤机理的研究进展——以胡枝子(Lespedeza bicolor)和油茶(Camellia oleifera)为例

      2015, 47(2):252-258.

      摘要 (1271) HTML (0) PDF 248.79 K (2894) 评论 (0) 收藏

      摘要:综述了近年来木本植物适应酸性土壤的耐铝机理研究进展,重点以酸性土壤先锋植物胡枝子(Lespedeza bicolor)和铝累积植物油茶(Camellia oleifera)为例,总结了木本植物根系有机酸的分泌、铝吸收和运输机制及铝与氮磷胁迫的协同适应等。木本植物有铝累积和铝排斥植物之分;铝排斥植物胡枝子耐铝的重要机制是其根系同时分泌柠檬酸和苹果酸;铝累积植物油茶高效累积铝的原因在于其不仅可以高效吸收土壤和土壤溶液中广泛存在的铝(Al3+ 和Al-F),而且可以通过木质部运输和特定季节韧皮部运输的配合实现铝的高效分配和传输;铵态氮相对于硝态氮可缓解胡枝子的铝毒害;磷对不同胡枝子耐铝作用的影响明显不同。木本植物适应酸性土壤机理的深入研究将会有助于完善植物的耐铝机理及铝运输理论,并为酸性土壤中矿质养分管理提供理论基础。

    • 花生连作障碍发生机理研究进展

      2015, 47(2):259-265.

      摘要 (1376) HTML (0) PDF 420.72 K (2991) 评论 (0) 收藏

      摘要:连作导致花生产量和品质下降,严重影响了花生持续生产。本文结合20年花生长期定位试验研究,从土壤理化性质恶化、化感自毒作用和微生物区系失衡3个方面系统地综述了花生连作障碍的发生机理,认为花生根际微生态系统综合功能失调是造成花生连作障碍的主要原因,并分别就化感作用、根际分泌物与根际微生物的关系、根际微生物与连作障碍的关系和多因子综合考虑等角度对该领域未来的研究方向进行了展望。

    • 花生连作土壤障碍机制研究进展

      2015, 47(2):266-271.

      摘要 (1702) HTML (0) PDF 158.73 K (2873) 评论 (0) 收藏

      摘要:花生是我国主要经济作物和油料作物,连作障碍问题严重影响花生的产量与品质,制约着我国花生产业可持续发展。已有研究认为自毒物质积累、病菌增加、土壤微生物群落失衡及土壤理化性质恶化是花生连作障碍的主要因子,但大多停留在单因子水平上,有的认识缺乏直接的证据。本文简要综述了花生连作障碍的危害、机制及调控措施,结合作者近几年来相关研究,主要从花生根系分泌物效应、化感物质存留特征、土壤生物群落演变等方面介绍了花生连作障碍机制研究进展,最后对花生连作障碍的进一步研究及防控技术发展方向提出展望。

    • 红壤微生物群落结构及其演变影响因素的研究进展

      2015, 47(2):272-277.

      摘要 (1201) HTML (0) PDF 177.47 K (2168) 评论 (0) 收藏

      摘要:南方红壤丘陵区面临土壤肥力和生物功能退化问题,研究红壤微生物资源分布及其演变规律是培育红壤生物肥力的理论基础。本文综述了环境和人为因素对红壤微生物群落组成及其演变的影响,提出了红壤微生物群落组成及其功能调控研究的重点。土壤微生物群落组成受历史因素(地理距离、土壤类型)和现代因素(气候和土壤条件的变化)的共同影响,但不同因素间的相对贡献仍不清楚。土地利用方式和耕作施肥的改变均影响了红壤微生物群落的结构特征,但微生物结构和功能在耕作施肥过程中的长期变化规律仍需进一步研究。未来需要加强土壤-根系-微生物系统中生物交互作用及其对养分协同代谢和转化的影响,建立最佳管理措施修复退化红壤的微生物功能。

    • 中国科学院红壤生态实验站长期监测研究进展

      2015, 47(2):278-282.

      摘要 (1303) HTML (0) PDF 1.57 M (2579) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对红壤地区面临的一系列土壤问题,中国科学院红壤生态实验站围绕典型红壤地区水、土、气、生4个方面的各项指标参数进行了长期监测。每年共采集和分析整理各类数据约30 Mb。大量的监测数据信息为红壤生态系统的长期研究以及区域农业可持续发展提供了支撑服务。通过多年的监测研究,发现红壤地区土壤pH呈下降趋势,土壤有机质、全量氮、磷等养分含量不同程度增加,土壤速效养分含量增长速度缓慢。

    • 重金属污染土壤修复技术的选择和面临的问题——以江铜贵冶九牛岗土壤修复示范工程项目为例

      2015, 47(2):283-288.

      摘要 (1640) HTML (0) PDF 199.74 K (7884) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着工农业生产和城市化快速推进,我国工业企业在生产过程中或是搬离城市中心后遗留的污染土壤日趋增多。一批具有高环境风险、影响群众生产、生活乃至社会稳定的污染土地亟待修复治理。本文结合“江铜贵冶九牛岗土壤修复示范项目”,从污染土壤修复技术的选择和面临的主要问题两个方面进行了探讨,最后针对中国国情,对规模化修复治理重金属污染土壤技术的发展趋势提出了展望。

    • 不同猪粪施用量下红壤水稻土表层水氮磷动态

      2015, 47(2):289-296.

      摘要 (1232) HTML (0) PDF 669.13 K (2271) 评论 (0) 收藏

      摘要:土表水中养分含量变化不仅是土壤养分状况的直接反映,也是土壤养分流失及其环境影响的间接测度。研究施肥条件下土表水中养分含量动态,可为优化施肥管理措施提供科学参考。本研究通过布设0 ~ 44.8 t/hm2共8个猪粪施用量梯度的水稻盆栽试验,通过定期采样监测,试图探明不同猪粪施用量水平下红壤水稻土表层水氮磷含量动态。结果表明:早稻季,表层水总磷、总氮、铵态氮和有机氮的平均含量分别为0.04 ~ 1.13、3.17 ~ 12.97、1.81 ~ 5.11和1.17 ~ 7.39 mg/L。晚稻季各养分平均含量水平升高,分别为0.13 ~ 7.98、3.17 ~ 25.57、1.21 ~ 10.41和1.87 ~ 15.35 mg/L,其中磷的累积效应最明显,较早稻季最大升高约6倍。各养分含量与猪粪施用量显著线性相关,当猪粪施用量≥11.2 t/hm2时,表层水养分浓度显著升高并于施肥后第4天和第14天出现养分释放高峰。与单施化肥相比,配施猪粪会使表层水养分形态以有机氮为主,最高可占总养分的66%,同时养分大量释放期延长一周。连续大量施用产生的累积效应表明该施肥制度将导致土壤保肥能力趋于饱和,养分流失风险激增,实际生产中应考虑用量和频率的叠加效应。

    • 红壤丘陵岗地区坡地地表径流氮磷流失特征研究

      2015, 47(2):297-304.

      摘要 (1184) HTML (0) PDF 1.78 M (2342) 评论 (0) 收藏

      摘要:农业非点源污染是水质恶化的主要贡献者,研究坡地农田生态系统N、P流失特征及其影响因素对提高土壤生产力和水环境质量具有重要意义。本研究基于2011年3月至2013年12月花生地(158场)和橘园地(152场)降雨–产流事件中N、P流失的监测数据,探讨南方红壤坡地农田生态系统N、P流失特征及其与降水特征、径流量的关系。结果表明:花生地N、P流失量明显大于橘园地,N流失浓度则是花生地小于橘园地。N、P流失量的季节变化和年际变化均与地表径流量的变化规律一致,养分流失量与地表径流量呈显著正相关关系(P<0.01),流失高峰出现在每年的雨季4—6月。两种土地利用方式,P素流失显著低于N素流失,NO3–-N是可溶性养分流失的主要形态。降雨强度(I60)和径流量是影响养分流失的两个主要因素,均与养分流失量呈显著的幂函数关系(P<0.01)。红壤坡地果园比坡耕花生地的水土和养分保持效果好,但在降雨产流高峰期仍需加强肥料施用管理和相关阻控措施的实施。

    • 香根草篱和稻草覆盖对红壤坡耕地土壤肥力的影响

      2015, 47(2):305-309.

      摘要 (1294) HTML (0) PDF 205.30 K (1922) 评论 (0) 收藏

      摘要:香根草(Vetiveria zizanioides L.)篱和稻草覆盖是重要的水土保持措施。为揭示香根草篱和稻草覆盖对红壤缓坡旱地土壤肥力的影响,本研究于2011年设置了CK、香根草篱、稻草覆盖、香根草篱+稻草覆盖4个处理,并分析了2011年和2012年的花生产量、土壤有机质和氮磷钾养分变化,结果表明:各处理花生产量呈现出覆盖>草篱+覆盖>草篱、对照。与CK处理相比,覆盖和草篱+覆盖处理在2011年分别增产31.74%、15.23%,2012年增产59.39%、41.65%。香根草篱和稻草覆盖可以显著提高红壤坡耕地的有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,但土壤全氮、全磷和全钾含量不存在显著增加。与2011年相比,虽然2012年草篱和覆盖措施的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量的增幅呈下降趋势,但在所有处理中均表现出草篱+覆盖处理的速效养分最高,这说明,虽然红壤坡耕地花生种植后土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量明显下降,但草篱+覆盖可以在增加养分投入的同时有效维持和保蓄土壤速效养分。

    • 中亚热带稻田不同耕作栽培和施肥模式对土壤肥力的影响

      2015, 47(2):310-317.

      摘要 (1148) HTML (0) PDF 646.70 K (2314) 评论 (0) 收藏

      摘要:水稻轻型化栽培技术是我国南方双季稻区发展的重要方向。为深入比较和评估不同轻型栽培方式对土壤肥力的影响,本研究于2008年开始在中亚热带设置了耕作方式(深翻耕和浅旋耕)、秸秆还田与否和栽培方式(直播、抛秧和插秧)的田间试验,系统分析了水稻产量、土壤有机质和氮磷钾养分的变化规律。研究结果显示:耕作和栽培方式不会显著影响水稻产量变化;但秸秆还田后水稻产量比不还田增加1.6% ~ 7.6%。在土壤培肥方面,不同栽培方式下土壤有机质和养分的变异较大,而浅旋耕和秸秆还田则能显著提高耕层土壤的有机质和速效养分。与深翻耕相比,浅旋耕方式下土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别提高了5.1% ~ 11.5%、2.2% ~ 10.4%、5.5% ~ 29.2%、7.8% ~ 22.1%。与秸秆不还田相比,秸秆还田处理的土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别增加了2.7% ~ 6.6%、3.4 % ~ 5.5%、2.2 % ~ 5.0%、16.3% ~ 49.3%。因此,浅旋耕和秸秆还田可以显著提高土壤肥力,且水稻产量稳定,在中亚热带地区具有很大的推广前景。

    • 红壤典型区不同类型土壤有机碳组分构成及空间分异研究

      2015, 47(2):318-323.

      摘要 (1304) HTML (0) PDF 1.10 M (3026) 评论 (0) 收藏

      摘要:以江西省东乡县为研究区,基于土壤有机碳三库(活性、缓性和惰性碳库)一级动力学理论,通过22个土壤样品的实验室呼吸培养实验,计算了各土壤亚类的碳组分含量及占总有机碳的比例,并借助全县229个采样点获得了东乡县的活性、缓性和惰性有机碳的空间分布图。分析结果表明,淹育、潴育、潜育型水稻土和红壤的活性碳含量分别为0.54、0.72、0.72和0.33 g/kg,分别占其总有机碳含量的2.78%、2.83%、2.91% 和2.57%;缓性碳含量分别为7.57、9.79、12.34和4.72 g/kg,分别占总有机碳含量的41.09%、45.25%、46.24% 和37.12%;惰性碳含量分别为10.36、11.22、13.49和7.67 g/kg,分别占总有机碳含量的60.31%、56.13%、51.92%和50.67%。在空间分布上,活性、缓性和惰性碳含量均呈现由东南向西北减少趋势。分析表明水稻土各亚类活性和缓性碳含量高于红壤,说明水稻土不仅是该地区固碳的主要类型,也是较大的潜在碳排放源。红壤的惰性碳尽管比例最高,但总有机碳含量较低,其土壤固碳能力有待进一步提高。

    • 不同秸秆还田方式对红壤性质及花生生长的影响

      2015, 47(2):324-328.

      摘要 (1238) HTML (0) PDF 254.36 K (2229) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过田间小区试验研究化肥配合不同秸秆还田方式对红壤养分、生物学特性和作物生长的影响。结果表明,与其他(NPK、NPKD1、NPKD2)处理相比,氮磷钾化肥配合秸秆直接还田(NPKJG)处理土壤碱解氮降低了7.88% ~ 31.37%,速效磷降低了7.72% ~ 23.81%。各处理土壤脲酶活性在花生的生长期间先降低后升高,而转化酶活性先升高后降低(除NPK处理的转化酶活性持续降低外)。氮磷钾化肥配合FeSO4促腐秸秆堆肥还田处理(NPKD2)提高了土壤脲酶活性26.14%,而配合碱渣促腐秸秆堆肥处理(NPKD1)提高了土壤转化酶活性66.13%。氮磷钾化肥配合FeSO4促腐秸秆堆肥处理土壤微生物生物量碳含量较高,且提高了花生各农艺性状指标和产量。

    • 雷竹生态系统植物固碳效益及其动态变化

      2015, 47(2):329-333.

      摘要 (1153) HTML (0) PDF 335.88 K (2876) 评论 (0) 收藏

      摘要:雷竹是我国南方地区近年来大力推广的一种新型竹种,具有较好的固碳增汇潜力。本文选取6种不同林龄的雷竹林地开展样方调查和采样分析,系统地探讨了雷竹林地生态系统中植物固碳的动态变化。研究结果表明,雷竹林地立竹密度和平均胸径在1 ~ 6年内随林龄的增加而增大,而6年以上林龄的立竹密度则呈下降趋势,平均胸径的增幅也趋缓。雷竹各器官的平均含碳率排序为竹杆(423 g/kg)> 竹枝(412 g/kg)> 竹叶(385 g/kg)>竹根(363 g/kg)。竹林地上部分杆茎和枝叶是主要的植物储碳源,占储碳总量的70% 以上,其中杆茎的碳储量最大且随种植年限的增加趋势最为显著。竹林植物总固碳量在3 ~ 6年时段内的增加速度最快,其余时段增速较缓,10年以上林龄的雷竹植物固碳量趋于稳定。

    • 农业废弃物制备的生物质炭对红壤酸度和油菜产量的影响

      2015, 47(2):334-339.

      摘要 (1543) HTML (0) PDF 394.80 K (2497) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用自行研制的生物质炭化炉在田间条件下制备花生秸秆炭和油菜秸秆炭,采集秸秆气化站产生的稻壳炭,研究了这3种生物质炭对酸性土壤的改良效果和对油菜产量的影响。结果表明:施用稻壳炭、花生秸秆炭和油菜秸秆炭均可提高土壤pH,降低土壤交换性酸含量,效果随施用量的增加而增强。生物质炭对酸性土壤的改良效果主要决定于其本身的含碱量,施用花生秸秆炭和油菜秸秆炭显著增加土壤交换性盐基阳离子、有效磷、有效阳离子交换量和盐基饱和度,并提高油菜籽产量。田间条件下施用花生秸秆炭和油菜秸秆炭3年后土壤pH仍明显高于对照处理,说明生物质炭对土壤酸度的改良具有持续性。因此,花生秸秆炭和油菜秸秆炭是优良的酸性土壤改良剂。

    • 等碳投入的有机肥和生物炭对红壤微生物多样性和土壤呼吸的影响

      2015, 47(2):340-348.

      摘要 (1482) HTML (0) PDF 1.67 M (2750) 评论 (0) 收藏

      摘要:施用有机肥是快速培育瘠薄土壤的一个重要措施。针对中亚热带第四纪红黏土发育的红壤旱地,建立了玉米和花生单作系统等碳量投入有机肥和生物炭的田间试验,利用聚合酶链式反应—变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis, PCR-DGGE)方法研究了土壤细菌和真菌群落组成和多样性的变化,分析了土壤呼吸速率(CO2通量)的变化及其与微生物多样性的关系。两年的试验表明,不同施肥方式导致微生物群落结构显著分异,施用有机肥和生物炭显著增加了细菌多样性,但施肥第二年真菌多样性有下降趋势。秸秆和猪粪配施显著增加了土壤呼吸速率,土壤呼吸速率与细菌和真菌多样性呈显著正相关,细菌多样性对土壤呼吸的影响(相对贡献率为71%)显著高于真菌(29%)。土壤磷素(全磷和速效磷)含量的变化是驱动红壤微生物多样性变化的主导因素,其对细菌和真菌多样性的相对贡献率分别为44.8%?和47.4%。因此,合理配施秸秆和猪粪可以快速提高瘠薄红壤的生物功能。

    • 添加硝化抑制剂DMPP对红壤水稻土硝化作用及微生物群落功能多样性的影响

      2015, 47(2):349-355.

      摘要 (1511) HTML (0) PDF 453.22 K (2528) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过室内培育试验,研究了不同施氮水平下添加硝化抑制剂(DMPP)处理对红壤水稻土NH4+-N、NO3–-N含量、微生物生物量碳及微生物群落功能多样性的影响。结果表明:56天培养期内,不同处理的NH4+-N含量总体呈下降趋势,而NO3–-N含量呈上升趋势。随施氮水平提高,培养期内NH4+-N平均含量从0 mg/kg处理的24.10 mg/kg增加到400 mg/kg处理的412.10 mg/kg,NO3–-N平均含量从0 mg/kg处理的41.88 mg/kg增加到400 mg/kg处理的99.83 mg/kg。添加DMPP显著抑制硝化作用进行,抑制效果随施氮量增加而提高,400 mg/kg施氮水平下,添加DMPP硝化率和硝化速率比不添加DMPP处理分别下降了29.0% 和44.3%,下降幅度远大于其他施氮水平处理。施氮水平也影响土壤微生物生物量碳和微生物群落功能多样性。施氮量从0 mg/kg增加到400 mg/kg,土壤微生物生物量碳下降了12.5%,AWCD值下降了78.4%,Shannon指数下降了22.3%;与不添加DMPP处理相比,添加DMPP处理的土壤微生物生物量、AWCD值、Shannon指数分别提高了2.1%、23.9%、7.8%,尤其在400 mg/kg施氮水平下,提高的幅度更加明显。

    • 溶液培养条件下腐殖酸对Cr(Ⅵ)微生物还原的影响

      2015, 47(2):356-360.

      摘要 (1005) HTML (0) PDF 326.96 K (1809) 评论 (0) 收藏

      摘要:探明铬(Cr)的氧化还原作用机制对于深入认识其污染过程特征进而制订科学的防控措施有重要意义。本研究采用从山西大同风化煤、河南巩县褐煤和云南昆明滇池底泥中提取的腐殖酸(分别记为HAs、HAh、HAk),通过分别添加,以及共同添加葡萄糖和不同制备来源或不同浓度的腐殖酸,并接种水稻土悬液,研究了溶液培养条件下腐殖酸对Cr(Ⅵ)的微生物还原过程的影响。结果表明:在有充足碳源存在条件下腐殖酸能够发挥其电子传递作用促进Cr(Ⅵ) 的微生物还原过程。腐殖酸促进Cr(Ⅵ) 还原的作用随其添加浓度的升高而增强,腐殖酸浓度为0.02 g/L时其促进作用较微弱,而2.00 g/L时培养期间Cr(Ⅵ) 的还原率达到95% 以上。腐殖酸的结构组成差异对其作用于Cr(Ⅵ) 的微生物还原过程有重要的影响,腐殖化程度相对较高的HAk和HAs对Cr(Ⅵ) 的微生物还原的促进作用明显,HAk更因含有一定量的多糖或类多糖物质而加快了Cr(Ⅵ) 微生物还原过程的发生时间,而HAh则对Cr(Ⅵ) 的微生物还原的影响较小。

    • 红壤中产吲哚乙酸并具解磷作用的促生菌筛选鉴定及促生效果研究

      2015, 47(2):361-368.

      摘要 (1178) HTML (0) PDF 585.79 K (2824) 评论 (0) 收藏

      摘要:从江西红壤花生地中,筛选出3株产吲哚乙酸(IAA)菌株,其中ZH5菌株具有较强分泌IAA的能力且性能稳定,培养24 h时IAA产量达到43.18 μg/ml,且菌株ZH5具有较强的解磷能力。通过菌株形态、生理生化特征测定及16S rRNA的保守序列鉴定,初步确定菌株ZH5为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。对菌株生长和发酵条件进行研究,结果表明促进菌株ZH5生长和增强分泌IAA的最佳培养条件基本一致,最佳培养条件初始pH为6 ~ 8,最佳通气量为50 ml/250 ml,30℃?摇床培养24 h;最佳碳源和氮源分别是蔗糖和酵母粉。在实验室中进行盆栽试验,结果表明用ZH5菌株处理的花生株高增加了54.0%;植株鲜重增加了49.8%;并且ZH5菌株处理的花生植株全磷及花生根长、根尖数、根表面积及根体积均有显著增加,分别增加了21.84%、64.20%、28.20%、34.35% 和68.67%。该研究结果为菌株ZH5在农业生产中的应用提供了理论依据和实验基础。

    • 我国中亚热带毛竹林土壤微生物群落的空间分布特征及其影响因素

      2015, 47(2):369-377.

      摘要 (1102) HTML (0) PDF 3.59 M (2740) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对我国中亚热带毛竹林主要分布区,在福建、浙江、湖南、江西沿经度和纬度设置2个采样带,从5个县(市)采集了15个表层(0 ~ 20 cm)土样和15个土壤剖面(0 ~ 60 cm),利用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs)和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis, PCR-DGGE)方法研究毛竹林土壤微生物群落空间分布特征与剖面分布特征。结果表明:毛竹林表层土壤微生物生物量和细菌α多样性指数的地带性变化趋势不显著,但不同地点的土壤微生物群落结构存在显著差异;气候因子和土壤理化性质共同影响了土壤微生物的群落结构,但气候因子的影响随土壤剖面深度增加而减弱。毛竹林土壤细菌β多样性与距离之间存在显著的衰减关系,表层(0 ~ 20 cm)土壤细菌群落结构相似度(β多样性)随空间距离的衰减速率低于亚表层(20 ~ 40 cm)土壤,这可能与毛竹林根系的影响有关。总体上,环境选择和扩散限制共同影响了毛竹林土壤微生物的空间分布状况。

    • 不同水文年气候和施肥对红壤剖面水分变化的相对影响

      2015, 47(2):378-386.

      摘要 (1253) HTML (0) PDF 1.01 M (2098) 评论 (0) 收藏

      摘要:改善红壤剖面的水分库容及其稳定供应能力是提升红壤地力的一个重要方面。本文通过10年施用有机肥的淋溶池试验,研究了玉米连作红壤旱地剖面不同深度(30 ~ 100 cm)体积含水量的长期变化规律,利用集成推进树算法(ABT)定量评估了气象因素(降水和气温)和人为因素(施用有机肥)对红壤不同土层水分含量及其变异性的相对影响。研究结果表明:不同水文年份土壤剖面平均含水量变化顺序是丰水年(0.389 cm3/cm3)>平水年(0.380 cm3/cm3)>枯水年(0.377 cm3/cm3);除2005年和2009年外,其余年份月均降水均与土层(30 ~ 100 cm)平均含水量呈显著对数曲线关系(r>0.582,P<0.05);相同施肥处理下,在平水年和丰水年的不同季节(生长季和休闲季),不同土层中的土壤平均含水量存在极显著差异,而枯水年仅生长季表现出显著差异。不同土层土壤含水量与有机肥用量呈极显著负相关,说明长期施用有机肥提高了土壤水分的利用率。ABT分析显示,降水和气温是影响30 ~ 70 cm土层土壤水分变化的主控因子,其累计相对贡献率超过了80%。随着土层深度的增加,降水的影响逐渐减弱,施用有机肥的影响逐渐增强;在平水年和丰水年,施用有机肥是深层(100 cm)土壤水分变化的主要控制因子。

    • 赣南稀土尾矿堆积区水土流失规律初探

      2015, 47(2):387-393.

      摘要 (1155) HTML (0) PDF 1022.74 K (2454) 评论 (0) 收藏

      摘要:赣南是我国重要的离子型稀土矿生产基地,但在其开采的同时也对矿区周围的土壤与环境造成影响,特别是稀土尾矿的水土流失问题尤为严重。本文选择典型的尾矿水土流失区,采用野外测量等方法对矿堆的主要水土流失类型及其强烈程度进行研究,同时对典型水土流失路径进行实地监测。结果表明:尾矿水土流失区沟道平均侵蚀模数约为3.73×104 t/(km2×a),坡面细沟平均侵蚀模数为1 651.2 t/(km2×a),水土流失情况极其严重。在降雨过程中,侵蚀沟内路径为侵蚀状态,侵蚀深度不断增加,在距沟头66 m处侵蚀深度开始减小,径流流出冲沟后到距离侵蚀沟出口处大约60 m的地方侵蚀深度为0 cm,之后随着距离的增加,泥沙开始逐渐沉积,水土流失状态转为堆积。

    • 基于氘盈余分析季节性降水对浅层地下水的补给——以鹰潭孙家农田小流域为例

      2015, 47(2):394-399.

      摘要 (1268) HTML (0) PDF 1.45 M (3645) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究基于氢氧稳定性同位素技术,分析了2012年4月至2014年3月孙家农田小流域降水、灌溉水和地下水的氢氧同位素季节变化规律,并应用δD-δ18O关系图和氘盈余质量平衡法分别确定了研究区浅层地下水的主要补给来源和季节性降水对地下水补给的贡献率。结果表明,研究区大气降水线方程为:δD = 8.49δ18O + 16.7(n = 110,R2 = 0.98)。降水中δD (–113.3‰ ~ 7.5‰) 和δ18O (–14.9‰ ~ –0.9‰) 季节性差异明显;地下水δD和δ18O (–45.3‰ ~ –40.4‰?和?–7.29‰ ~ –6.44‰) 相对稳定;灌溉水δD和δ18O分别介于?–66.2‰ ~ –28.3‰?和?–9.17‰ ~ –5.00‰,变化范围小于降水,大于地下水。在δD-δ18O关系图中,地下水各水样点主要分布在当地大气降水线附近,说明地下水主要受大气降水补给。降水中氘盈余(dexcess)介于1.3‰ ~ 23.7‰,夏半年(4—9月)dexcess平均值(10.8‰)显著低于冬半年(10— 3月)dexcess平均值(17.1‰)。地下水氘盈余相对稳定,介于8.75‰ ~ 14.9‰,平均值为11.9‰。通过氘盈余质量平衡法计算得出,夏半年降水对地下水的贡献率为83%,而冬半年的贡献仅有17%,表明季节性降水对地下水补给的贡献差异显著,夏半年降水对地下水补给具有主导性作用。

    • 红壤坡耕地不同植物篱配置模式减流减沙效益对比

      2015, 47(2):400-407.

      摘要 (1615) HTML (0) PDF 1.23 M (2620) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物篱作为坡耕地一种有效的水土保持生物措施,已有大量的研究。但对植物篱带内降雨产生的径流泥沙过程细化研究较少,有必要从微区尺度研究篱带范围内多种植物篱的减流减沙效益,并进行植物篱品种以及搭配模式的筛选。在模拟降雨条件下,本试验选取3种单一植物模式(黄花菜,香根草,百喜草),每种植物各设置3种篱带宽(1行,2行,3行),以及4种组合植物模式(1行黄花菜+2行百喜草,1行香根草+2行百喜草,1行香根草+2行黄花菜,1行百喜草+1行香根草)、1组对照,进行产流产沙过程比较,试验结果表明,各植物篱模式均不同程度地改善了土壤理化性质,减少了水土流失量;同类植物中,2行植物篱即可达到较好的水保效果;组合植物篱模式的减流减沙效益优于单一植物篱模式。

    • 炭化生活污水污泥对酸化红壤的改良效果

      2015, 47(2):408-413.

      摘要 (1215) HTML (0) PDF 282.68 K (2161) 评论 (0) 收藏

      摘要:从南京市、马鞍山市和丹阳市的3个污水处理厂采集污泥,在500℃?下热解制备炭化污泥,测定了污泥和炭化污泥的性质和重金属含量,研究了污泥和炭化污泥对酸性红壤改良效果,并探讨了炭化污泥中重金属的环境风险。结果表明,污泥和炭化污泥中含有一定量的碱,添加炭化污泥可提高红壤的pH和交换性钙、镁和钾含量,降低土壤交换性铝和交换性H+ 含量。但污泥中大量铵态氮的硝化作用释放质子,抵消了污泥对红壤酸度的改良作用。添加污泥和炭化污泥提高了土壤有机碳、有效磷和速效钾的含量,提高了土壤肥力。污泥炭化后重金属含量有所增加,但大部分重金属的有效态含量下降,说明热解过程可以降低部分有毒重金属的活性。与对照相比,添加炭化污泥会增加土壤中部分重金属有效态含量,特别是有效态锌含量显著增加,因此炭化污泥农业利用存在一定的环境风险。建议将炭化污泥用于酸化的森林红壤的改良。

    • 中亚热带三种母质发育的红壤对猪粪安全消纳量的初步研究

      2015, 47(2):414-421.

      摘要 (1168) HTML (0) PDF 943.09 K (2113) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用盆栽试验方法,在自然降雨条件下模拟研究了中亚热带丘陵区3种母质红壤对猪粪的安全消纳能力。试验设在江西省鹰潭市余江县中国科学院红壤生态实验站,试验期间年均降水量为1 946 mm,年均温18.9℃。通过监测2012—2014年间土壤渗漏水氮磷迁移淋失,结合土壤养分含量和花生产量变化,初步确定3种母质红壤的猪粪安全消纳量。结果表明:常规化肥减半条件下,从NH4+-N、NO3–-N和总磷淋失对水环境影响,以及从土壤速效氮磷积累角度,红黏土、红砂岩和花岗岩红壤配施猪粪最大安全用量分别为P 100、50、50 kg/(hm2×a);从花生产量角度考虑持续配施猪粪施用量不宜超过P 100、200、200 kg/(hm2×a)。综合考虑经济效益和环境效益,红黏土、红砂岩和花岗岩,配施猪粪的最大安全消纳量分别为P 100、50、50 kg/(hm2×a),相当于施用鲜猪粪(含水量为69%)分别为24 000、12 000、12 000 kg/(hm2×a)。

    • 离子强度对三种可变电荷土壤表面电荷和Zeta电位的影响

      2015, 47(2):422-426.

      摘要 (1524) HTML (0) PDF 327.53 K (6862) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文用离子活度和反号离子在土壤胶体双电层扩散层滑动面的分布解释了可变电荷土壤表面电荷与胶体Zeta电位随着离子强度增加呈相反变化趋势的原因。当pH大于土壤的盐效应零点(PZSE)时,离子强度增加导致土壤胶体双电层紧密层阴离子含量增加,土壤表面负电荷量增加,双电层滑动面上的反号离子(阳离子)数量增加,使得土壤胶体Zeta电位向正值位移。相反,当pH小于土壤PZSE,随着离子强度增加,土壤表面正电荷量增加,此时的反号离子为阴离子,双电层滑动面上的反号离子(阴离子)数量增加,导致土壤胶体Zeta电位向负值方向位移。另外,由于土壤表面对K+ 的吸附亲和力强于Na+,因此在相同浓度下,土壤胶体双电层滑动面上K+ 浓度高于Na+,导致土壤胶体在KNO3溶液中的Zeta电位高于在NaNO3溶液中的,从另一方面印证了这一解释。

    • 我国两种典型土壤汞的安全阈值研究——以根茎类蔬菜为例

      2015, 47(2):427-434.

      摘要 (1246) HTML (0) PDF 429.92 K (2823) 评论 (0) 收藏

      摘要:选择我国广泛种植的12个根茎类蔬菜品种(萝卜、胡萝卜和马铃薯各4个品种)和2种典型土壤(江西的红壤和天津的潮土),通过温室盆栽试验,设置汞(Hg)添加浓度为现行《土壤环境质量标准 GB 15618-1995》二级标准的1倍和2倍,研究不同根菜品种对Hg的敏感性差别,并利用物种敏感性分布法(species sensitivity distribution,SSD)推导两种土壤的Hg安全阈值。结果表明:根菜产量指标对土壤Hg污染的敏感性存在品种间差异,红壤上的三红八寸参胡萝卜在2倍Hg添加处理下可食部位Hg含量超过食品安全国家标准(0.01 mg/kg),潮土中所有品种均未超标。与土壤类型相比,品种对萝卜、胡萝卜和马铃薯中Hg含量影响均最大。利用Burr Ⅲ 型分布拟合12个根菜品种富集Hg的SSD曲线,通过食品安全国家标准反推,计算出红壤和潮土上保护95% 的品种不超标的HC5值即安全阈值分别为0.53 mg/kg和1.2 mg/kg。本研究可为我国土壤重金属环境质量标准的修订提供重要参考。

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