• 2019年第51卷第1期文章目次
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    • >专论与综述
    • 植物–土壤系统中钾镁营养及其交互作用研究进展

      2019, 51(1):1-10. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.001

      摘要 (1202) HTML (3017) PDF 1017.34 K (2239) 评论 (0) 收藏

      摘要:钾和镁是植物生长发育必需的重要营养元素。近些年来,钾、镁营养,离子间相互作用及其平衡关系已经逐渐受到人们的关注。本文对近些年来关于植物–土壤系统中钾、镁营养及二者间交互作用的研究现状及未来发展趋势进行了综述。主要从植物生长发育、养分吸收及转运、作物品质、生理生化、碳氮代谢、活性氧代谢以及土壤中K+、Mg2+ 等方面分别进行了论述;此外,本文还展望了钾、镁营养及其二者交互作用未来的研究方向。

    • 植物–微生物联合修复镍污染土壤研究进展

      2019, 51(1):11-18. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.002

      摘要 (1262) HTML (1296) PDF 287.66 K (2169) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤健康是粮食安全的保障,人类活动给土壤造成的污染亟待治理。镍是人体必需微量元素,但过量的镍具有较大的毒性。目前我国土壤中镍污染比较严峻,应尽快响应《土壤污染防治行动计划》来改善土壤中镍污染状况。本文综述了植物–微生物联合修复技术的基本原理,微生物在镍污染土壤中对植物生长状况、有效态镍含量以及植物吸收镍的影响,对寻找合适的植物和微生物修复镍污染土壤具有重要意义;最后,提出将有机酸运用到植物–微生物联合修复镍污染土壤中、建立PGPB库和寻找我国超富集植物等下一步研究的重点。

    • >研究报告
    • 添加葡萄糖对中亚热带阔叶林土壤氮转化的影响

      2019, 51(1):19-24. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.003

      摘要 (1074) HTML (728) PDF 304.78 K (1422) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对中亚热带阔叶林(罗浮栲林)土壤,设置7个碳添加梯度(C量分别是0, 300, 600, 900, 1 000, 1 100, 1 300 mg/kg),在25 ℃、土壤饱和持水量(WHC)的 60% 条件下室内培养21 d,研究活性碳对阔叶森林土壤氮的影响。结果表明:随着碳添加量增加,NO3--N迅速降低且在C 900 mg/kg水平达到最低,此时NO3--N降低28.35 mg/kg。可溶性有机氮(SON)在第7天随葡萄糖碳添加量而降低,但是到第21天在900 ~ 1 300 mg/kg C水平,SON高于第7天,且用氯仿熏蒸提取后来自微生物的SON开始增加;总的SON增加15.09 ~ 17.10 mg/kg。可见,通过NO3--N的微生物同化转化为有机氮,使该地区在降雨较多的情况下降低NO3--N的淋溶或反硝化气态损失风险,增加SON的淋溶风险。但是在生态系统氮需求发生改变时SON能迅速响应使该地区森林土壤氮有效矿化,并满足植物生长需求,提高生态系统中氮的可利用性。凋落物残体氮浓度增加,且残余土壤氮增加5.64 mg/kg。红外光谱显示,碳添加量为900 mg/kg降低罗浮栲土壤经K2SO4溶液提取后残体在各波数处的吸收峰比例,且在吸收峰最高的426 ~ 600 cm-1、900 ~ 1 200 cm-1范围内,碳添加的影响最小,表明碳添加使土壤矿物对氮的保持增加,且有机氮变得更加稳定。

    • 退耕还湖后不同植被群落湿地土壤剖面磷素形态分布特征

      2019, 51(1):25-31. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.004

      摘要 (1015) HTML (649) PDF 569.45 K (1731) 评论 (0) 收藏

      摘要:对菜子湖退耕还湖区不同植被群落(苔草、芦苇和酸模)下湿地剖面土壤进行分层采样,分析了土壤剖面有机磷(orP)、无机磷(inP)及无机磷组分铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)、闭蓄态磷(O-P)和钙磷(Ca-P)的含量,探讨了植被群落对退化湿地生态恢复后土壤剖面磷素形态分布特征的影响。结果表明:研究区土壤剖面磷素以无机磷为主(301.94 ~ 645.17 mg/kg)占全磷含量的52.59% ~ 84.64%;除酸模群落下0 ~ 6 cm土层外,土壤剖面有机磷含量范围为78.40 ~ 254.27 mg/kg。土壤剖面无机磷组分以钙磷和铁磷为主,分别占无机磷总量的29.67% ~ 67.58% 和21.90% ~ 52.29%。除酸模群落下0 ~ 6 cm土层外,3种植被群落下土壤无机磷含量均随着剖面深度增加而增加,而有机磷含量则随着剖面深度增加先急剧降低后逐渐升高;土壤铝磷和铁磷含量总体上均随着剖面深度增加而降低;除酸模群落下0 ~ 6 cm土层土壤闭蓄态磷外,其他土壤剖面闭蓄态磷和钙磷含量总体均随着剖面深度增加而升高。研究区3种植被群落下土壤铝磷、铁磷和有机磷存在表聚现象,酸模群落下土壤剖面表现最为显著。研究区植物对土壤磷素吸收利用是磷素形态转化和表聚的驱动力,而钙磷是各形态磷表聚的主要来源。

    • 大田条件下水稻锌营养强化方法探究及效果评估

      2019, 51(1):32-38. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.005

      摘要 (895) HTML (922) PDF 258.06 K (1763) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过田间试验,在水稻(华粳7号)分蘖期及扬花期进行施锌处理,研究在高施锌水平下水稻各器官锌含量的变化。结果表明,水稻各器官锌含量随施锌量的增加而增加,其中茎的增幅最大,叶次之。茎、叶、穗锌含量最高可分别达到666.7、461.6、185.5 mg/kg。分蘖期施锌最多可使水稻糙米锌含量提高28.7%,而扬花期施锌最多可提高142.6%。由重复试验得出,扬花期施锌可稳定提高糙米锌含量,在水稻锌营养强化能力及稳定性上,扬花期施锌优于分蘖期。通过食用经强化后的大米,居民每日锌膳食摄入量可达到中国营养学会推荐的12.5 mg。本研究结果对通过土施锌肥实现水稻籽粒锌水平的提升及解决我国居民普遍存在的锌营养摄入不足的现状具有理论和实际的指导意义。

    • 稻茬烤烟根区施用生物有机肥的效应

      2019, 51(1):39-45.

      摘要 (973) HTML (638) PDF 200.53 K (1407) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索稻茬烤烟根区施用生物有机肥的效应,在湖南省桂阳县采用大田试验研究了生物有机肥根区施用对烤烟营养生长、光合特性、烟叶质量及经济效果的影响。结果表明:①稻茬烤烟根区施用生物有机肥较条施处理,团棵期最大叶面积可提高24.58%,打顶期茎围、最大叶面积、SPAD值、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率可分别提高4.72%、19.29%、14.78%、7.30%、22.64%、5.63%、32.14%,第1次采烤期SPAD值、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率可分别提高15.64%、23.82%、30.00%、8.31%、15.26%,有利烤烟营养生长,提高烤烟叶绿素含量和光合能力。②稻茬烤烟根区施用生物有机肥较条施处理的上等烟比例、产量、产值、物理特性指数、化学成分指数、感官评吸总分、氮肥偏生产力、氮肥偏生产效益可分别提高5.96%、12.39%、17.51%、5.76%、18.46%、5.43%、12.38%、17.51%,有利于提升烟叶品质,增加产量和产值。③生物有机肥替代部分烟草专用基肥,可提高烟叶评吸质量、上等烟比例和氮肥偏生产效率。④三饼合一生物有机肥代替部分烟草专用基肥根区施用是可行的。

    • 晚播对紫云英生长、养分积累和根际微生物的影响

      2019, 51(1):46-50. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.007

      摘要 (1058) HTML (526) PDF 223.68 K (1422) 评论 (0) 收藏

      摘要:大田条件下,依据水稻收获时间设置3个晚播播期(10月30日、11月10日和11月20日)。对不同播期处理下紫云英生长状况、鲜草产量、养分积累量以及根际微生物等影响进行研究。结果表明,播期显著影响紫云英的生长及物质养分积累。随着播期的推迟,紫云英的株高、密度、单株复叶数、单株鲜重、单株干重均呈下降趋势。鲜草产量随播期推迟显著降低,10月30日播种的鲜草产量最高,达19 006.35 kg/hm2。不同播期植株地上部C、N、P、K含量差异不显著,积累量则随播期的推迟而显著降低。播期显著影响紫云英根际土壤微生物量,根际土壤中的细菌、真菌、放线菌数量均随播期的推迟而显著减少。本试验条件下,11月10日以后播种的紫云英鲜草产量、养分积累量等指标均显著低于10月30日播种的处理。晚播紫云英播期控制在11月之前可获得较高的产草量和养分积累,取得较好的还田效果。

    • 基于高通量测序研究草莓根际微生物群落结构和多样性

      2019, 51(1):51-60. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.008

      摘要 (1293) HTML (1515) PDF 849.42 K (1979) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究草莓根际土壤微生物群落组成和结构,对健康草莓土壤生态系统的构建和保持具有重要意义。以不同地区草莓根际土壤为研究样本,利用MiSeq平台Illumina第二代高通量测序技术并结合相关生物信息学分析土壤细菌16S rRNA基因V4+V5区域和真菌ITS1+ITS2区域的丰富度和多样性指数以及群落结构。结果表明:从15个草莓根际土壤样本中获得4 554个细菌分类操作单元OTU和1 298个真菌OTU,草莓根际土壤的优势细菌门为变形菌门、厚壁菌门、放线菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,主要的优势细菌属有16种;优势真菌门为子囊菌门、接合菌门和担子菌门,主要的优势真菌属有8种。冗余分析(RDA)显示,全氮和pH对土壤微生物群落结构的影响最大,共解释了61% 的群落变化,各因子的贡献率大小依次为土壤全氮>pH>有效磷>全钾>全磷>有机质>速效钾>碱解氮;相关性分析也表明,土壤理化指标均与不同优势菌门存在密切的相关关系。本研究结果加深了对草莓根际微生物群落结构和多样性的认识,为深入研究草莓根际微生物多样性及功能与环境因子之间的关系提供了借鉴。

    • 转基因玉米双抗12-5对根际土壤酶活性及 微生物多样性的影响

      2019, 51(1):61-67. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.009

      摘要 (1005) HTML (928) PDF 521.05 K (2159) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用田间试验研究了转基因玉米瑞丰1号-双抗-12-5(RF1-12-5)种植对根际土壤酶活性、微生物群落的影响,可为RF1-12-5的环境释放和商业化应用提供科学的安全性评价数据支持。研究结果表明:①在5个生育期内,RF1-12-5与其非转基因对照品种瑞丰1号(RF1)根际土壤碱性蛋白酶、脲酶和酸性转化酶活性均没有显著性差异;RF1-12-5根际土壤过氧化氢酶活性在收获期、碱性磷酸酶活性在乳熟期显著低于RF1,其他生育期差异不显著。②在5个生育期内,RF1-12-5与RF1根际土壤微生物群落的Shannon多样性指数、McIntosh均匀度指数和Simpson优势度指数均不存在显著性差异,主成分分析未发现RF1-12-5与RF1根际微生物功能多样性存在规律性差异。

    • 土壤pH对活血丹生理特性及其药材品质的影响

      2019, 51(1):68-74. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.010

      摘要 (1020) HTML (676) PDF 366.32 K (1761) 评论 (0) 收藏

      摘要:为确定活血丹适宜种植区、完善活血丹种植技术、保障药材品质,以野生活血丹扦插苗为试验材料,用外源NaOH和H2SO4调节土壤pH,通过盆栽试验,研究不同土壤pH(4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5)条件下,活血丹植株生长、生理特性及其药材品质差异。结果表明:活血丹在pH 4.5 ~ 8.5能正常生长,在pH 9.5土壤中不能存活;在pH 4.5 ~ 8.5范围内,活血丹生长指标包括叶长、叶宽、节间距、节间数、茎长以及干物质积累量均呈先增后降的趋势,在pH 6.5达到峰值;活血丹叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及叶绿素含量先增后降,可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、丙二醛含量先降后增;活血丹药材醇溶性浸出物含量均大于250 mg/g,符合药典标准;活血丹药材总黄酮、齐墩果酸和熊果酸含量变化趋势与生长指标一致,峰值出现在pH 6.5时,分别为15.73、0.71和2.87 mg/g;绿原酸和咖啡酸含量在pH 6.5 ~ 8.5之间无显著差异,整体高于其他pH处理;迷迭香酸含量在pH 7.5最高,为2.26 mg/g。土壤pH对活血丹生长、生理特性及其药材品质影响显著,中性或微酸性土壤利于活血丹的生长及其药材品质形成。

    • 生物质炭中盐基离子存在形态及其与改良酸性土壤的关系

      2019, 51(1):75-82. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.011

      摘要 (1040) HTML (722) PDF 346.14 K (1522) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究生物质炭中盐基离子存在形态及其与改良酸性土壤的关系,通过厌氧热解的方法于300、500和700 ℃下制备了玉米秸秆炭。考察了热解温度对玉米秸秆炭水溶性、交换性和盐基总量的影响。采用室内培养的方法考察了添加玉米秸秆炭对酸性土壤的改良效果。结果表明:热解温度影响玉米秸秆炭各形态盐基离子含量,玉米秸秆炭总K、总Na、总Ca、总Mg、水溶性K、水溶性Na、水溶性Ca、交换性Ca和交换性Mg含量随热解温度升高显著增加;水溶性Mg和交换性K含量随热解温度升高先增加后下降。玉米秸秆炭中的K和Na主要以水溶态存在,约40% 的Ca和30% 的Mg以交换态存在,约50% 的Ca和70% 的Mg以其他形态(主要为难溶态)存在。添加玉米秸秆炭能极显著提高酸性土壤pH和降低土壤交换性Al3+ 含量,提高和降低幅度随热解温度升高极显著增加。总K + 总Na + 总Ca + 总Mg含量可以作为衡量玉米秸秆炭提高酸性土壤pH能力的间接指标。添加玉米秸秆炭能极显著提高土壤交换性K、Na和Mg含量,能显著提高交换性Ca和总盐基离子含量。玉米秸秆炭总K和总Na含量是提高土壤交换性K和Na含量的决定因素,交换性Ca含量在提高土壤交换性Mg和交换性盐基总量中起决定作用。

    • 腐植酸土壤调理剂对酸化果园土壤理化性状及苹果产量和品质的影响

      2019, 51(1):83-89. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.012

      摘要 (1071) HTML (723) PDF 182.03 K (1941) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同类型土壤调理剂对酸化果园土壤的改良效果,本试验采用普通土壤调理剂和腐植酸土壤调理剂,设置普通土壤调理剂+常规施肥、腐植酸土壤调理剂+常规施肥、腐植酸土壤调理剂减量15%+常规施肥和等养分肥料+常规施肥4个处理,在胶东酸化果园进行了为期两年的试验。结果表明:施用2种土壤调理剂均能改善酸化土壤的理化性状。在土壤物理性状方面,与普通土壤调理剂相比,施用腐植酸土壤调理剂的土壤容重降低2.72% ~ 4.76%,粉粒含量增加3.12% ~ 5.28%,孔隙度提高1.74% ~ 3.54%;在土壤化学性状方面,施用腐植酸土壤调理剂的土壤速效钾含量增加 3.74% ~ 10.57%,pH提高 0.07 ~ 0.45个单位。施用2种土壤调理剂均能提高苹果产量,相比于普通土壤调理剂,施用全量腐植酸土壤调理剂可增产4.84%,减量15% 施用仍增产2.87%,而二者间差异未达显著性水平。此外,连续两年施用腐植酸土壤调理剂可以改善苹果的品质,其中总糖含量提高9.35% ~ 15.46%,糖酸比提高21.84% ~ 46.58%。综上,胶东酸化果园(pH<4.5)在常规施肥下配施腐植酸土壤调理剂1 275 kg/hm2可作为短期内改良酸化土壤、提高苹果产量和品质的有效途径。

    • 亚热带典型小流域景观格局对耕地土壤酸化的影响

      2019, 51(1):90-99. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.013

      摘要 (1114) HTML (750) PDF 2.79 M (1700) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤pH是影响粮食产量的重要因素,土壤酸化是造成土壤退化的重要因素且成因较为复杂,景观格局是生态过程的重要影响因素,其对土壤酸化的影响机制尚不明确。本研究以广州市流溪河流域作为研究区域,以样点缓冲区作为研究单元,基于2010年的759个耕地表层土壤样点pH和1980s土壤pH分布,使用景观格局指数、地统计与相关性分析方法,分析流域耕地土壤酸化时空变化特征,定量探究景观格局对耕地土壤酸化的时空影响。研究结果表明:①2010年流域耕地以酸性土壤为主,土壤样点pH均值为5.79,86.03% 的样点和97.3% 的耕地土壤pH<6.5;不同耕地类型土壤pH均值:水浇地(6.03)>水田(5.68)>旱地(5.62);各类土壤的pH均值:河积土田(5.92)>水稻土(5.84)>赤红壤(5.66)>紫色土(5.55)>黄壤(5.40)>红壤(5.39)。②1980—2010年土壤酸化显著,31.23% 的样点和24.76%的耕地土壤pH下降;水田和旱地土壤酸化显著,水浇地有pH上升的趋势;除河积土田外各类耕地土壤酸化显著,黄壤最显著,红壤次之。③流域自上游往下游,耕地土壤pH递增且分布变得更复杂,上游和中游东西两侧及下游东侧的pH较小,且在1980—2010年酸性土壤向外蔓延趋势显著;中游中部及下游西侧出现了pH升高的复杂组合。④除旱地、灌木林地、草地和未利用地之外的类型景观格局指数都与耕地土壤pH存有显著相关性,pH与水域和道路密度景观水平指数呈显著正相关,本研究选出各类景观的土壤酸化敏感性景观格局指数,发现自然林的破坏,水田、园地和水域的破碎化,不透水建设用地的零散分布有造成耕地土壤酸化风险,大片水域的流水更新与水田的集聚化可降低土壤酸化风险。本研究可为耕地土壤酸化防治与景观优化提供参考依据。

    • 不同电解质对牛粪生物质炭中腐殖酸吸附–解吸的影响

      2019, 51(1):100-106. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.014

      摘要 (1080) HTML (651) PDF 1.51 M (1765) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究了NaCl、Na2SO4、Na3PO4 3种背景电解质对牛粪生物质炭中腐殖酸吸附和解吸的影响。结果表明:在这3种背景电解质作用下,牛粪生物质炭对腐殖酸的吸附量和吸附率随着加入液腐殖酸浓度的增加而增加,但是增加速度逐渐变缓。3种背景电解质相比,NaCl中牛粪生物质炭对腐殖酸的吸附量和吸附率均为最高,吸附量范围为0.13 ~ 6.10 mg/g,吸附率范围为25.40% ~ 87.14%。随着加入液腐殖酸浓度的增加,吸附态腐殖酸的解吸量逐渐增加,解吸率逐渐减小。3种背景电解质相比,Na2SO4中牛粪生物质炭吸附的腐殖酸的解吸量最高,解吸量范围为0.15 ~ 0.78 mg/g。加入液腐殖酸浓度为140 mg/L,3种背景电解质中牛粪生物质炭吸附的腐殖酸的解吸量均达到最大值,解吸量的大小顺序为Na2SO4>Na3PO4>NaCl。Na3PO4对腐殖酸的解吸率影响最大,解吸率范围为17.24% ~ 90.55%,NaCl对腐殖酸的解吸率影响最小,解吸率范围为8.22% ~ 53.54%。用Langmuir拟合3种背景电解质中腐殖酸的等温吸附曲线和等温解吸曲线,其相关系数都达到显著水平。研究结果揭示了不同背景电解质对牛粪生物质炭吸附和解吸腐殖酸的影响,可为土壤保土保肥提供理论参考。

    • 有机肥对水稻中汞/甲基汞累积的影响

      2019, 51(1):107-112. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.015

      摘要 (1012) HTML (813) PDF 395.80 K (1727) 评论 (0) 收藏

      摘要:稻米对甲基汞的累积危害居民身体健康。本文通过施用厌氧腐熟有机肥的盆栽试验,探讨有机肥施用对水稻中汞-甲基汞累积的影响。结果表明,有机肥施用水稻土中甲基汞含量显著增加,对照(10.43 μg/kg)<1% 豆饼粉肥(16.80 μg/kg)<1% 鱼粉肥(24.10 μg/kg)<2% 豆饼粉肥(33.53 μg/kg)<2% 鱼粉肥(38.46 μg/kg),可能是施加有机肥后,增加了土壤微生物数量,提高了酶活性,导致水稻土中甲基汞含量增加。有机肥施用后,水稻不同部位总汞累积差异显著,根部最高(2 812.83 μg/kg),其次是糙米(336.78 μg/kg)和茎叶(300.44 μg/kg)。有机肥施用后,水稻不同部位累积甲基汞的能力不同,表现为糙米(180.06 μg/kg)>根(59.71 μg/kg)>茎叶(38.97 μg/kg)。不同有机肥的施用均增加籽粒中甲基汞的含量,与对照相比,各处理增加量表现为1% 豆饼粉肥(16.1%)< 1% 鱼粉肥(19.3%)<2% 豆饼粉肥(41.5%)<2% 鱼粉肥(57.9%)。同时稻米中甲基汞含量与水稻土中甲基汞含量呈正相关关系。有机肥施用增加汞污染土壤水稻中汞与甲基汞累积,其可为合理施肥提供科学依据和理论指导。

    • pH和磷的交互作用对稳定化土壤砷释放的影响

      2019, 51(1):113-120. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.016

      摘要 (1016) HTML (724) PDF 487.51 K (1828) 评论 (0) 收藏

      摘要:以3种含Fe材料稳定化土壤(FeSO4、FeS和Fe0稳定化土壤)为研究对象,研究了不同pH和P的交互作用对As释放量的影响及其作用机理。结果表明,在pH = 3条件下,随着时间的延长能够促进释放的As重新趋于稳定化,而pH = 11时3种稳定化土壤中As的释放量显著增加,144 h后分别约为pH = 3时的10.5、16和10倍。添加P时,在3种pH条件下都促进了稳定化土壤中As的释放,尤其在酸性条件下,相对于无P体系As的释放量增加最为明显。FeSO4稳定化土壤中As的释放特征能用Elovich方程较好地描述,而双常数方程拟合FeS和Fe0稳定化土壤效果更优。在pH = 3条件下,3种稳定化土壤中As的释放量与Ca、Mg、Mn的溶出量呈(极)显著相关,而pH = 11时FeSO4和FeS稳定化土壤中As的释放量与SO42- 的溶出量呈(极)显著相关,表明在酸性条件下,稳定化土壤As的释放主要受Ca、Mg、Mn氧化物结合态As溶解的影响,而碱性条件下,FeSO4和FeS稳定化土壤中As的释放可能与硫化物的溶解有关。

    • 新型多孔改良剂增强黄壤通气性能研究

      2019, 51(1):121-126. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.017

      摘要 (933) HTML (529) PDF 589.43 K (1450) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索新型多孔改良剂对黄壤通气性能的影响,本文以贵州省毕节市植烟黄壤为研究对象,通过掺入不同比例的新型多孔改良剂,研究贵州黏重黄壤物理结构的变化。结果表明:随着添加新型多孔改良剂比例的增加,土壤总孔隙度及土壤通气孔隙度均随之增加。与对照相比,3个处理(新型多孔改良剂添加比例分别为7.5%、15.0% 和22.5%)的总孔隙度分别增加了2.7%、3.1% 和3.2%,通气孔隙度分别增加了2.7%、8.6% 和10.6%;对照和3个处理加水饱和之后,分别需要130、52、34和37 h提供足够的氧气,以保证作物正常生长。总之,新型多孔改良剂能够有效增加黏重黄壤通气孔隙,达到了增强土壤通气性能的目的,为黏重土壤改良提供了新的途径与思路。

    • 紫色页岩发育土壤的颗粒特性及其对抗剪强度的作用机制

      2019, 51(1):127-134. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.018

      摘要 (1042) HTML (910) PDF 643.87 K (1715) 评论 (0) 收藏

      摘要:土体发生破坏最开始往往是从内部的土壤颗粒破坏开始,而抗剪强度是反映土体抵抗剪切破坏能力的重要指标。本文以紫色页岩发育的坡耕地土壤为研究对象,通过测定土样颗粒组成以及不同含水率和垂向压力下的抗剪强度,研究页岩发育的土壤颗粒特性及其对抗剪强度的作用机制。结果表明从坡顶至坡脚,土壤颗粒组成与其母岩颗粒组成具有显著相关性;土壤中 <0.25 mm颗粒累计含量在995.65 ~ 998.62 g/kg之间,其中以0.25 ~ 2 mm岩石碎屑存在的土壤颗粒含量为439.80 ~ 510.40 g/kg,以0.25 ~ 2 mm团聚体存在的土壤颗粒含量为6.01 ~ 80.50 g/kg,随着位置高程的降低,土壤中岩石碎屑和团聚体的含量并没有显著变化。在含水率从7% 增加到25% 的过程中,土壤水分与内摩擦角呈负相关关系且对内摩擦角的影响随着高程的降低缓慢减小,而对黏聚力的影响是随着含水率的增加单一坡位黏聚力呈现先增加后减少的趋势,但是随高程降低变化并不明显。因此,在紫色页岩发育的土壤颗粒组成中存在大量 <2 mm的岩石碎屑,这些大量致密坚硬的岩石碎屑提高土壤抗剪强度同时减弱了抗剪强度的水敏性。

    • 戈壁地表土壤颗粒的空间变异特征研究

      2019, 51(1):135-141. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.019

      摘要 (1035) HTML (568) PDF 1.35 M (1841) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究戈壁地表土壤颗粒粒度特征及空间变异可为戈壁地区风蚀监测、评价及制定科学的防沙治沙对策提供参考。以吉兰泰盐湖西北部的堆积型细砾质戈壁为研究对象,基于数字图像技术计算了地表不同粒级颗粒的质量分数,并分析了颗粒空间变异特征。结果表明,图像处理技术提取戈壁地表土壤颗粒的效果较好,3个粒级颗粒质量分数总和为93.12%,粒径>0.84 mm、0.84 ~ 0.42 mm和<0.42 mm颗粒质量分数分别为69.81%、14.99% 和 8.32%,变异系数分别为14.12%、40.02% 和55.06%,变异函数模型分别为高斯模型、高斯模型和指数模型,空间异质性尺度分别为632、691和1 875 m。3个粒级颗粒均呈斑块状分布,且C/(C0+C) 介于72.79% ~ 79.37%,说明结构因素和随机因素共同影响戈壁地表颗粒的空间分布格局,但结构性因素(戈壁形成过程、地势、风蚀及植被分布格局等)是造成颗粒分布格局差异的主要驱动力。

    • 河南省多级地貌特征及与土壤多样性的关系

      2019, 51(1):142-151. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.020

      摘要 (719) HTML (0) PDF 8.89 M (966) 评论 (0) 收藏

      摘要:从土壤多样性向地多样性发展符合土壤地理学的研究趋势,选择河南省作为研究区,将地貌这一主要的地学要素加入到土壤多样性的研究中,并用改进的仙农熵公式对多级地貌空间分布多样性及其与土壤多样性的相关性进行探讨。首先,对河南省1:175万地貌类型图进行矢量化得到地貌类型等级系统;然后,对地貌和土壤的构成组分多样性和2种不同分类体系的分支率进行计算并分析其特征;最后,在3 km×3 km网格尺度下分析地貌和土壤多样性间的相关性。研究表明:河南省共有3个一级地貌,12个二级地貌和37个三级地貌;随着土壤和地貌分类的等级细化,其分类个数和构成组分多样性值均呈上升趋势,即土壤和地貌所有分类单元在数量构成上的均匀程度越来越高;2种分类系统中,土壤分类较地貌分类有更详细的分类体系,且分支率有较大范围的变化;河南省一级地貌、二级地貌和三级地貌的空间分布多样性值和面积值均最大的类型分别是流水地貌、冲积平原和泛滥平坦地,是不同级别的优势地貌类型;一级地貌类型与土类、亚类和土属多样性间存在紧密的相关关系,且以流水地貌与土壤多样性间的相关性最强。

    • 基于随机森林模型的耕地表层土壤有机质含量空间预测——以河南省辉县市为例

      2019, 51(1):152-159. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.021

      摘要 (1346) HTML (1254) PDF 8.82 M (2039) 评论 (0) 收藏

      摘要:耕地表层土壤有机质含量与作物生长发育密切相关,掌握土壤有机质空间分布对土壤肥力定向培养和农业生产指导具有重要意义。本研究以河南省辉县市5 922个耕地资源管理单元图斑中心点为基础数据,并分别按8∶2、7∶3、6∶4的比例随机划分训练数据集和验证数据集,以土壤类型作为辅助定性变量,利用随机森林模型模拟预测土壤有机质含量与自然环境变量(坡向、曲率、坡度、高程、土壤质地、归一化植被指数NDVI)、社会经济因子(排水能力、灌溉状况)之间的复杂非线性关系。结果表明:①当训练集与检验集中样点数量的比例为8∶2时,对应的随机森林模型总体上预测精度较高;②选用80% 基础数据作为训练集时,预测得到的地图与已有图件相比,相关性达到0.859;③当用303个实地数据验证时,预测值与实测值的皮尔逊相关系数为0.595。通过对影响因子的重要性排序,发现土壤质地是研究区农用地表层土壤有机质含量的最重要影响因子。因此,随机森林模型作为机器学习和数据挖掘的有效方法,能较好地模拟输入变量与有机质含量之间的关系,预测图件与实际情况相符,但对有机质含量精细的差异不能很好体现。

    • 基于多光谱遥感图像的青海湖流域土壤有机质估算初探

      2019, 51(1):160-167. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.022

      摘要 (1117) HTML (868) PDF 4.02 M (1500) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分,也是陆地表层重要的碳库,其含量的快速、准确测定关乎农牧业生产活动安排与地表过程研究中关键参数的获取效率。为了探寻适合青藏高原高寒地区土壤有机质遥感反演的响应波段及遥感模型,实现区域像元尺度上的土壤表层有机质估算,本文利用Landsat8-OLI多光谱遥感数据与实地采样数据对青海湖流域表层(0 ~ 20 cm)土壤进行了有机质含量反演研究。结果表明:Landsat8-OLI影像的第5、6和7波段是青海湖流域土壤有机质含量的特征波段,基于这3个波段构建的土壤有机质遥感反演三元回归模型(R2=0.704,P<0.001),经实测点验证(RMSE=8.66)与相关文献研究结果验证(RMSE=8.85),精度高、稳定性强、预测趋势平稳。本研究不仅为高寒地区土壤有机质含量快速测定提供了一定的技术支持,也为高寒地区的碳库计算、土壤肥力评价、土壤碳循环、农作物估产、草地退化监测等提供了参考。

    • 湘北地区典型水稻土的发生特性及其在中国土壤系统分类中的归属

      2019, 51(1):168-177. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.023

      摘要 (1133) HTML (2180) PDF 363.85 K (1902) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取湘北地区7个发育于2种母质的水稻土剖面样点,通过对其成土环境、剖面形态特征以及土壤理化性质进行野外观测和室内分析,按中国土壤系统分类方案,检索出诊断层和诊断特性,确定其在中国土壤系统分类中的归属,并评述土系的生产性能。结果表明:供试水稻土归属于水耕人为土亚纲下的简育和铁聚水耕人为土2个土类,底潜简育水耕人为土、普通简育水耕人为土、普通铁聚水耕人为土、漂白铁聚水耕人为土4个亚类;进一步按照土族和土系划分标准,划分出7个土族和7个土系。在相同成土环境下,同种母质发育的水耕人为土,土壤系统分类比土壤发生分类具有更强的划分能力。其划分的基层土壤单元(土族和土系),对农业生产、土地资源利用更具有指导意义。

    • 渝东南岩溶区典型土壤的系统分类研究

      2019, 51(1):178-184. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.024

      摘要 (1197) HTML (621) PDF 215.77 K (1587) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确渝东南岩溶区典型土壤在中国土壤系统分类中的归属,以该区域石灰岩发育的典型土壤个体为研究对象,挖掘8个典型剖面,通过野外观测、分层取样与分析,依据《中国土壤系统分类检索(第三版)》进行分类检索,并与发生分类进行参比。结果表明,8个供试剖面分别被划归为3个土纲(淋溶土、雏形土和新成土)、5个亚纲、7个土类和7个亚类等系统分类高级单元;在系统分类基层单元归属上,8个剖面分别被划归为8个土族和8个土系。黄棕壤参比到简育常湿雏形土和酸性常湿雏形土,黄壤参比到简育湿润淋溶土,石灰(岩)土参比到钙质常湿(湿润)淋溶土、钙质湿润雏形土和湿润正常新成土。结合成土环境分析可知,在渝东南岩溶区海拔<1 000 m的地区,海拔越高,其水分状况越好,越容易形成黏化层;若海拔大致相同,坡度是影响土壤形成黏化层的首要因素;地形和海拔也与渝东南岩溶区的土壤水分状况、雏形层的形成等密切相关,是影响渝东南土壤系统分类归属划分的重要因素。

    • 新疆喀纳斯景区表层土壤磁学特征及环境意义

      2019, 51(1):185-194. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.025

      摘要 (1033) HTML (821) PDF 11.29 M (1262) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究环境磁学方法在景区土壤污染监测中的可行性,以新疆5A级景区喀纳斯为研究区域,采集表层土壤样品72个,并对其进行系统的环境磁学分析。结果表明:喀纳斯景区土壤磁性矿物平均含量较高,磁学矿物主要由亚铁磁性矿物构成,并含有少量的不完全反铁磁性矿物。磁晶颗粒主要为粗颗粒多畴,同时存在较少的超顺磁颗粒。磁参数空间分布表明,磁性矿物含量参数(χLF、SIRM、SOFT、HIRM)在湖口旅游区表现出高值,新村、老村和旅游接待地呈现相对低值;其他参数(χFD%、S-ratio、SIRM/χLF)空间分布规律与含量磁性参数基本呈相反趋势;研究区的磁性高值点分布与景区人类活动密集区、建筑物及道路的分布具有一致性;湖口旅游区较高的磁性值主要与较强的自然成土作用有关,其他区域的磁性高值点主要受旅游活动的影响。因此,借助土壤磁学方法能够有效区分和圈定景区土壤人为污染范围,为景区土壤污染防治和旅游规划提供参考依据。

    • 塔里木河流域未利用地农业生产开发生态风险研究

      2019, 51(1):195-204. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.026

      摘要 (795) HTML (1191) PDF 5.32 M (1787) 评论 (0) 收藏

      摘要:塔里木河流域生态的脆弱性和农业生产开发过程中开荒规模的绝对性使其局部地区存在较大的生态风险隐患,本文选取塔里木河流域作为研究区域,以未利用地农业生产开发生态风险为研究对象,运用AHP(层次分析法)和生态风险指数法对塔里木河流域未利用地农业生产开发过程中暴露出的土壤、水环境和社会生态风险进行评价,通过县域空间和风险源累积量响应分析得出以下结论:①拜城县、阿克苏市、乌什县、喀什市、阿拉尔市生态风险较高;低风险集中带主要有若羌-且末县、阿图什-乌恰县、皮山县、英吉沙-莎车县等。②新和县、墨玉县与洛浦县临界地带,土壤风险程度较高;库车县与新和县交界地带水环境生态风险较高,生态风险值为0.043 2;轮台县东北部与焉耆回族自治县交界处、阿瓦提县与温宿县交界处、阿图什市西南部与喀什市交界处社会生态风险较高。

    • >研究简报
    • 添加稻草生物质炭对滨海水稻土有机质活性的影响

      2019, 51(1):205-209. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.01.027

      摘要 (1065) HTML (485) PDF 268.18 K (1575) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确腐熟稻草、直还稻草与稻草生物质炭3种不同的稻草还田方式对滨海盐渍型水稻土中碳组分的影响,采用为期270 d的室内恒温培养试验,研究了施用等碳量的腐熟稻草、直还稻草(指稻草直接还田)与稻草生物质炭对水稻土有机碳累积及其氧化稳定性、土壤水溶性有机碳和微生物生物量碳含量的影响。稻草生物质炭处理显著提高了土壤有机碳累积量及其氧化稳定性,并增加了土壤微生物生物量碳含量,但对水稻土水溶性有机碳含量并无影响。腐熟稻草与直还稻草处理皆可在短时间内提高土壤水溶性有机碳及微生物生物量碳含量,但对土壤碳累积影响较小,腐熟稻草处理甚至会降低土壤抗氧化能力。稻草生物质炭的施用会增加土壤碳的积累,但若长期施用会降低土壤碳库活性,其可与腐熟稻草或直还稻草配施来减少这一问题。

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