• 2019年第51卷第3期文章目次
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    • >专论与综述
    • 增氧提高蔬菜磷素吸收利用的作用机制研究进展

      2019, 51(3):419-424. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.001

      摘要 (986) HTML (1496) PDF 175.20 K (1722) 评论 (0) 收藏

      摘要:磷素的吸收利用率低是制约蔬菜生产的重要障碍因子之一,蔬菜根系形态和生理特性的适应性变化是高效利用土壤磷的主要生物学机制。当前磷肥的过量施用导致蔬菜根际环境的恶化,而根际环境对蔬菜的根系形态结构、根系活力和植株生理反应也都会产生反馈影响。本文从氧营养的角度,以根系为核心,综述了国内外提高蔬菜磷素利用率的途径,根系与根际环境互作对蔬菜磷素利用率的响应,并剖析了增氧促进根系生长及改善根际环境提高蔬菜对磷的吸收及利用的生物学机制,从而为提高蔬菜磷肥利用效率、减少蔬菜地磷肥投入量提供理论依据。

    • >研究报告
    • 温度和水分对典型香型烟区植烟土壤氮素矿化的影响

      2019, 51(3):422-450. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.004

      摘要 (924) HTML (660) PDF 482.89 K (1354) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究典型香型烟区植烟土壤氮素矿化特征及其与温度和水分的关系,采用室内培养试验研究了土壤温度(15、28、37℃)和土壤相对含水量(50%、65%、80% 田间持水量)对云南大理、贵州毕节、河南许昌3个典型香型产区植烟土壤氮素矿化的影响。结果表明:不同地区植烟土壤矿质氮和矿化速率变化规律与温度和水分密切相关。3个产区植烟土壤的矿质氮含量和矿化速率均随着温度的升高而升高,在同一温度条件下,以土壤有机质含量较高的云南大理土壤矿化量较大,有机质含量较低的河南许昌土壤矿化量较小。不同地区植烟土壤含水量与氮素矿化的关系不尽相同,土壤相对黏重的贵州毕节土壤以50% 田间持水量处理土壤氮素矿化量和矿化速率最大,以80% 田间持水量处理最不利于氮素矿化;而质地相对较轻的河南许昌土壤和云南大理土壤均为在65% 田间持水量条件下最有利于氮素矿化,以50% 田间持水量处理氮素矿化量较小。基于一级动力学方程的模拟,3个植烟土壤的潜在矿化氮库(N0)都随温度的增加而提高,总体以28 ~ 37℃的培养温度较为适宜,低于15℃不利于土壤有机氮的矿化,3个植烟土壤的N0以云南大理最高,河南许昌最低;土壤矿化速率常数(K)以云南大理最大。土壤相对含水量也对N0有一定影响,且土壤温度和含水量对不同土壤氮素矿化量和矿化速率均存在显著的互作影响,合理调控土壤温度和土壤相对含水量,可以有效调节不同生态烟区土壤氮素矿化动态变化。

    • >专论与综述
    • 农药污染土壤的生物强化修复技术研究进展

      2019, 51(3):425-433. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.002

      摘要 (1080) HTML (1315) PDF 261.62 K (1603) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物强化作为一种新型、高效的生物修复技术在污染环境治理中具有独特优势。针对目前土壤农药污染现状,本文介绍了土壤微生物修复方法中的生物强化技术的概念及内涵,探讨了在污染土壤环境中影响生物强化修复效率的生物及非生物因素,重点阐述了生物强化技术在4大类农药(有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类杀虫剂和三嗪类除草剂)污染土壤修复中的研究进展及应用实例,并提出生物强化技术面临的问题和未来研究方向。

    • >研究报告
    • 生化抑制剂组合与施肥模式对黄泥田稻季田面水及 渗漏液氮素动态变化的影响

      2019, 51(3):434-441. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.003

      摘要 (834) HTML (583) PDF 504.28 K (1408) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用二因素随机区组设计,研究生化抑制剂组合 (N-丁基硫代磷酰三胺 (NBPT)、N-丙基硫代磷酰三胺 (NPPT) 和2-氯-6-(三氯甲基)吡啶 (CP)) 与施肥模式(一次性施肥和分次施肥)互作对黄泥田稻季田面水和渗漏液氮(N)素浓度动态变化特征的影响。结果表明,黄泥田稻季田面水和渗漏液中N素形态分别以NH4+-N和NO3--N为主。基肥施用后,稻田田面水中NH4+-N和总氮(TN)浓度于第1 天达到峰值后降低,第6 天分别降为峰值的57.9% ~ 69.1%、41.9% ~ 59.0%(一次性施肥)和29.9% ~ 60.7%、60.9% ~ 69.7%(分次施肥);稻田渗漏液中NO3--N和TN浓度于第1 ~ 3 天达到峰值后降低,第6 天分别降为峰值的51.4% ~ 56.5%、56.6% ~ 61.6%(一次性施肥)和45.3% ~ 57.5%、51.1% ~ 59.6%(分次施肥)。不同施肥模式下,硝化抑制剂CP会提高田面水NH4+-N浓度,而脲酶抑制剂NBPT/NPPT或配施CP有效抑制脲酶活性,降低田面水NH4+-N峰值;CP显著降低渗漏液NO3--N浓度,且CP或配施NBPT/NPPT有效抑制硝化作用,降低渗漏液NO3--N峰值。新型脲酶抑制剂NPPT单独施用及与CP配施的稻田田面水和渗漏液N素浓度动态变化特征与NBPT相似。总之,生化抑制剂与适宜的氮肥运筹相结合更能有效延缓黄泥田中尿素水解,抑制硝化作用,减少N素径流和渗漏损失。

    • 长期施肥对水稻土碳氮矿化与团聚体稳定性的影响

      2019, 51(3):451-457. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.005

      摘要 (1104) HTML (618) PDF 323.39 K (1555) 评论 (0) 收藏

      摘要:水稻土有机碳、氮矿化过程对水稻土质量和作物养分吸收具有重要的作用,但是它们对施肥措施的响应及其与土壤结构之间的关系尚不清楚。本研究基于红壤性水稻土长期施肥定位试验,分析了不施肥(CK)、施用常量化肥(NPK)、2倍化肥(NPK2)和常量化肥配施有机肥(NPKOM)等处理下水稻土碳氮矿化特征,并研究了其与土壤团聚体稳定性的关系。结果表明NPKOM处理显著提高了土壤有机碳和全氮含量(P<0.05),而单施化肥处理(NPK2和NPK)则同CK处理没有显著差异。土壤有机碳矿化速率、累积矿化量和矿化率均为NPKOM>NPK2>NPK>CK处理,其中NPKOM处理显著高于其他处理(P<0.05),而后3个处理间没有显著差异。土壤氮矿化速率、累积矿化量和矿化率同土壤碳矿化的规律一致,NPKOM、NPK2和NPK处理累积矿化氮量较CK处理分别提高110.0%、29.4% 和8.8%,矿化率分别提高110.8%、25.6% 和13.0%。单施化肥处理(NPK和NPK2)的平均质量直径(MWD)分别降低了17.1% 和15.5%,而NPKOM处理则增加了19.4%。相关分析表明,土壤碳氮矿化主要取决于土壤有机碳氮含量,而与土壤团聚体水稳定性无直接关系。在今后研究中,应重点分析土壤孔隙结构与有机碳氮周转的关系。

    • 高钾用量和根区施肥可提升皖南不同质地土壤烟叶钾含量

      2019, 51(3):458-464. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.006

      摘要 (855) HTML (868) PDF 467.29 K (1484) 评论 (0) 收藏

      摘要:钾是烟叶的品质元素之一,提升烟叶钾含量一直是我国烟草行业关注的重点之一。本文选取安徽烤烟主产区皖南宣城市砂土与黏土两类典型土壤,以云烟97为试验材料,研究田间条件下不同高钾用量水平与施肥方式对烟叶钾含量的影响。研究结果表明,在耕层土壤全层混施方式下,随着施钾量增加(0、300、600、900、1 200、1 800、2 400 mg/kg,以纯K计),两种质地土壤烟叶钾含量均显著上升,呈先快速增加而后缓慢增加的趋势。在钾肥用量低于1 200 mg/kg时,每增加钾肥用量100 mg/kg,砂土和黏土烟叶不同部位钾含量分别平均增加2.4 g/kg和1.0 g/kg。更高钾肥用量可使砂土烟叶钾平均含量提升到44.0 g/kg,黏土则只能提升到26.2 g/kg。两类土壤钾肥效果差异极大的原因与土壤固钾能力有关,土壤速效钾含量与烟叶钾含量呈线性相关,而黏土钾肥固定率平均为71%,远高于砂土的25%,这是两种质地土壤钾肥肥效差异的根本原因。在常规同等钾肥用量条件下(K2O 25 kg/667m2),氮磷钾根区集中施用较常规条施显著促进了烟叶对钾的吸收,提升了烟叶钾含量,而且砂土的效果要好于黏土,其原因也与根区施肥可显著提升烟叶根区土壤速效钾含量有关。以上结果表明,选择固钾能力弱的土壤,提高钾肥用量并改进施肥方法可以有效提升皖南烟叶钾的含量。

    • 玉米秸秆生物质炭基肥的结构与性质表征

      2019, 51(3):465-469. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.007

      摘要 (881) HTML (1505) PDF 398.70 K (1576) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解玉米秸秆生物质炭基肥的结构与性质,通过实验室自制玉米秸秆生物质炭基化肥,研究生物质炭添加量对炭基肥的形貌特征、pH、表面官能团种类和元素组分的影响。结果表明:玉米秸秆生物质炭具有丰富的孔隙结构,化学肥料添加量越大,结构表面无序化程度越高;总孔容和平均孔径的变异范围分别为2.1 ~ 3.3 cm3/kg和2.7 ~ 3.2 nm,平均为2.8 cm3/kg和2.9 nm。生物质炭化后,C-O-C、-COOH、-CH3、-CH2消失,化学肥料并不影响生物质炭缓释载体原有的分子结构,只是影响其元素含量。与未加化肥的生物质炭对照相比,炭基肥中C、H元素含量降低,而N、O元素含量升高,变幅分别为47.7% ~ 68.4%、20.2% ~ 28.2%、59.5% ~ 82.6% 和164.0% ~ 228.8%,平均为59.4%、24.1%、71.9% 和196.5%;而元素组分的H/C、O/C 和( N + O)/C 都有所增大。总之,化学肥料存在于生物质炭表面和孔隙之中,其添加并未改变生物质炭的骨架结构和官能团种类,而元素组分含量和原子比(H/C、O/C 和( N + O)/C)的改变将可能更有利于增强生物质炭基肥的保水与吸附性能。

    • 不同有机物料接种蚯蚓对设施菜地土壤 培肥及作物生长的影响

      2019, 51(3):470-476. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.008

      摘要 (1093) HTML (695) PDF 417.76 K (1311) 评论 (0) 收藏

      摘要:设施蔬菜栽培长期施用过量化肥,往往导致土壤质量退化及作物产量降低等问题。因此,采用生态友好的农业生产方式已成为农业可持续发展的趋势。本研究在野外调控试验的第3年采集作物和土壤,研究了施用不同有机物料条件下,接种赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)对设施菜地土壤性质和作物生长的影响。结果表明,在不同有机物料施用下接种赤子爱胜蚓均显著地提高了黄瓜和菠菜的产量,其中在施用腐熟牛粪+食用菌渣条件下接种赤子爱胜蚓效果最显著。此外,在腐熟牛粪和腐熟牛粪+食用菌渣施用条件下,接种赤子爱胜蚓显著地提高土壤的硝态氮(NO3--N)、团聚体平均重量直径(MWD)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和代谢熵(qCO2),而在施用商品有机肥的处理中,接种赤子爱胜蚓仅显著地提高了土壤NO3--N和qCO2。本研究促进了对蚯蚓在设施农业生态系统中服务功能的理解,并为设施农业生产提供了理论基础。

    • 复合微生物菌剂对棉花生理特性及根际土壤 微生物和化学性质的影响

      2019, 51(3):477-487. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.009

      摘要 (923) HTML (1026) PDF 463.19 K (1775) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了系统地阐述复合微生物菌剂在改善土壤化学性质、生物学性质和促进植物生长方面的效果及机理,采用盆栽试验,研究常规和灭菌条件下不同用量的微生物菌剂对棉花生长、生理代谢、根际土壤生物学特性和养分含量的影响。结果表明:施用复合微生物菌剂能够提高苗期棉花叶片光合色素总量,叶片和根系内抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)活性,降低过氧化物质含量(MDA、O2?-),进而提高了棉花的光合性能和抗氧化能力;降低了土壤pH,提高了根际土壤细菌和放线菌数,而降低了根际土壤真菌数,同时提高了根际土壤脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶和脱氢酶活性,最终提高了根际土壤有效养分和有机质含量,改善了根际微域环境,促进了棉花苗期生物量的累积和抗病性。除根际土壤养分含量外,常规复合微生物菌剂对各指标的改善效果优于灭菌复合微生物菌剂,且用量为10 L/667m2时效果较明显。因此,复合微生物菌剂可通过改变土壤pH,改善根际土壤微生物群落的数量和结构来改变土壤酶活性和有效养分含量,优化根际生长环境,增强植物抗逆性和光合能力,最终实现养地增产的效果。此外,复合微生物菌剂中的有益活菌在改土、促生方面具有极其重要的积极效应。

    • 砂姜黑土有机碳与微生物群落特性之间的关系

      2019, 51(3):488-494. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.010

      摘要 (1040) HTML (657) PDF 318.34 K (1512) 评论 (0) 收藏

      摘要:砂姜黑土是我国典型的中低产土壤,提升土壤有机质是砂姜黑土改良的重要环节,然而砂姜黑土有机质与微生物之间的关联关系尚不明确。本文采集40个代表性苏北平原砂姜黑土样品,测定土壤有机碳、全氮、可溶性有机碳、微生物生物量碳氮,利用稳定性同位素13C 标记的谷氨酸测定微生物碳利用率、16S rRNA基因高通量测序分析微生物群落结构,研究苏北平原砂姜黑土有机质及关键微生物的关联关系。结果显示:苏北平原砂姜黑土有机碳含量为15.82 g/kg,可溶性有机碳占土壤有机碳含量的2‰,表明有机质的碳有效性较低;砂姜黑土优势菌门为变形菌门,优势菌科以黄单胞菌科、Gaiellaceae、酸杆菌科细菌为主,但高效的碳转化菌群(如酸杆菌纲和放线菌)较少;微生物碳利用率普遍较低,在0.07 ~ 0.20之间,与有机碳、可溶性有机碳和微生物生物量碳含量显著相关。因此,较低的微生物碳利用率、较低的碳转化菌群组成比例制约了砂姜黑土有机质的形成与提升。

    • 应用T-RFLP技术分析不同土壤温度和施肥方式下设施土壤细菌群落结构

      2019, 51(3):495-501. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.011

      摘要 (759) HTML (625) PDF 338.67 K (1532) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)和荧光定量PCR技术,研究了两种土壤温度(对照不增温,10℃ ± 2℃;增温,20℃ ± 2℃)和两种施肥方式(对照不施肥;鸡粪有机肥底肥+尿素追肥)对土壤细菌群落结构及其多样性和数量特征的影响。结果表明:相同施肥方式下,土壤增温增加土壤速效养分含量,尤其在施肥时增加幅度更明显。分析显示施肥对土壤细菌群落结构的影响在不同土壤温度条件下表现不同。土壤不增温条件下,施肥增加细菌Pielou均匀度指数和Shannon-Weiner多样性指数,Simpson优势度指数降低;土壤增温条件下,则效果相反。与不增温比,增温使土壤细菌Pielou均匀度指数和Shannon-Weiner多样性指数降低,但物种个体数和Simpon优势度指数增加明显。增温改变了土壤细菌群落结构,62 bp和93 bp两种限制性末端片段在土壤增温条件下优势度提高,主要包括共生菌和杆菌。

    • 银杏凋落叶对生菜生长及生理特性的影响

      2019, 51(3):502-506. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.012

      摘要 (833) HTML (691) PDF 211.63 K (1351) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用盆栽试验,通过向土壤中施加不同量(0、2.5、5.0、7.5、10.0 g/kg)的银杏凋落叶,研究银杏凋落叶对生菜生长及生理特性的影响。结果表明:在土壤中施用银杏凋落叶后显著抑制了生菜的生长,其根长、茎粗和株高均显著下降,地上部鲜物质量较对照分别减少了11.38%、22.54%、32.37%、34.82%;各处理生菜叶片中叶绿素含量较对照均显著减少,且随凋落叶施用量的增多呈现降低趋势,10.0 g/kg银杏凋落叶处理下的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素以及类胡萝卜素含量分别比对照减少45.24%、56.25%、47.72% 以及38.08%;生菜叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性较对照均有所增强,且各处理中后两者酶活性均显著高于对照;各处理生菜叶片丙二醛(MDA)含量均小于对照,且随凋落叶施用量增多呈增加趋势。研究认为,银杏凋落叶对生菜生长及抗性生理产生化感作用,综合表现为抑制作用。

    • 滨湖城市典型公园化河口岸带土壤理化性状研究

      2019, 51(3):507-516. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.013

      摘要 (948) HTML (636) PDF 1.38 M (1547) 评论 (0) 收藏

      摘要:为摸清五里湖公园化河口岸带土壤理化性质,探明土壤质量状况,本研究于2017年10月对五里湖3个典型公园化河口区域(陆典桥浜L、梁塘河C、圩田里河W)的24个点位进行岸带土壤采集,分析土壤颗粒组成、容重(BD)和孔隙度(Pt)等物理性状和pH、有机质(OM)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、全磷(TP)和有效磷(AP)等化学性状,并利用与植物生长相关的土壤指标(石砾、砂粒、黏粒、BD、pH、OM、TN、AN、TP、AP)进行土壤质量指数(SQI)评价。结果表明:①3个河口岸带土壤均存在结构退化的情况,土壤主要以石块和石砾为主(>700 g/kg),砂粒、粉粒和黏粒含量较低,土壤容重偏大(>1.35 g/cm3),孔隙度偏低(<50%);②3个河口岸带土壤pH均呈碱性(平均8.30),且陆典桥浜河口>圩田里河河口>梁塘河河口,AP含量趋势相反;除梁塘河河口TP含量差异不大外,陆典桥浜和梁塘河河口的OM、TN、AN、AP、TP均呈现近岸大于远岸的趋势。③3个河口岸带土壤质量状况均较差(SQI<0.5),AN、BD、OM、AP和pH是影响研究区域岸带土壤质量的5个主因子。

    • 亚热带稻田土壤反硝化动力学参数估算

      2019, 51(3):517-523. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.014

      摘要 (849) HTML (815) PDF 606.97 K (1485) 评论 (0) 收藏

      摘要:反硝化作用是土壤氮素损失的重要途径,对反硝化潜势的准确估算是农业精准施肥的必然要求。以亚热带典型红壤稻田土作为研究对象,足量添加外源氮进行室内淹水厌氧培养获取反硝化作用动态,并分别用米氏方程和一级动力学方程对其拟合,最后利用土壤基本理化性质对反硝化动力学参数进行估算,结果表明:米氏方程更适合反硝化动力学拟合,最佳的米氏常数(Km)为35 mg/kg;米氏最大速率常数(vmax)与一级动力学速率常数(K)具有显著的相关性(r=0.96,P<0.05)。土壤总氮,砂粒和粉粒以及土壤容重对vmax影响最大。利用总氮和粉粒含量作为输入参数估算了vmax,准确度达66%。所构建的参数方程既充分挖掘了土壤基础数据潜能,又能快速的获取土壤反硝化动力学曲线,省时省力。

    • 不同改良剂对滨海重度盐渍土质量和肥料利用效率的影响

      2019, 51(3):524-529. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.015

      摘要 (1007) HTML (622) PDF 280.66 K (1695) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示不同改良剂对江苏滨海围垦滩涂区重度盐渍土改良与肥料利用的效应,通过田间试验研究生物质炭、石膏、EM菌剂和黄腐酸4种改良剂对土壤表层盐分的时序动态、大麦产量和肥料利用效率的影响。结果表明:盐分对于作物生长和肥料利用具有明显的抑制作用,各改良剂均有效提高了重度盐渍土土壤肥力与作物产量。其中,低量生物质炭处理(10 t/hm2)和高量黄腐酸处理(3 t/hm2)整体效果较好。经低量生物质炭处理后,土壤表层(0 ~ 20 cm)盐分相对于单施化肥处理降低106%,作物产量增加79%,氮肥利用率提高99%;高量黄腐酸处理较单施化肥处理土壤表层盐分降低95%,作物产量增加68%,氮肥利用率提高93%。该结果表明适宜用量的生物质炭和黄腐酸均可用于滨海滩涂重度盐渍土的加速治理培育和肥料利用效率的提升。

    • 土壤主要理化性质对湘粤污染农田镉稳定效果的影响

      2019, 51(3):530-535. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.016

      摘要 (810) HTML (800) PDF 353.96 K (1321) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用盆栽试验研究了稳定剂(石灰、海泡石联合施用)对湖南、广东两省区不同性质土壤上生长的小青菜(Brassica chinensis L.)生物量、重金属吸收以及土壤pH和重金属提取态含量的影响,探讨了影响镉(Cd)稳定修复效果的土壤性质参数。结果表明:施加稳定剂对增加酸性土壤上小青菜生物量效果显著,土壤pH、有机质(OM)、全量Cd和黏粒是影响小青菜生物量变化的主要因素;土壤pH、阳离子交换量(CEC)、OM、黏粒是影响小青菜Cd含量变化的主要因素;土壤pH、CEC、全量Cd和黏粒是影响土壤提取态Cd含量变化的主要因素。

    • 茶多酚和铜对可变电荷土壤钙镁释放的影响

      2019, 51(3):536-540. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.017

      摘要 (933) HTML (758) PDF 323.08 K (1423) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过批平衡试验,研究茶多酚、铜和体系pH对可变电荷土壤释放钙镁离子的影响。研究发现,铜离子初始浓度为2.0 mmol/L,最终体系pH为5.0时,随着茶多酚添加量的增加,可变电荷土壤表面的负电荷增加,土壤表面释放的钙镁离子量减少。茶多酚初始添加量为20 g/kg,最终体系pH为5.0时,随着铜离子初始浓度的升高,可变电荷土壤对铜离子的吸附量增加,铜离子通过与钙镁离子发生离子交换,形成对吸附位点的竞争,从而增加钙镁离子的释放。茶多酚初始添加量为20 g/kg,铜离子浓度为2.0 mmol/L,随着pH的升高,可变电荷土壤钙镁离子释放量下降。在相同pH条件下,茶多酚可以通过自身的吸附增加可变电荷土壤表面负电荷,减少可变电荷土壤钙镁离子的释放量。研究结果可为茶园土壤酸化和污染控制提供参考。

    • 修复剂调控铅镉污染棉田对土壤微生物多样性的影响

      2019, 51(3):541-548. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.018

      摘要 (778) HTML (552) PDF 571.12 K (1300) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨重金属铅(Pb)、镉(Cd)污染下棉粕腐植酸和聚丙烯酸钾修复剂对土壤微生物多样性的影响,采用田间桶栽试验,进行了棉粕腐植酸、聚丙烯酸钾以及两者复合施用修复污染棉田土壤的研究,通过高通量测序分析了土壤微生物多样性的变化,并利用傅里叶红外光谱进行了土壤化学结构的修复响应分析。结果表明:与未施用修复剂处理相比,施用棉粕腐植酸和聚丙烯酸钾减少了表层土壤Pb、Cd含量,其中两者复合处理可分别减少62.6% 和52.3%;改变了土壤微环境进而影响了土壤微生物多样性,不同处理共发现土壤细菌25 个门,69个纲,149个目,273个科,442个属,其中优势菌门主要为变形菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门和放线菌门。聚丙烯酸钾处理增加了土壤中变形菌门的相对丰度,棉粕腐植酸和复合修复处理增加了酸杆菌门和芽单胞菌门的相对丰度。由此可见,铅镉复合污染土壤中微生物多样性丰富,优势菌群相对稳定,聚丙烯酸钾和棉粕腐植酸通过改变土壤微环境进而影响菌群丰度。

    • 不同种源延胡索及土壤中有机氯农药残留特征及安全评价

      2019, 51(3):549-556. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.02.019

      摘要 (899) HTML (642) PDF 329.05 K (1366) 评论 (0) 收藏

      摘要:以万州、开县实验基地土壤和9个种源延胡索为研究对象,使用气相色谱–电子捕获检测器(GC-ECD)检测了土壤和延胡索中有机氯农药(OCPs)残留量,分析其残留特征和生态安全。结果表明:①在土壤和延胡索样品中均检出了滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs),DDTs的检出率分别为100% 和83.3%,HCHs的检出率分别为72.2% 和100%。DDTs和HCHs残留量具有较大的离散性和一定的区域差异性。②在土壤样品中,检出率较高的是4,4'-DDE和α-HCH,分别为100% 和66.7%。4,4'-DDE和α-HCH是OCPs残留的主要成分。③在延胡索样品中,检出率较高的是α-HCH、4,4'-DDE和β-HCH,分别为100%、77.8% 和55.6%,3种成分占OCPs残留量的73.7%。延胡索对α-HCH和4,4'-DDE有很强的生物富集作用,富集因子分别约为1.8和0.65。④实验基地土壤OCPs残留符合《土壤环境质量标准》二级标准,属于尚清洁水平,延胡索的OCPs残留量符合《药用植物及制剂外经贸委绿色行业标准》。

    • 基于物种敏感性分布的江苏省典型水稻土Cd安全阈值研究

      2019, 51(3):557-565. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.020

      摘要 (889) HTML (856) PDF 1.68 M (1518) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究不同水稻品种富集镉(Cd)的敏感性差异和江苏典型水稻土Cd的安全阈值,可为水稻安全生产和产地安全性评价提供理论依据。选择江苏省主栽的12个水稻品种和2种代表性水稻土(酸性的兴化勤泥土和中性的常熟乌栅土),通过温室盆栽试验,分别添加不同浓度的外源Cd,研究不同水稻品种对Cd的敏感性差异,并利用物种敏感性分布法(species sensitivity distribution,SSD)推导2种土壤Cd的安全阈值。结果表明:不同水稻品种糙米Cd含量存在显著的种间差异,最高含量和最低含量相差3 ~ 6倍,并表现为籼型杂交稻显著高于粳型常规稻和粳型杂交稻。利用Burr Ⅲ型分布函数拟合12个水稻品种富集Cd的SSD曲线,通过国家食品安全标准反推出勤泥土和乌栅土上保护95% 的水稻品种糙米不超标的HC5值即安全阈值,其中全量Cd分别为0.78 mg/kg和1.17 mg/kg,CaCl2提取态Cd分别为0.13 mg/kg和0.14 mg/kg,EDTA提取态Cd分别为0.46 mg/kg和0.64 mg/kg。2种土壤上基于全量Cd的安全阈值均高出我国《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)中二级标准的限值(0.30 mg/kg、pH≤7.5)。

    • 准噶尔和塔里木盆地盐渍化土壤黏土矿物组成特征及成因

      2019, 51(3):566-577. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.021

      摘要 (933) HTML (1236) PDF 1.75 M (1480) 评论 (0) 收藏

      摘要:新疆是中国盐渍化土壤主要分布区,本研究在新疆准噶尔盆地和塔里木盆地采集不同盐化程度土壤,利用X-射线衍射仪、透射电镜、X射线荧光光谱技术,研究两个盆地内盐渍化土壤中黏土矿物的分布特点。结果表明:受干旱气候的影响,两大盆地盐渍化土壤中黏土矿物主要包括伊利石、蒙脱石、绿泥石和高岭石,其中塔里木盆地盐渍化土壤中蒙脱石含量极少。土壤次生碳酸盐δ13C和δ18O及黏土矿物D和δ18O测定结果显示,塔里木盆地采样点土壤形成期气候相对准噶尔盆地更干旱,这种干旱气候导致伊利石中K+不易脱去,从而影响蒙脱石形成。在相对湿润的准噶尔盆地,采样点盐渍化土壤中蒙脱石含量较高,且蒙脱石含量随着伊利石含量减少而增加,两者之间达到极显著负相关关系(r=0.81,n=30,P<0.01),表明土壤中存在伊利石向蒙脱石的转化过程。准噶尔盆地盐渍化土壤具备伊利石向蒙脱石转化所需要的水分条件和化学组分:①相对湿润气候条件下伊利石发生脱K+;②盐渍化土壤pH>8.5,使长石中的Si4+溶解,参与矿物转化过程;③盐渍化土壤溶液中大量Ca2+、Na+和Mg2+ 可进入伊利石层间占据K+ 空位,形成蒙脱石。同时,研究结果还显示10 cm以下土层土壤盐分含量与伊利石含量存在极显著负相关关系(r=0.76,n=22,P<0.01),表明10 cm以下土体中,盐分的存在利于准噶尔盆地盐渍化土壤中伊利石向蒙脱石转换。因此,气候和盐分含量是新疆两大盆地盐渍化土壤中黏土矿物形成和转化的主要影响因素。

    • 黄土丘陵区典型植被土壤剖面的颗粒分形特征

      2019, 51(3):578-585. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.02.022

      摘要 (1007) HTML (732) PDF 1.99 M (1543) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用分形理论研究陕北安塞五里湾流域5种典型植被0 ~ 200 cm土壤剖面土壤颗粒大小分布(particle size distribution,PSD)及其体积分形维数分布特征,并进一步分析土壤PSD的分形维数与土壤有机碳、全氮和含水量的相关性。结果表明:研究区典型植被群落土壤颗粒组成主要为细颗粒(黏粒和粉粒),其中粉粒体积分数占总颗粒的56.82% ~ 71.99%;铁杆蒿草地的细颗粒平均体积分数量最大(78.86%),乔木林的最小(65.77%)。5种典型植被群落土壤PSD的体积分形维数介于2.498 ~ 2.599,均表现出随着土层深度的增加呈递增趋势;相同土层深度的分形维数呈现出铁杆蒿草地>黄芪草地>农田>灌木林>乔木林的趋势,灌木林和农田间差异不显著,其他植被群落间差异显著。典型植被土壤PSD的体积分形维数与黏粒、粉粒的体积分数和含水量呈极显著正相关(P<0.01),但与砂粒的体积分数呈极显著负相关(P<0.01),与有机碳含量呈显著负相关(P<0.05)。

    • 普洱茶种植对滇南红壤大孔隙的影响

      2019, 51(3):586-593. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.023

      摘要 (811) HTML (661) PDF 843.05 K (1448) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨滇南典型红壤下普洱茶种植对土壤大孔隙的影响,以灌草地和茶地为研究对象,采用染色示踪法观察土壤剖面,运用PhotoshopCS5、Image pro plus软件进行图像处理,利用土壤水分穿透曲线和Poiseulle方程研究了该地区的大孔隙特征。结果表明:茶地在耕作层大面积染色中,染色深度可达土层40 cm深度,灌草地于土层2.8 cm深度开始出现大孔隙流,灌草地比茶地更易发生大孔隙流;样地大孔隙主要集中在当量孔径0.4 ~ 2.5 mm,其中茶地和灌草地当量孔径0.4 ~ 1.0 mm大孔隙密度分别占95.2% 和95.5%,当量孔径>1 mm的大孔隙密度较低,且灌草地大于茶地;大孔隙密度分布为10 ~ 20 cm土层最高,随着土层深度增加依次递减,整体上土壤大孔隙密度关系为灌草地>茶地;土壤大孔隙不同当量孔径密度和染色面积比与土壤饱和导水率呈现显著性相关关系,当量孔径>1 mm的大孔隙仅占4.61%,但控制了饱和导水率90.8% 的变异。茶地相较于灌草地土壤结构遭到破坏,水分向下运移速率慢,渗透量减小,致使水土流失加重。

    • 基于EM38和WorldView-2影像的土壤盐渍化建模研究

      2019, 51(3):594-601. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.024

      摘要 (864) HTML (516) PDF 8.27 M (1234) 评论 (0) 收藏

      摘要:在干旱半干旱地区,土壤盐渍化是常见的土地退化问题之一。本研究选取于田县克里雅河上游边缘典型盐渍化区域作为研究靶区,通过EM38大地电导率仪实测土壤表观电导率,提取不同系数下的土壤调节植被指数(SAVI),分析了SAVI指数与土壤电导率间的相关性,并利用同时期WorldView-2影像的敏感波段建立了基于高分辨率影像数据的土壤盐渍化偏最小二乘回归(PLSR)模型并进行了精度验证。结果表明:①从遥感影像提取SAVI指数时,在系数(L)调节范围内选取固定系数值,系数值(间隔为0.1)从0.1变化到1.0的过程中,相应提取的SAVI指数与土壤电导率的相关性明显提升,相关性系数(r)从0.30提高到0.50,并通过显著性检验(P<0.01)。②选取的SAVI1.0、B6、B7、B8四种变量中,以SAVI1.0+B6+B8为变量组合所建立的PLSR模型为最优,该模型较其他变量组合建模的决定系数(R2P)提高了0.11,因此,在研究区该模型具有更好的预测能力,模型精度为RMSEC=0.77ds/m、R2C=0.68、RMSEP=0.79ds/m、R2P=0.66、RPD=2.2。

    • 基于随机森林模型的安徽省土壤属性空间分布预测

      2019, 51(3):602-608. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.025

      摘要 (1038) HTML (2071) PDF 3.01 M (2069) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨随机森林(Random forest,RF)模型对土壤属性空间预测的精度,本文以安徽省为例,收集140个土壤样本,利用GIS和RS技术,获取相关的地形因子、遥感植被指数及气候数据,利用RF模型分析土壤有机碳(SOC)含量、土壤容重和土壤黏粒含量与地形因子、遥感植被指数及气候数据之间的关系,并进行空间分布预测。研究结果表明:①RF建模预测中,当节点分裂次数(mtry)值为1,决策树数量(ntree)值分别为100、1 000和100时,获得的SOC含量、土壤容重和土壤黏粒含量RF模型最优;②高程、归一植被指数(NDVI)、地貌、多尺度山谷平坦指数(MrVBF)和土壤类型是SOC含量的重要预测因子;地貌、年均降水量(MAP)、MrVBF、高程和土壤类型是土壤容重的重要预测因子;高程、MAP、MrVBF和平面曲率是土壤黏粒含量的重要预测因子;③RF模型可以较好地进行土壤属性空间预测,多源环境变量组合可以分别解释SOC含量、土壤容重和土壤黏粒含量的26%、23%和22%;同时RF模型对于土壤类型和地貌等类型变量的处理具有一定优势。研究表明,在大尺度研究区域内,利用RF模型进行土壤属性空间预测有一定的意义。

    • 基于耦合关联分析的护岸植被恢复土壤抗蚀性综合评价

      2019, 51(3):609-616. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.026

      摘要 (810) HTML (616) PDF 233.71 K (1294) 评论 (0) 收藏

      摘要:为综合评估护岸植被对土壤抗蚀性的影响,选取草地、灌木、乔草和乔灌草模式土壤为研究对象,以自然坡面为对照,利用主成分分析法分析不同理化指标对土壤抗蚀性的影响,同时利用灰色关联度分析法分析土壤理化性质指标与土壤抗蚀性指标之间的关联程度,并在此基础之上构建土壤理化性质指标与抗蚀性指标的耦合模型,以综合评价不同护岸植被模式土壤的抗蚀性。结果表明:>0.25 mm水稳性团聚体、容重、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、平均重量直径和水稳性指数是影响研究区土壤抗蚀性的主要因子,其中 >0.25 mm团聚体对区域土壤抗蚀性的影响程度最大;平均重量直径、水稳性指数与土壤理化性质指标呈中等关联性,其关联性排序为 >0.25 mm团聚体>有机质>碱解氮>有效磷>速效钾>容重;不同护岸植被模式土壤抗蚀性质与理化性指标的系统耦合度整体属于弱协调,协调度的大小顺序为乔草>乔灌草>草地>灌木>自然坡面,乔草模式属于中度协调,其他模式均属于弱协调状态,说明乔草模式为护岸植被的最佳组合模式。土壤抗蚀性质与理化性指标的协调程度可以为科学改善河岸土壤结构、提高土壤抗蚀性及为护岸植被的优选提供参考依据。

    • 四川省攀西山区代表性烟田土壤系统分类研究

      2019, 51(3):617-621. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.027

      摘要 (963) HTML (511) PDF 218.02 K (1510) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤影响着烤烟的产量、质量、香型风格及其彰显程度。认识土壤是合理利用和改良土壤的基础。本研究以我国优质烤烟典型产区四川省攀西山区攀枝花市的米易县和仁和区以及凉山州的会东县和会理县为研究区域,在综合考虑地形地貌、成土母质、土壤条件、烟叶长势和品质的基础上,在上述地区分别确定了5、5、5和4个代表性烟田,基于野外成土因素调查和剖面形态特征观察信息以及第二次土壤普查中大致对应的典型剖面理化信息,初步确立了其在中国土壤系统分类上的归属。结果表明:调查的19个代表性烟田分属富铁土、淋溶土、雏形土和新成土4个土纲,涉及7个亚纲、9个土类和11个亚类。总体来看,这些烟田的优势是土体较厚,岩石碎屑含量适宜,但劣势是耕作层质地偏黏,且部分烟田为坡旱地,存在水土流失风险。

    • >研究简报
    • 添加玉米秸秆对黄棕壤有机质的激发效应

      2019, 51(3):622-626. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2019.03.028

      摘要 (881) HTML (701) PDF 316.11 K (1307) 评论 (0) 收藏

      摘要:玉米秸秆还田是培肥地力的一项重要措施,但是玉米秸秆添加后会改变土壤原有有机质的矿化过程,即引起激发效应,从而影响土壤碳平衡和周转。因此,适量秸秆还田将是高效且环境友好的提升土壤生产潜力的关键。本试验以黄棕壤为研究对象,设不添加玉米秸秆对照(CK)和添加占干土重的1%、5% 和9% 的粉碎玉米秸秆处理进行室内培养,分析土壤CO2释放动态及激发效应。试验结果表明,添加不同量玉米秸秆后,土壤CO2释放速率和累积量呈现出抛物线型变化趋势。在培养前期,各处理土壤CO2释放速率表现为9%>5%>1%>CK,到培养的第8天左右,添加5% 玉米秸秆的土壤CO2释放速率超过了添加9% 玉米秸秆的土壤,在培养后期,所有处理的土壤CO2释放速率慢慢地趋于一致。从累积CO2释放量来看,添加5% 玉米秸秆的处理比9% 玉米秸秆的处理土壤总CO2释放量高,表明添加5% 秸秆的处理对微生物群落和微生物活性的作用最大。在整个培养阶段,玉米秸秆添加对土壤有机质的激发效应均为负值,而加入的玉米秸秆并没有完全矿化,从而使土壤有机碳含量因添加玉米秸秆而升高。这些结果表明,添加玉米秸秆有利于提高黄棕壤土壤有机碳含量,在本试验的短期培养过程中以土壤干重9% 的添加量增加最多。

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