• 2020年第52卷第6期文章目次
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    • >专论与综述
    • 土壤活性有机质组分的光谱分析方法及应用

      2020, 52(6):1093-1104. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.001

      摘要 (975) HTML (2643) PDF 784.07 K (2082) 评论 (0) 收藏

      摘要:光谱分析方法是利用光谱学的原理和实验方法,来确定所测物质的结构及其化学组成和相对含量的方法。土壤活性有机质(labile organic matter,LOM)是生态系统管理措施早期且快速的敏感指标,对土壤质量的变化研究有重要意义。近年来,土壤LOM的含量变化逐渐成为土壤科学工作者研究的焦点。土壤LOM的组分有物理、化学、生物学和联合分组所分离出来的各种不同组分。土壤LOM组分的数量测定方法具有不确定性和难比较性,而应用光谱特性的质量变化的分析方法可以补充和验证数量变化的规律,由此获得准确、详实的结果。本文对利用现代分子技术进行有机质结构表征的紫外-可见光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、三维荧光光谱(3DEEM)和固态核磁共振碳谱(13C-NMR)的光谱分析方法进行了详述,并对这些方法在LOM研究的应用进展进行了概述。提出应针对不同的研究目的,选择适合的光谱分析技术,推荐了每种土壤LOM组分所适用的光谱分析方法,为研究解析土壤LOM的数量和质量变化规律提供了技术参考。

    • 我国不同尺度烤烟种植区划与思考

      2020, 52(6):1105-1112. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.017

      摘要 (587) HTML (980) PDF 450.94 K (1447) 评论 (0) 收藏

      摘要:烤烟具有广泛的生态适应性,同时对生态条件的变化敏感,而烤烟区划为我国优质烤烟生产和发展提供参考。本文从烤烟区划综合指标的集成方法、全国和大区尺度烤烟区划、省域尺度烤烟区划以及地市和县域尺度烤烟区划4个方面阐述了我国烤烟区划的研究现状,并对烤烟区划未来发展趋势做出了展望。目前烤烟区划综合指标集成的方法主要有聚类分析法和指数和法等。大尺度上的烤烟区划在指导我国烤烟种植上发挥重要作用,但小尺度,如地市和县域尺度则无法满足我国现今卷烟工业企业烤烟原料精准采购需求。今后需加强生态因素对烤烟品质的影响研究,提高小尺度上烤烟区划的精细化程度,加强验证区划结果的准确性,实现烤烟的动态区划,从而为烤烟种植和品质筛选提供依据。

    • >研究报告
    • 籼粳杂交稻高效吸收氮素的相关机理研究

      2020, 52(6):1105-1111. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.002

      摘要 (648) HTML (541) PDF 453.76 K (1037) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过盆栽和水培试验研究了籼粳杂交稻甬优12(YY-12)、嘉优中科6号(JY-6)和常规粳稻秀水134(XS-134)在常规供氮(M-N)和低氮(L-N)水平下分蘖盛期水稻氮素利用效率差异,并初步探讨相关机理机制。结果表明:YY-12和JY-6在两种供氮水平下氮素吸收效率明显大于XS-134。与XS-134相比,YY-12和JY-6根系干物质累积明显增大,加之根孔隙度(POR)较大,使其根系径向泌氧量(ROL)明显增加,从而很可能造成YY-12和JY-6根际土壤氨氧化菌(AOB)数量和硝化强度明显增加,使YY-12和JY-6根际土壤矿质氮含量明显大于XS134。相关分析表明根际土壤矿质氮含量与水稻氮素吸收效率极显著正相关。因此,YY-12和JY-6氮素吸收效率高很可能与其种植使根际土壤硝化强度增加和有机氮矿化加剧紧密相关。另外,与M-N处理相比,YY-12和YY-6氮素吸收效率在L-N水平下明显增加,而XS-134无明显差异。主要原因为:与M-N相比,YY-12和JY-6在L-N水平下根系干物质累积和POR增加比例均大于XS-134,ROL和根际土壤硝化强度以及根际土壤矿质氮含量下降比例小于XS-134。

    • 外源蔗糖对高NH4+胁迫下拟南芥碳氮代谢的影响

      2020, 52(6):1112-1120. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.003

      摘要 (567) HTML (797) PDF 1.86 M (1092) 评论 (0) 收藏

      摘要:以拟南芥col-0、amt1.1amt1.3为试验材料,采取基质培养的方法,以常规营养液(4 mmol/L NH4+)处理为对照,设置高NH4+ (20 mmol/L)营养液中分别添加0% 蔗糖(T1)、5% 蔗糖(T2)处理,通过测定植株地上部分的鲜重,叶绿素、游离NH4+、可溶性糖、可溶性蛋白、矿质元素含量及谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)酶活性等指标,研究外源蔗糖对NH4+胁迫拟南芥碳氮代谢的影响。结果表明:与CK相比,T1处理下,3个拟南芥株系植株生长均受到严重的抑制。鲜重及GS、GDH活性降低,游离NH4+、叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量增加;植株的氮、磷、钾、钙含量增加,镁、铁含量减少。其中col-0植株在T1处理下受到的抑制比amt1.1amt1.3植株更为显著。与T1处理相比,T2处理增加了拟南芥植株的鲜重,显著提高了可溶性糖和可溶性蛋白含量,提高了GS和GDH活性;降低了叶绿素和游离NH4+ 的含量,提高了植株的氮、磷、钾、钙、镁含量,降低了植株铁含量,其中,外源蔗糖对col-0植株高NH4+ 毒害的缓解较两个突变体植株更为显著。

    • CO2浓度与氮磷供应水平对黄瓜根系生长及各组织矿质养分含量的影响

      2020, 52(6):1121-1130. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.004

      摘要 (548) HTML (529) PDF 2.73 M (1171) 评论 (0) 收藏

      摘要:在开顶式生长箱内,以黄瓜为试验材料,采用营养液培养方法,研究了不同氮、磷水平条件下大气CO2浓度对黄瓜植株矿质养分含量以及根系生长的影响。结果表明:黄瓜植株各部位N素含量随供氮水平提高而增加,磷水平提高也能促进各部位N含量的提高。植株各部位P含量随供磷水平的提高而升高,在相同磷水平下,缺氮会使各部位P含量升高。大气CO2浓度升高会使黄瓜植株各部位氮及特定部位的P含量降低。黄瓜根部的Ca含量随CO2浓度的升高而显著降低,氮和磷水平的升高极显著地增加其含量,且CO2浓度与供磷水平、供氮与供磷水平以及这三者之间存在明显的交互作用。供氮、供磷水平的升高极显著地提高了黄瓜叶片Ca的含量以及茎部Mg的含量,且两者存在明显的交互作用。黄瓜总根长和总根表面积随CO2浓度的增加有增大的趋势;在缺磷条件下,总根长和总根表面积随氮水平的提高而增大;而同一氮水平和CO2浓度下,磷水平的降低会增加总根长和总根表面积。总体看来,大气CO2浓度的升高能促进黄瓜根系的生长,但会使得黄瓜植株某些部位N、P、Ca、Mg等矿质元素含量降低,而供氮、供磷水平的提高可以通过增强黄瓜的生长与活力促进黄瓜根系对矿质养分的吸收,从而缓解由于CO2浓度升高带来的矿质元素含量降低的风险。由此,在对设施蔬菜CO2施肥的同时,也要注重适量提高合理配比下矿质元素的供应。

    • 长期施肥对酸性土壤磷形态及有效性的影响

      2020, 52(6):1131-1136. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.005

      摘要 (668) HTML (1530) PDF 1.19 M (1327) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确长期施肥对集约化果园土壤磷形态、分布特征及其有效性的影响,本研究对琯溪蜜柚主产区29个果园的土壤进行调查研究,采用张守敬和Jackson的酸性土壤无机磷分级方法,研究蜜柚果园土壤磷素累积对土壤磷形态及有效性的影响。结果表明:在集约化蜜柚果园中,土壤磷素累积丰富,随树龄增加土壤有效磷含量上升显著,且土壤磷形态在不同土层存在显著性差异;当全磷含量≤0.5 g/kg时,土壤磷形态主要以有机磷、铁磷为主,随着全磷含量的上升,铝磷含量、占比均显著上升;多元线性回归和逐步回归分析结果表明本试验中铝磷与有效磷相关性最好。果园土壤已经形成一个巨大的磷库,且有效性较高,可适当减少磷肥投入,降低土壤磷含量,减少经济成本,提高生态效益。

    • 穴施条件下肥料养分在土壤中迁移规律的初步研究

      2020, 52(6):1137-1143. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.006

      摘要 (727) HTML (879) PDF 721.50 K (1229) 评论 (0) 收藏

      摘要:根区施肥是高效施肥的重要措施,确定根区施肥的最佳位置,需要了解肥料施用后养分在土壤中的迁移规律。本研究通过室内模拟试验来研究尿素、聚磷酸铵和氯化钾复合肥穴施条件下,土壤含水量、培养时间对两种土壤中氮磷钾养分迁移的影响效果。结果表明:随土壤含水量由300 g/kg增加到420 g/kg,氮磷钾在土壤中的迁移距离都会显著增加,培养15 d的姜堰和广德两种土壤中,铵态氮、速效磷和速效钾的迁移距离分别由9 ~ 11、4 ~ 10和9 ~ 10 cm增加到12 ~ 14、5 ~ 6和11 cm。土壤含水量增加使氮磷养分的迁移距离平均增加了约1/3。随培养时间从15 d延长到30 d,300 g/kg土壤含水量条件下两种土壤中速效磷迁移距离无显著变化,而速效钾的迁移距离显著增加,铵态氮迁移距离在广德水稻土中增加显著,但在姜堰水稻土中增加幅度较小。肥料穴施条件下铵态氮的硝化作用除受土壤含水量、pH和时间因素影响外,还受肥际高浓度养分的强烈抑制作用,这种抑制作用延缓了铵态氮向硝态氮的转化,是根区一次施肥技术中氮肥持续高效供应的重要原因。总体而言,氮磷钾养分迁移距离表现为:硝态氮>铵态氮>速效钾>速效磷,肥料氮的迁移受硝化作用影响大,速效磷的迁移受土壤含水量影响较大,而速效钾与铵态氮的迁移规律较为类似,都因土壤含水量的增加和时间的延长而逐渐增加。

    • 水肥调控对二月兰和后茬花生养分累积及土壤肥力的影响

      2020, 52(6):1144-1151. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.007

      摘要 (525) HTML (519) PDF 540.80 K (992) 评论 (0) 收藏

      摘要:田间试验条件下,研究不同水肥处理对二月兰生长及其翻压后后茬花生产量和养分累积的变化。结果表明,灌溉和施肥可显著促进二月兰生长。在绿肥季,不论施肥与否,灌溉处理均可显著提高二月兰的生物量和氮、磷、钾养分含量,NPW(绿肥季施氮磷肥和灌溉)和CKW处理(绿肥季不施肥,只进行灌溉处理)的二月兰生物量和氮、磷、钾养分含量分别比相应的未灌溉处理提高了66.47%、63.97%,76.95%、32.36%,88.31%、9.80% 和21.71%、15.56%。二月兰翻压的养分还田量为91.04 ~ 260.23 kg/hm2,约占花生季化肥总养分的27.59% ~ 78.86%。与CF(冬闲处理)相比,不同施肥和灌溉处理的绿肥翻压均促进了花生产量和养分累积,及土壤养分含量的提高,其中以EN(周年等氮,主作物减氮)处理的提升效果最明显。周年等养分条件下,花生季35.00% 氮肥和/或42.86% 磷肥前移至绿肥季,可明显促进绿肥养分还田量的增加,后茬花生产量不同程度增加(增幅22.82% ~ 41.18%)。综上,在适量灌溉和施肥条件下,二月兰生物量明显增加,进而促进后茬花生产量增加及养分累积。研究结果可为我国绿肥农田应用及化肥减施提供数据支撑和实践依据。

    • 水稻生物硝化抑制剂1,9-癸二醇的定量方法优化

      2020, 52(6):1152-1157. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.008

      摘要 (455) HTML (571) PDF 475.45 K (950) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取水稻生物硝化抑制剂1,9-癸二醇作为研究对象,对比旋转蒸发法和固相萃取法对该物质的回收率(80.17% 和82.97%)及效率,确定固相萃取法为水稻根系分泌物收集液的前处理方法,且该方法具有高效省时的特点。在气相色谱(GC)分析方法的基础上,对衍生化试剂和衍生化条件进行了优化,结果表明,使用N,O-双(三甲基硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)作为1,9-癸二醇的衍生化试剂时,衍生化产物具有较高的响应值;衍生化过程中加入200 μl BSTFA,在60 ℃ 条件下反应30 min时,1,9-癸二醇经过GC方法得到的分析效果最好;且本方法仪器的日内精密度为2.18%,日间精密度为3.01%,线性方程为 y = 34.77 x-0.90, r = 0.999 3,最小检出限为 0.05 μg/ml,此方法可为水稻根系分泌物中生物硝化抑制剂1,9-癸二醇的定量研究提供参考。

    • 高耐铝红酵母RS1的红外光谱和拉曼光谱研究

      2020, 52(6):1158-1163. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.009

      摘要 (471) HTML (712) PDF 512.24 K (1067) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生物菌株RS1是从江西鹰潭油茶酸性土壤中筛选获得的一株高耐铝红酵母,能够忍耐高达200 mmol/L以上的铝浓度。前期研究表明RS1可以把铝固定在细胞表面,阻挡其进入细胞内部,但是细胞表面何种基团参与铝的固定并不清楚。本文综合采用傅里叶红外光谱和拉曼光谱技术研究了铝胁迫下红酵母RS1细胞表面官能团变化,以期从光谱学角度来探索RS1的高耐铝机制。研究发现,70 mmol/L铝处理24 h后RS1红外光谱中1 403 cm-1 处的吸收峰红移到1 397 cm-1处,这可能是羧基峰;在1 706 cm-1处出现新的吸收峰,这可能是羰基峰;酰胺I带吸收峰强度显著上升,且甘露聚糖的吸收峰消失。拉曼光谱在779、856 cm-1处和1 270 cm-1处出现新的吸收峰,可能分别为核糖核酸、酪氨酸和酰胺Ш带的吸收峰。综合结果表明,RS1细胞表面与铝吸附相关的物质主要是细胞壁多糖和蛋白质,主要涉及的官能团包括羧基、羰基和酰胺基。这些细胞表面官能团对铝的固定作用可能是红酵母RS1高耐铝的一个重要机制。

    • 基于激光吸收光谱技术的太湖流域稻田氨挥发研究

      2020, 52(6):1164-1169. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.010

      摘要 (504) HTML (562) PDF 752.51 K (1033) 评论 (0) 收藏

      摘要:氨挥发是太湖流域农田氮肥损失的重要途径之一。本试验采用高时间分辨率的TDLAS-BLS技术研究太湖流域稻田追肥期氨挥发规律及其影响因素。结果表明:追肥后稻田上方空气中氨浓度白天明显大于夜间,而且瞬时波动较大。稻田氨挥发速率呈现先上升后下降的趋势,峰值出现在施肥后的2 ~ 3 d,且氨挥发仅持续1周左右。分蘖期氨挥发速率和损失率均大于抽穗期,两个时期氨挥发损失率分别为36.6%、23.0%。氨挥发集中在较短时间内,分蘖期、抽穗期施肥后前4 d的累积氨挥发量分别占总氨挥发损失的80%、84%。分蘖期风速、光照、气温对稻田氨挥发均具有明显的促进作用,其中光照的作用更为显著;抽穗期风速和气温对氨挥发的影响较低。降雨对氨挥发具有强烈的抑制作用,降雨期间是影响氨挥发产生的主要因素。

    • 生物质炭添加对不同pH紫色土硝化作用及N2O排放的影响

      2020, 52(6):1170-1178. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.011

      摘要 (540) HTML (728) PDF 766.31 K (1225) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物质炭施用可能对土壤中氮素硝化过程和N2O排放产生影响。本研究通过室内培养试验,研究铵态氮肥与玉米秸秆生物质炭施用量(0、1%、2%、5%、10%,m/m)对酸性(pH 5.10)和石灰性紫色土(pH 8.15)氮素硝化率、净硝化速率及N2O排放特征的影响。结果表明:①酸性和石灰性紫色土生物质炭处理平均净硝化速率相比对照分别降低了33.7% ~ 93.7%和7.5% ~ 40.9%,生物质炭添加抑制了酸性和石灰性紫色土硝化作用,在酸性紫色土中生物质炭对氮素硝化作用的抑制作用随施用量的增加而增强,在石灰性紫色土中无明显规律。②与对照相比,酸性紫色土N2O累计排放量在1% 生物质炭和2% 生物质炭处理下降幅分别为15.9%和27.7%,在5%和10% 生物质炭处理下增幅分别为60.1%和93.2%。石灰性紫色土生物质炭各处理N2O累积排放量均显著高于对照。③综合考虑酸性紫色土1%、2% 生物质炭量施用下对硝化作用抑制和N2O减排综合效果最好,在石灰性紫色土中无明显抑制和减排效果。

    • 江苏省‘苏翠1号’高产及中低产梨园土壤与叶片养分的差异研究

      2020, 52(6):1179-1186. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.012

      摘要 (555) HTML (618) PDF 745.64 K (1099) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解江苏省‘苏翠1号’高产及中低产梨园土壤与叶片养分状况,以期为梨园合理施肥提供科学依据,分析测定了江苏省苏南、苏中、苏北20个‘苏翠1号’梨园的土壤理化性状及叶片营养,并采用R语言“Vegan”程序包对‘苏翠1号’高产及中低产梨园的土壤和叶片养分含量进行了差异分析,最后探究了梨园土壤养分与叶养分的相关性。将测定的梨园土壤及叶养分分别与梨园土壤养分最适标准值及梨叶片养分标准值进行了比较分析,结果表明,本研究中90% 的梨园土壤pH在5.6 ~ 7.2的适宜范围内,90% 的梨园土壤有机质含量处于适宜或丰富状态,60% 的梨园土壤碱解氮含量不足,40% 的梨园土壤有效钾缺乏,而85% 的梨园土壤出现了有效磷的富集。所测定梨园土壤交换性钙、镁含量丰富,而缺乏土壤有效铁、锰、铜的果园比例分别为15%、60% 和25%。叶片缺乏氮、磷、镁、锰、铜的果园比例分别为15%、65%、25%、25% 和90%。土壤及叶养分的整体状况与果园地理位置及产量存在显著相关性。高产梨园土壤有机质、有效磷、有效铁、有效锰和有效铜含量均显著高于中低产梨园;高产梨园叶片氮含量显著高于中低产梨园,叶片磷和钾的含量显著低于中低产梨园。综上,土壤有机质、有效磷、有效铁、有效锰、有效铜和叶片氮、磷、钾含量是高产梨园与中低产梨园养分差异的重要特征因子。本研究结果表明梨园施肥管理应将叶片营养诊断和土壤诊断相结合。

    • 桂北柑橘园土壤化学性状研究

      2020, 52(6):1187-1195. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.013

      摘要 (526) HTML (494) PDF 390.75 K (1285) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解桂北柑橘园土壤化学状况,2017年在桂北7个柑橘主产县(市)选取102个代表性柑橘园采集土壤样本,对pH、有机质和10种养分进行定量分析。结果表明:土壤pH变幅 3.95 ~ 8.02。其中,pH处于强酸性(pH<4.5)、酸性(pH 4.5 ~ 5.5)和碱性(pH >7.3)范围的果园分别占总样本数的24.51%、48.04% 和9.80%,大部分果园土壤pH为强酸性和酸性,有64.70% 的果园土壤pH适宜或基本适宜(pH 4.5 ~ 7.0)柑橘生长,但仅有14.71% 的果园土壤pH适宜柑橘生长(pH 5.5 ~ 6.5)。土壤有机质含量丰富,适量及以上水平的比例达86.27%。果园土壤营养元素丰缺并存,失衡比较明显,其中,有效磷和有效钾含量不足(低量或缺乏)的比例分别为33.33% 和30.39%,超标(高量或过量)比例分别为21.57% 和23.53%;碱解氮和有效钙含量主要在适量范围,不足比例分别为36.27% 和31.37 %;有效铁和有效锰含量丰富,超标比例分别为64.71% 和55.89%;有效镁、锌、铜和硼含量不足比例较高,分别为59.80%、92.16%、56.86% 和50.98%。桂北柑橘产区土壤养分限制因子主要为土壤酸化,有效镁、锌、铜和硼含量不足,生产上应注重调节土壤酸碱度,适度增施镁、锌、铜和硼肥。

    • 围垦对崇明东滩湿地全程氨氧化微生物的影响

      2020, 52(6):1196-1202. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.014

      摘要 (629) HTML (616) PDF 512.19 K (1077) 评论 (0) 收藏

      摘要:全程氨氧化细菌(complete ammonia oxidizers,Comammox)的发现根本改变了学术界对硝化过程的认识,但其地理分异规律及对氮转化过程的贡献仍不清楚。本研究选择长江口崇明东滩不同围垦年限(0、27、51、86 a)稻田表层耕作土壤,采用好氧培养试验测定土壤硝化潜力;通过标靶功能基因amoA实时荧光定量硝化微生物的数量变异特征,包括全程氨氧化细菌(Comammox)、氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)。结果表明,与围垦0 a的自然滩涂湿地相比,围垦27、51、86 a的水稻土净硝化速率从N 2.24 mg/(kg?d)分别增加至N 19.3、11.6和11.4 mg/(kg?d),增幅高达5.1 倍~ 8.7倍。AOA的丰度与围垦年限显著正相关。自然滩涂湿地中AOA和AOB的数量分别为0.34×107 copies/g和1.14×107 copies/g,围垦86 a后增幅最高可达27.9倍。自然滩涂湿地中Comammox Clade A和Clade B的amoA基因拷贝数高于围垦稻田土壤,且Comammox Clade A随着围垦年限增加其丰度显著增加。统计分析发现,AOB与土壤硝化速率显著正相关,可能在围垦水稻土氨氧化过程中发挥了重要作用;而Comammox Clade A和Clade B与土壤总有机碳(TOC)、铵含量(NH4+)呈显著负相关关系,可能更适应于营养贫瘠的滩涂自然湿地土壤。

    • 沼液对河西绿洲葡萄园土壤微生物功能多样性的影响

      2020, 52(6):1203-1211. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.015

      摘要 (716) HTML (660) PDF 668.95 K (1130) 评论 (0) 收藏

      摘要:在甘肃祁连葡萄观光园进行了增施沼液试验,旨在探明沼液施用量和年限对土壤质量和土壤微生物功能多样性的影响,试验设置的处理包括:对照处理(施用化肥,N 180 kg/hm2,P2O5 150 kg/hm2,K2O 22.5 kg/hm2)、沼液替代化肥处理(33%、67% 和100% 化肥氮分别被沼液氮替代)及沼液增施处理(沼液氮用量分别为化肥氮的133%、167% 和200%),采用Biolog-ECO微平板法测定土壤微生物功能多样性。结果表明:①33% 沼液处理的土壤微生物群落代谢活性最高,连续2a使用沼液的处理间差异大于1a使用。②土壤微生物利用的主要碳源为碳水化合物类,使用沼液能够显著提高土壤微生物对氨基酸类和羧酸类碳源的利用率。连续两年使用沼液,133% 和167% 沼液处理的效果优于其他处理。③与对照相比,使用沼液处理仅在提高土壤微生物均一度指数方面存在优势,且133% 和167% 沼液处理效果优于其他处理。④主成分分析表明,沼液使用量和使用年限对土壤微生物碳源利用水平以及代谢多样性的影响有差异,且使用年限增加能使各处理间变异程度增大。⑤碳水化合物类和氨基酸类碳源是引起不同沼液处理土壤微生物功能群分异的主要碳源,其中碳水化合物类是沼液使用年限增加后土壤微生物群落变化的敏感碳源。⑥Pearson相关性分析表明,土壤微生物功能多样性与土壤有机质、碱解氮含量呈正相关关系,与有效磷、速效钾含量呈负相关关系。综上,长期使用沼液(尤其是沼液与化肥配施)有利于提高土壤微生物代谢活性和土壤微生物群落功能多样性,且当沼液使用量较大时可以完全取代化肥。

    • 丛枝菌根真菌对镉胁迫下芦竹生长、光合特性和矿质营养的影响

      2020, 52(6):1212-1221. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.016

      摘要 (575) HTML (667) PDF 763.29 K (1130) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对芦竹耐镉(Cd)胁迫的作用及其机理,采用大棚盆栽试验,利用丛枝菌根真菌(AMF)摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae,FM)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,RI)、地表球囊霉(Glomus versiforme,GV)进行接种试验,研究了在Cd胁迫下接种AMF对芦竹生长、光合特性、矿质营养的影响。结果表明:AMF能够显著改善Cd胁迫下芦竹的生长状况,与对照相比,接种处理芦竹的株高增加19.09% ~ 27.98%,叶长增加12.18% ~ 31.06%,叶绿素相对含量SPAD值增加8.55% ~ 9.36%,地上和根系生物量分别增加20.08% ~ 31.41%、12.24% ~ 24.12%,最大净光合速率增加7.08% ~ 32.12%,芦竹根系全磷含量增加30.26% ~ 46.05%。接种处理后芦竹地上Cd含量介于68 ~ 105.97 mg/kg,显著高于对照处理(42.20 mg/kg),根系Cd含量介于113.07 ~ 221.47 mg/kg,显著高于对照处理(46.47 mg/kg),且根系Cd含量显著高于地上部。Cd胁迫下不同AMF菌种对芦竹产生的效应有差异,其中,RI处理对芦竹株高、叶长促进效应最好,经GV处理的芦竹全氮、全磷、全钾含量以及Cd含量最高。Cd胁迫下接种AMF能促进芦竹的生长,增强其光合作用,提高全氮、全磷、全钾吸收量,同时增强了芦竹对Cd的吸收。该研究表明芦竹–丛枝菌根共生体对重金属Cd具有较强的固持作用,在Cd污染土壤修复中具有潜在应用价值。

    • 基于水稻产量的江苏省稻麦轮作区土壤质量评价

      2020, 52(6):1230-1238. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.018

      摘要 (597) HTML (1107) PDF 1.94 M (1278) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确江苏稻麦轮作区土壤质量状况,本研究基于2008—2015年期间江苏省稻麦轮作区10 681个测土配方施肥样点的数据,通过相关性和主成分分析筛选了江苏省稻麦轮作区的最小数据集(minimum data set, MDS),并对土壤质量进行评价。结果表明:基于水稻产量分析,江苏省稻麦轮作区的最小数据集包括有机质、有效磷、速效钾、有效铁和有效硼。基于最小数据集得出的江苏省土壤质量指数(SQI-MDS)范围在0.136 ~ 1.000之间(均值0.674),整体处于“良Ⅱ”等级,与基于全量数据集得出的土壤质量指数(SQI-TDS)之间呈极显著正相关关系(R2 = 0.720),这说明最小数据集能够较好地代替全量数据集指标。江苏省稻麦轮作区土壤质量存在空间异质性,里下河农业区土壤质量最高,其次是太湖农业区,再者是宁镇扬、沿江、沿海和徐淮农业区。江苏省六大农业区的最小数据集存在差异性,这说明不同农业区主要的限制因素存在差异。整体来看,有机质、钾元素和微量元素是江苏省六大农业区主要肥力限制因子。

    • 基于投影寻踪的土壤养分综合评价及影响因素研究

      2020, 52(6):1239-1247. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.019

      摘要 (501) HTML (528) PDF 3.18 M (1144) 评论 (0) 收藏

      摘要:客观、精准研究土壤综合养分及影响因素,可为农作物科学施肥提供参考依据。以陕西省旬邑县苹果种植区为研究区,选取有机质、碱解氮、速效钾和有效磷为评价指标,将投影寻踪综合评价法运用到土壤养分评价中,根据最佳投影方向,计算土壤养分综合投影指数(comprehensive projection index, CPI),并依据经验等级对应投影值,从而评价土壤养分等级,基于普通克里格和GIS绘制土壤养分综合指数等级分布图,并利用随机森林的importance()函数分析影响因素对养分含量的重要性。结果表明:研究区CPI的变幅为0.653 ~ 1.516,平均值1.022,变异系数为14.746%,呈中等程度变异,同时CPI属于 Ⅲ 级和 Ⅳ 级;基于80% 训练集和20% 验证集的精度交叉验证,球面函数为最优理论模型;土壤综合养分的总体空间分布格局:除土桥、职田和湫坡头镇东部的养分等级高,土壤养分等级从西部向东部递减,从高到低的面积比例为:14.415:28.522:35.450:20.115:1.498,土壤综合养分属于中等及偏下水平,且主要分布在东部;高程、气温和坡度等因子是影响区域土壤养分的主导因子,且每项影响因子对土壤养分含量的影响度差异大。研究结果与当地实际相吻合,可为当地果园提高土壤肥力提供科学依据,也为区域土壤养分评价提供了新思路。

    • 滇中不同植物群落土壤养分及其计量比的变化特征

      2020, 52(6):1248-1255. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.020

      摘要 (562) HTML (795) PDF 406.67 K (1196) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究不同植物群落土壤养分的时空动态变化特征及其养分计量比特征,选择滇中高原5种典型植物群落的土壤为研究对象,分析了旱、雨季不同营养元素及其计量比在土壤不同深度中的分布特征,并应用灰色关联分析探讨了不同群落的土壤综合肥力及其改良效应。结果表明:①在空间尺度上,土壤全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量随土壤深度增加而降低,全钾含量则随土壤深度增加而增加,而磷含量在土壤剖面中相对保持稳定;除全钾含量外,植物群落对上层土壤的改良效益较高,导致表层土壤养分明显高于中下层;②在时间尺度上,除常绿阔叶林雨季肥力略有下降外,其他4种群落雨季的综合肥力均比旱季有所增加。总体看来,常绿阔叶林对土壤养分的影响改良效益最高,而云南松林对土壤养分的改良效益最低;③不同植物群落上层土壤C:N、C:P和N:P总体上高于中层与下层土壤,雨季植物群落除桉树林外土壤C:N小于旱季,雨季土壤C:P、N:P总体上高于旱季;土壤养分化学计量比结果表明土壤氮、磷养分是限制植物群落发展的主要限制因子。因此,从不同群落对土壤养分的影响及其生态水文过程上差异的角度出发,建议在滇中脆弱区的生态修复过程中,尽量控制桉树林的种植面积,对云南松林进行抚育增加其中阔叶树种的比例,以此增加植物群落对土壤养分的改善效益,进而减少水土流失的风险,并为当地树种的选择从土壤养分变化的角度提供一定的参考。

    • 酸角人工林不同坡位土壤有机碳及其活性组分的变化

      2020, 52(6):1256-1262. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.021

      摘要 (583) HTML (786) PDF 590.58 K (1155) 评论 (0) 收藏

      摘要:在野外采集酸角林下0 ~ 20 cm和20 ~ 40 cm土壤,分析不同坡位(坡顶、坡中和坡脚)对酸角林土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)、颗粒有机碳(POC)和可溶性有机碳(DOC)的影响。研究结果表明:①酸角林的坡顶SOC富集,坡中SOC最低;坡顶和坡中的SOC主要在土壤表层(0 ~ 20 cm)出现富集现象;②ROC、POC、DOC含量变化与SOC含量变化相似,ROC、POC、DOC含量与SOC含量呈极显著的正相关(P<0.01);③ROC占SOC的比例范围为33.11% ~ 47.00%,DOC占SOC的比例范围为1.27% ~ 1.89%,POC占SOC的比例范围为20.10% ~ 26.51%;④坡脚土壤碳库的稳定性最好,易于积累有机碳。在元江干热河谷中种植乡土树种——酸角,对SOC产生了有益影响,促进了该区域SOC的库效益。

    • 柠檬酸对珊瑚砂溶蚀过程及机理研究

      2020, 52(6):1263-1271. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.022

      摘要 (542) HTML (1016) PDF 4.91 M (1028) 评论 (0) 收藏

      摘要:有机酸在岩石矿物溶蚀风化及土壤形成的过程中具有较强的促进作用,了解柠檬酸对珊瑚砂的溶蚀过程对我国岛礁建设具有重要意义。本文通过不同浓度、不同pH柠檬酸溶液对珊瑚砂的溶蚀试验,研究柠檬酸对珊瑚砂的溶蚀过程,探讨其溶蚀机理。结果表明,在不同浓度柠檬酸溶液中,反应初期珊瑚砂中的Ca2+、Mg2+ 迅速溶出,随后大量的Ca2+ 与柠檬酸反应生成柠檬酸钙沉淀。平衡时溶液中Ca2+、Mg2+ 浓度随着柠檬酸浓度的增加而增加。在不同初始pH柠檬酸溶液中,当pH<7时,溶液中Ca2+、Mg2+ 的浓度随着初始pH的升高而降低,Ca2+、Mg2+主要由碳酸盐矿物与H+ 反应而溶出。当初始pH≥7时,Ca2+、Mg2+ 与柠檬酸生成络合物促进Ca2+、Mg2+的溶出,随着pH的升高,Ca2+、Mg2+ 浓度略有降低。珊瑚砂的溶蚀与柠檬酸钙的沉淀结晶主要受pH控制。通过XRD和SEM的分析表明,高浓度柠檬酸与珊瑚砂反应生成片状的柠檬酸钙沉淀,且饱和溶液中柠檬酸与钙离子的结晶生成平整规则的条状四水合柠檬酸钙沉淀。珊瑚砂溶蚀过程中镁方解石最先发生溶蚀,其次为文石,最后为方解石。

    • 有机肥施用量对残塬沟壑区苹果园土壤优先流特征的影响

      2020, 52(6):1272-1280. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.023

      摘要 (555) HTML (455) PDF 735.68 K (1267) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究有机肥施用量对残塬沟壑区苹果园土壤优先流特征的影响,以残塬沟壑区苹果园为研究对象,采用室外染色示踪法结合形态学和统计学方法,对永寿县苹果园土壤垂直染色剖面进行定量分析,使用均方差决策法综合各优先流特征指标对0 kg/hm2(CK)、6 000 kg/hm2(T1)、9 000 kg/hm2(T2)、12 000 kg/hm2(T3)四种不同有机肥施用量苹果园土壤优先流特征进行研究。结果表明:①不同有机肥施用量样地土壤染色面积比随土壤深度的变化状况均与Logistic曲线拟合程度较好,决定系数R2均大于0.986。②选用的优先流特征指标中基质流入渗深度、优先流分数、变异系数和分形维数与均方差决策法计算出的优先流发育程度结果一致,优先流发展程度表现为T3>T2>T1>CK。但平均最大入渗深度、优先流区染色面积比和长度指数在评价优先流程度中结果有些偏差,表现为T3>T2>CK>T1。③利用均方差决策法得到的优先流指数由大到小为:T3(0.75)、T2(0.59)、T1(0.27)、CK(0.25),随着有机肥施肥量的增加,优先流程度也随之增加。本研究可为土壤优先流特征综合评价提供参考,并为残塬沟壑区果园合理施肥提供依据。

    • 西安地区主要粮食作物水分生产率时空分布特性研究

      2020, 52(6):1281-1289. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.024

      摘要 (575) HTML (626) PDF 2.85 M (1243) 评论 (0) 收藏

      摘要:水分生产率是农业水资源管理的一个重要指标。为了揭示陕西省西安市农业水资源消耗与粮食生产的关系,采用空间分析方法,分析了2001—2014年西安市主要粮食作物(小麦、玉米)的灌溉水分生产率利用、作物水分生产率及总流入水分生产率的时空分布规律,并通过灰色关联理论分析主影响因素对作物水分生产率的影响。结果表明:西安地区水分生产率在空间上呈现显著聚集现象;各水分生产率指标均表现出空间分异性,同指标不同年份水分生产率空间分布类似;灌溉水分生产率值介于1.5 ~ 2.5 kg/m3,年际间波动较大,在2001—2010年随着时间而逐渐增大,在2011—2014年有减小趋势;作物水分生产率介于0.7 ~ 1.0 kg/m3,随时间增长无明显变化;年均气温、化肥施用量、有效灌溉面积、作物播种面积及农业机械总动力依次是影响该地区作物水分生产率的主要因素。

    • 广西水耕人为土黏粒矿物组成及其空间分布特征

      2020, 52(6):1290-1297. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.025

      摘要 (548) HTML (726) PDF 806.38 K (1097) 评论 (0) 收藏

      摘要:黏粒矿物影响着土壤理化性质,可指示成土因素特征和土壤发生发育过程/强度,也是中国土壤系统分类的基层单元土族矿物学类型划分的重要依据。本研究选择了广西不同纬度和成土母质的18个代表性水耕人为土的剖面,应用X射线衍射(XRD)方法分析了其典型水耕氧化还原层(Br层)的黏粒矿物组成及其空间分布特征,并确定了其中“黏质”剖面的土族控制层段矿物学类型。结果表明:①供试土壤的黏粒矿物主要包括高岭石、伊利石、三水铝石、1.42 nm过渡矿物、蒙脱石和蛭石等,依次分别出现在100%、88.9%、72.2%、61.1%、44.4% 和38.9% 的剖面中。②黏粒矿物组成在纬度空间分布上具有明显规律性特征。随着纬度降低,土壤黏粒中的高岭石增加,伊利石、蒙脱石、1.42 nm过渡矿物逐渐减少;纬度>23°N区域内,成土母质对黏粒矿物组成影响明显。③纬度23°N是黏粒矿物组成和土族矿物学类型分界线,<23°N区域,黏粒矿物均以高岭石为主,是“黏质”剖面的土族控制层段的主要矿物学类型;>23°N区域,黏粒矿物组成以高岭石、蒙脱石、伊利石或1.42 nm过渡矿物为主,因成土母质不同而异,“黏质”剖面的土族控制层段矿物学类型包括高岭石混合型、混合型和伊利石型。

    • 基于特征变量与支持向量机回归克里格(SVRK)法的湿地土壤有机质空间变异特征分析

      2020, 52(6):1298-1305. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.026

      摘要 (494) HTML (867) PDF 2.14 M (1516) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取有效变量与适宜方法有助于揭示河口湿地土壤有机质的空间分异特征,对维护湿地生态平衡和全球碳循环具有重要作用。以福州市闽江河口湿地为研究区,采用逐步回归分析(SLR)与主成分分析(PCA)法筛选显著的特征变量,运用支持向量机回归克里格(SVRK)法分析了湿地土壤有机质的空间异质性,并与神经网络克里格法(BPNNK)、回归克里格(RK)法进行了比较。结果表明:通过SLR和PCA分析发现,归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、土壤水分指数(PDI)、汇流累积量(FA)及沉积物移动指数(STI)与土壤有机质含量关系密切,其判定系数R2为0.446,显著性概率值P<0.000 1,可转换为3个独立的特征变量用于模型的预测。研究区土壤有机质的空间变异主要受结构性因素影响,呈现出“北低南高”的空间格局,采用SVRK模型的预测精度更高,能较好地体现河口湿地土壤有机质的空间异质特征。该研究可为同类区域的土壤有机质空间特征研究提供方法支撑。

    • >研究简报
    • 民勤绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀与土壤物理性质的影响

      2020, 52(6):1306-1311. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2020.06.027

      摘要 (549) HTML (533) PDF 386.27 K (986) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过春小麦田间试验,以传统耕作为对照,分析免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、立茬和残茬压倒4种保护性耕作措施田间输沙量、土壤团聚体、<0.01 mm物理性黏粒、<0.01 mm分散性黏粒和分散系数随年限增加的变化,研究民勤绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀与土壤物理性质的影响。结果表明:与传统耕作相比,保护性耕作输沙量显著减少;>1 mm团聚体作为不可风蚀颗粒的数量没有发生显著变化,保护性耕作大团聚体(>0.25 mm)含量有增大趋势、微团聚体(0.25 ~ 0.05 mm)含量有减少趋势;保护性耕作实施2年后,<0.05 mm土粒含量占比除立茬处理减少不显著外,其他保护性耕作处理均显著减少;试验第3年,传统耕作处理 <0.01 mm物理性黏粒含量较保护性耕作处理有减少趋势;免耕不覆盖、立茬和残茬压倒处理 <0.01 mm分散性黏粒含量随年限的增加显著下降,免耕秸秆覆盖处理变化不显著;免耕不覆盖和残茬压倒处理土壤分散系数随年限的增加显著下降,免耕秸秆覆盖和立茬处理下降不显著;保护性耕作实施的第3年,各保护性耕作处理分散系数出现减小的趋势。输沙量与 >1 mm团聚体、<0.05 mm土粒和 <0.01mm分散性黏粒含量都有极显著的负相关关系,与0.25 ~ 0.05 mm团聚体含量呈极显著正相关关系,与1 ~ 0.25 mm团聚体、<0.01 mm物理性黏粒含量和分散系数无显著的相关关系。综上所述,研究区保护性耕作能减少土壤风蚀;随年限的增加,保护性耕作土壤微结构得到改善。土壤微结构的改善有利于土壤大团聚体的形成,但这是一个缓慢的过程,在本文3年的研究时间内,还不足以对土壤风蚀产生影响。

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