• 2021年第53卷第3期文章目次
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    • >专论与综述
    • 磷酸根在矿物表面的吸附-解吸特性研究进展

      2021, 53(3):439-448. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.001

      摘要 (887) HTML (2470) PDF 417.78 K (1468) 评论 (0) 收藏

      摘要:综述了磷酸根在一些常见土壤矿物表面吸附-解吸特性的研究进展。磷酸根在矿物表面的吸附特性受环境pH、离子强度、温度、反应时间、矿物类型等多种因素的共同影响。一般说来,矿物表面的磷吸附量随pH降低而增加,受离子强度的影响较小。磷酸根在矿物表面的吸附动力学过程可分为快速吸附过程和慢速吸附过程,且在弱结晶矿物中存在微孔扩散过程。磷酸根在矿物表面的解吸过程通常存在两个阶段(初始快速解吸和随后的缓慢解吸),在解吸反应后期甚至还会发生再吸附。此外,磷酸根的吸附特性也受共存阴离子配体或金属阳离子的影响。其中,共存阴离子通过位点竞争、静电作用和空间位阻效应等机制影响磷酸根的吸附。天然有机质(包括胡敏酸和富里酸)降低了磷酸根在矿物表面的吸附,特别是在低pH条件下。通常,富里酸比胡敏酸更能有效降低磷酸根在矿物表面的吸附。金属阳离子可通过表面静电效应、形成三元络合物以及形成表面沉淀等机制促进磷酸根和金属在矿物表面的共吸附。最后,展望了与磷酸根在矿物表面吸附特性有关的研究热点和方向。

    • 土壤可溶性有机氮测定方法研究进展

      2021, 53(3):449-457. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.002

      摘要 (1209) HTML (4467) PDF 432.59 K (2006) 评论 (0) 收藏

      摘要:可溶性有机氮(DON)是土壤中生物可利用有机氮库的主要成分,是最为活跃的有机氮形态之一。DON在土壤中的迁移和转化是土壤氮素地球生物化学循环的重要一环,与氮素养分供应、损失等过程密切相关。然而缺失准确、可靠的土壤DON分析方法严重限制了可溶性总氮(DON)的相关研究进程。本文综述了近年来国内外土壤浸提液和水体中DON测定方法,重点比较了不同DTN测定方法以及不同前处理方法对提高DON测定结果准确性的影响。

    • 稻田CH4和N2O排放对大气CO2浓度升高响应的研究进展

      2021, 53(3):458-467. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.003

      摘要 (403) HTML (845) PDF 450.00 K (1146) 评论 (0) 收藏

      摘要:大气CO2浓度升高是全球气候变化的主要驱动力,可直接或间接影响陆地生态系统碳氮循环。阐明稻田生态系统CH4和N2O排放对大气CO2浓度升高的响应及其机制,是农业生产应对全球气候变化的重要组成部分。本文综述了国内外不同大气CO2浓度升高模拟技术平台条件下稻田CH4和N2O排放的响应规律,进一步讨论分析了大气CO2浓度升高影响CH4和N2O排放的相关机制,并展望了今后稻田CH4和N2O排放对大气CO2浓度升高响应的主要研究方向,以期为应对全球气候变化提供理论依据和技术支撑。

    • 污染场地采样调查技术与设备研究进展

      2021, 53(3):468-474. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.004

      摘要 (434) HTML (971) PDF 682.81 K (1070) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,随着重点行业企业用地土壤污染状况调查工作的开展,以及建设用地地块环境调查制度的规范,我国污染场地调查的市场需求急剧增长。污染场地采样是保障场地调查结果可靠性的重要环节,但是我国污染场地调查采样技术与设备的研究和实践还处于初级阶段。因此,本文系统梳理了国内外先进的土壤和地下水采样技术与设备,包括其发展情况、适用范围和优缺点,并分析了采样设备在采样过程中产生扰动的原因;总结了实地采样过程中出现的问题及发展趋势,为我国污染场地调查原位弱扰动采样技术和设备研发提供基础信息。

    • >研究报告
    • 生物质炭和秸秆施用对黄褐土生化性质及小麦产量的影响

      2021, 53(3):475-482. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.005

      摘要 (397) HTML (560) PDF 541.65 K (837) 评论 (0) 收藏

      摘要:以位于河南省方城县的黄褐土田间定位试验为平台,监测生物质炭和秸秆连续施用4 a后小麦拔节期和成熟期土壤性质变化及其与成熟期籽粒产量的关系,明确影响小麦产量的主要土壤生化因子。试验包含6个处理,即分别在不施用生物质炭(-B)和施用生物质炭(+B)条件下各设置3个处理:①对照(CK),②单施化肥(NPK),③秸秆还田配施化肥(NPK+S)。结果表明:生物质炭和秸秆施用对土壤生化性质和籽粒产量的影响基本上不存在交互作用。连续4 a施用生物质炭后,小麦产量平均降低了17.4%。尽管NPK+S与NPK处理间平均产量没有显著差异,但它们比CK处理产量分别增加了33.8% 和37.4%。采用偏最小二乘法路径模型(PLS-PM)分别分析了拔节期和成熟期的土壤速效养分、活性有机质和酶活性对产量的影响,发现小麦拔节期的土壤速效养分含量,特别是氮素的供应是直接影响产量的最为重要因子;而成熟期土壤生化性质对作物产量的影响比较小。因此,为防止黄褐土上施用生物质炭和秸秆后小麦产量降低,需要特别注意小麦拔节期土壤氮素的补充。

    • 均衡施肥对滩涂盐碱农田稻麦轮作系统土壤养分与作物生长和养分吸收的影响

      2021, 53(3):483-490. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.006

      摘要 (327) HTML (525) PDF 861.22 K (984) 评论 (0) 收藏

      摘要:以耐盐小麦和水稻为材料,研究了滩涂盐碱地养分均衡对轮作稻麦生长和养分吸收的影响。试验设不施肥(CK)、常规施肥(TF)、中量元素肥料+常规施肥(TS)、螯合态微量元素肥+常规施肥(TM)和中量元素肥料+螯合态微量元素肥料+常规施肥(TSM)5个处理。结果表明:①大量元素方面,小麦季TSM处理显著提高了土壤碱解氮和速效钾水平,分别较TF处理增长23.22% 和7.10%;水稻季TSM处理土壤有效磷和速效钾显著提高,较TF处理分别提高19.78% 和7.44%;稻麦轮作体系均衡施肥(TSM)显著降低了土壤含盐量,由3.09 g/kg土降为1.88 g/kg土;②中微量元素方面,小麦季TSM处理显著提高了土壤S、Fe含量,分别较TF处理增长了196.3%、13.75%;水稻季TSM处理土壤Si、Ca、Fe、Mnn含量较TF处理显著提高,分别增加了27.42%、11.60%、12.05%、16.20%;③TSM处理小麦和水稻生物量明显提高,较TF处理增长了19.47% 和20.12%,且TSM处理较TF处理作物养分含量显著提高(P<0.05);④施肥处理明显提高了稻麦植株中各营养素的积累,作物产量增加,TSM处理小麦和水稻较CK分别增产了14.37% 和46.46%,与TF处理相较,小麦增产7.55%,水稻增产效果不显著。综上所述,均衡施肥有效提高了养分库容和养分利用效率,促进了盐碱地轮作稻麦生长和产量形成。因此,在常规施肥的基础上配施中微量元素肥料作为优选的均衡施肥模式可作为滩涂盐土粮食轮作区主要施肥模式加以推广应用。

    • 菌渣施用对黄河故道区低产田土壤理化性质、小麦根系生长和产量的影响

      2021, 53(3):491-498. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.007

      摘要 (312) HTML (549) PDF 624.24 K (1102) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对两个小麦生长季进行田间监测,探究了施用菌渣对黄河故道区低产田土壤理化性质、小麦根系生长和产量的影响。试验共设7个处理,分别为不施用菌渣(CK),施用低量(6 t/hm2;S1)、中量(12 t/hm2;S2)和高量秸秆质菌渣(18 t/hm2;S3),施用低量(6 t/hm2;B1)、中量(12 t/hm2;B2)和高量木质菌渣(18 t/hm2;B3)。结果表明:相比CK,施用菌渣后第1年和第2年的小麦产量分别增加了32.4% ~ 51.8% 和38.8% ~ 101.2%(P<0.05);逐步回归结果显示,每施用1 t/hm2的菌渣,可提升小麦产量0.21 t/hm2P<0.01);不同菌渣类型间的小麦产量和经济效益无显著差异(P>0.05),秸秆质菌渣18 t/hm2处理下可获得最高产量和经济效益;施用菌渣2年后,0 ~ 10 cm土壤有机质显著提升24.7% ~ 57.7%(P<0.05),且0 ~ 10 cm土壤容重和紧实度分别降低了11.6% ~ 18.2% 和20.8% ~ 35.7%(P<0.05;B1处理除外);根系形态指标与小麦产量间均呈正相关关系,菌渣施用对小麦苗期根系总根长、总表面积、总体积和分叉数的增加有显著促进作用(P<0.05);小麦产量与土壤有机质含量呈正相关关系,与0 ~ 10 cm土壤容重和紧实度呈显著负相关关系(P<0.05),说明菌渣施用后土壤有机质水平提升、物理结构改善是产量增加的关键机制。本研究表明,针对土壤有机质水平低、物理结构较差的黄河故道区低产田,施用菌渣是改善该地区土壤物理特性,促进作物根系生长,快速提升产量,增加经济效益的有效手段。

    • 含木醋液水溶肥对干热风胁迫下小麦生长的影响

      2021, 53(3):499-504. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.008

      摘要 (310) HTML (738) PDF 644.88 K (951) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确在干热风胁迫下含木醋液水溶肥(简称木肥)对小麦生长的影响,以济麦22为研究对象,采用盆栽试验,通过设置清水、木肥、市购水溶肥(简称市购)、含海藻酸水溶肥(简称海肥)4个处理,研究了干热风胁迫3d情况下,木肥对小麦生长、抗氧化酶活性、养分吸收的影响。结果表明:与清水处理相比,木肥处理使小麦产量、穗数、穗粒数、千粒重分别提高24.22%、8.85%、9.95% 和6.07%;秸秆、根重分别增加16.58% 和11.84%;叶绿素含量提高2.41% ~ 8.92%;籽粒氮含量提高6.28%;干热风胁迫处理后第1天(5月7日)所取叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性分别提高6.14%、105.32%、45.91%,丙二醛(MDA)含量降低6.76%。市购、海肥、木肥处理间相比,海肥处理的产量、穗粒数、千粒重和根重均最高,木肥处理的穗数、秸秆重最高,海肥、木肥处理的叶绿素含量基本显著高于市购处理,干热风胁迫处理后第9天(5月15日)所取叶片海肥处理的叶绿素含量显著高于木肥处理;海肥、木肥处理的秸秆钾含量高于市购处理,海肥处理的根钾含量高于市购处理,海肥、木肥处理的籽粒氮、磷、钾含量均高于市购处理;海肥、木肥处理的SOD、POD、CAT活性、5月7日所取叶片的MDA含量均高于市购处理。综合各项结果,在轻干热风胁迫3 d情况下,含木醋液水溶肥能显著提高小麦产量和穗粒数,主要原因是促进了小麦籽粒氮的吸收及干物质的累积,提高了小麦叶片合成叶绿素的能力,提高了抗氧化酶活性,降低小麦叶片膜脂过氧化程度,进而提高了小麦抗干热风的能力。

    • 兼具水稻纹枯病拮抗功能的生物水稻育苗基质效果研究

      2021, 53(3):505-511. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.009

      摘要 (294) HTML (554) PDF 503.09 K (1077) 评论 (0) 收藏

      摘要:水稻纹枯病是水稻上常见的土传病害之一,为了研发出可防治水稻纹枯病兼具促生效果的功能型生物水稻育苗基质,本研究选用前期筛选出具有固氮解磷功能的根际促生菌:LY5枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、LY11解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、X2摩拉维亚假单胞菌(Pseudomonas moraviensis)、X3沙芬西芽孢杆菌(Bacillus safensis)、X8绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis),首先探索该5株促生菌对水稻纹枯病病原菌的抑菌率,再将其与水稻纹枯病病原菌混合,在实验室已筛选出的最适配比基质基础上,研发功能型生物水稻育苗基质。在盆栽条件下,与市售水稻育苗基质对比,验证功能型生物水稻育苗基质对水稻纹枯病发病率、水稻幼苗生长和体内抗性相关酶类的影响。结果表明:①5株根际促生菌对水稻纹枯病病原菌均具有拮抗作用,抑菌率达到35.31% ~ 40.20%。②5株拮抗促生菌能够降低水稻纹枯病的发病率,其中添加LY11菌株的处理较对照处理的每盘出苗数显著增加了110.41%,而发病率显著降低了89.32%。③在含有水稻纹枯病病原菌的育苗基质中添加拮抗促生菌后,水稻幼苗的茎粗、百株地下部干物质重、百株全株干物质重、根系活力、根总表面积、根平均直径、根总体积、根尖数等方面均有所提高,其中添加LY11菌株的处理比市售水稻育苗基质处理分别显著提高3.13%、4.21%、4.97%、68.02%、26.77%、16.67%、44.44%、7.82%。④添加拮抗促生菌显著促进了水稻幼苗对地上和地下部氮磷钾的吸收。⑤水稻幼苗体内超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶的活性以及丙二醛的含量均显著高于市售水稻育苗基质处理,提高幅度为27.08% ~ 122.72%、16.09% ~ 48.15%、53.33% ~ 233.85%、110.24% ~ 511.71%。因此,本研究研发出5种对水稻纹枯病具有较好的拮抗效果,同时可以显著促进水稻幼苗生长的功能型高效生物水稻育苗基质,其中添加了菌株LY11的育苗基质综合效果最优,为功能型高效生物水稻育苗基质的研制与应用奠定了理论与实践基础。

    • 硝化抑制剂与尿素配施对旱地土壤温室气体排放及硝化微生物的影响

      2021, 53(3):512-521. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.010

      摘要 (511) HTML (1134) PDF 1.06 M (1126) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确施肥措施对旱地土壤温室气体排放的综合效应及微生物机理,采集典型麦田土壤进行室内微宇宙培养,研究了双氰胺(DCD)和烯丙基硫脲(ATU)分别与尿素配施对旱地土壤氮素转化及N2O、CO2和CH4排放的影响,同时监测了不同类型微生物群落的动态变化。结果表明氨氧化细菌(AOB)主导了施氮麦田土壤硝化过程及N2O排放。单施尿素促进AOB迅速繁殖,使N2O排放总量提高235%,同时促进了细菌生长,CO2排放量增加18.5%。DCD与尿素配施极大程度抑制了AOB的生长,显著降低了N2O排放(59.4%),但促进了细菌的生长并提高了CO2的排放总量(50.6%)。而ATU与尿素配施同时抑制了真菌、细菌和AOB的生长,对反硝化细菌的影响则相反,使CO2和N2O排放分别下降28.4% 和35.2%。与不施肥相比,氮肥及与两种硝化抑制剂配施均显著降低了CH4的排放量。3种温室气体的综合温室效应在处理间差异显著:Urea+DCD>Urea>CK>Urea+ATU。CO2排放对综合温室效应的贡献最大,CO2和N2O的贡献之和大于98.4%。该研究为深刻理解农田土壤中的微生物行为及生态学效应,合理使用硝化抑制剂以及减缓温室气体排放提供科学依据。

    • 稻草覆盖和香根草篱措施下坡耕地红壤细菌群落结构特征及其影响因素

      2021, 53(3):522-528. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.011

      摘要 (358) HTML (515) PDF 918.76 K (961) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示长期稻草覆盖和香根草篱措施下坡耕地红壤细菌群落结构特征,分析影响红壤细菌群落变化的主控环境因子,试验依托红壤坡地稻草覆盖和香根草篱等措施的水保效果长期定位试验,采用高通量测序技术,研究花生常规等高种植(CK)条件下,配合香根草篱(H)、稻草覆盖(M)和稻草覆盖+香根草篱(HM)措施对土壤细菌群落结构的影响,并分析细菌群落组成与土壤性状的相关性。结果表明:①与CK处理相比,H、M和HM处理土壤细菌丰富度和Shannon多样性指数均有增加,香根草篱和稻草覆盖措施均是增加土壤细菌丰富度的影响因素,稻草覆盖措施是增加土壤细菌多样性的主要影响因素,HM处理特有种细菌数量最多。②水保措施对土壤细菌群落结构产生影响,相比CK处理,M处理显著增加了变形菌门(Proteobacteria)细菌的相对丰度5.1%,降低了绿弯菌门(Chloroflexi)细菌的相对丰度,HM处理变形菌门和拟杆菌门(Bacteroidetes)细菌的相对丰度分别显著增加5.4%和1.2%,而H处理土壤细菌群落组成与CK处理间无显著差异。③主成分分析结果显示,有稻草覆盖处理(M和HM)的细菌群落结构相似,但与CK和H处理间细菌群落结构差异较大;典范对应分析表明,木聚糖酶、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶活性与细菌群落结构组成密切相关,土壤有机碳和硝态氮含量是影响细菌群落结构的主要环境因子。

    • 田菁翻压还田对滩涂土壤碳氮及微生物生物量的影响

      2021, 53(3):529-536. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.012

      摘要 (301) HTML (615) PDF 475.58 K (1042) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨不同施肥处理下田菁翻压还田对滩涂土壤的改良效果,通过田间小区试验对不同施肥处理(CK、SN1、SN2、SN3、SN4及SN4+OF对应的施氮量分别为N 0、90、135、180、225 kg/hm2及N 225 kg/hm2+有机肥)下田菁生物量、碳氮养分含量及翻压还田对土壤碳氮、微生物生物量的影响及各指标间的相关性进行了研究。结果表明:SN3处理对提高田菁总生物量及两次刈割地上部碳氮含量效果明显。SN4+OF处理下田菁翻压还田后土壤有机碳、全氮及固定态铵含量明显提升,分别为6.44 g/kg、0.62 g/kg和40.1 mg/kg,土壤活性有机碳、硝态氮、铵态氮、微生物生物量碳氮(MBC、MBN)含量及碳库管理指数(CPMI)均以SN2处理下田菁翻压还田效果较优。土壤C/N、MBC/MBN比值分别以SN4+OF和SN2处理下田菁翻压还田最高。因此,SN3处理可明显提高田菁生物量和碳氮养分含量,而田菁翻压还田效果则以SN2及SN4+OF处理较优。

    • 持续施用生物有机肥对花生产量和根际细菌群落的影响

      2021, 53(3):537-544. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.013

      摘要 (399) HTML (699) PDF 739.22 K (1099) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示集约化经营制度下施用生物有机肥对花生连作障碍的调控,采集旱地红壤进行了连续5 a的盆栽试验,试验处理包括:花生-玉米轮作、施用化肥的花生连作和施用生物有机肥的花生连作,探究持续施用生物有机肥防控花生连作障碍的根际微生态机制。结果显示,相比于轮作,施用化肥的连作花生产量显著降低;相比于连作花生施用化肥,持续施用生物有机肥可以显著缓解连作花生产量降低的问题,施用有机肥第5季荚果干重提高27%。与施用化肥的连作处理相比,持续施用生物有机肥显著增加了花生根际细菌多样性和丰富度,与轮作花生处理无显著差异;持续施用生物有机肥显著提高了连作花生根际变形菌门和拟杆菌门的相对丰度,降低了厚壁菌门的相对丰度;属水平上,花生根际促生菌RhizobiumMesorhizobiumBradyrhizobium的相对丰度较化肥处理分别提高了295%、89% 和40%,而LeifsoniaBurkholderia的相对丰度分别降低了67% 和47%。冗余分析进一步发现,土壤有机质和pH是根际细菌群落结构改善的重要理化因素。这表明持续施用生物有机肥可以改良红壤理化环境(如pH和有机质含量),进而优化连作花生根际细菌群落结构并提高根际抗病性能,实现花生稳定增产的目标。

    • 基于高通量测序研究猕猴桃苗不同生育期根际真菌群落结构及多样性

      2021, 53(3):545-554. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.014

      摘要 (625) HTML (704) PDF 841.96 K (1093) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究猕猴桃苗不同生长期与根际土壤真菌群落结构、多样性及土壤养分之间的相互关系,利用Illumina MiSeq高通量测序研究猕猴桃苗3个不同生长阶段(生长前期、速生期、生长后期)根际微生物群落结构组成及其多样性,运用CANOCO和R语言软件对土壤真菌群落与土壤环境因子间关系进行RDA和相关性分析。结果表明:猕猴桃苗不同生长期土壤性质均存在显著差异,随着猕猴桃苗根系不断生长,土壤pH、速效氮、有效磷出现先升高后降低趋势,速效钾则出现先降低后升高;高通量测序共得到1 776个真菌OTUs,分属于10门22纲151科157属;方差分析表明各生长时期多样性指数(Shannon)差异显著;序列分析发现,子囊菌门(Ascomycota,丰度72.69%)、被孢霉门(Mortierellomycota,18.80%)、罗兹菌门(Rozellomycota,6.68%)、担子菌门(Basidiomycota,4.28%)和球囊菌门(Glomeromycota,1.45%)是猕猴桃苗不同生长期的优势菌门(丰度大于1% 的视为优势菌门);对不同生长时期优势菌门所占比例进行分析,发现子囊菌门出现先升高后降低,被孢霉门、罗兹菌门和担子菌门则出现先降低后升高,球囊菌门相对丰度随着猕猴桃根系生长逐渐升高;RDA分析结果显示,有效磷和pH与子囊菌门显著正相关,速效钾与子囊菌门显著负相关,有机碳与壶菌门(Chytridiomycota)显著负相关。综上,猕猴桃苗在不同生长时期根际土壤真菌群落结构不同,速生期根际真菌种群最丰富,生长后期最少;子囊菌门、被孢霉门、罗兹菌门和担子菌门始终是猕猴桃苗生长期根际优势菌群;根际真菌群落组成和土壤养分变化受猕猴桃苗不同生长时期的影响,其中土壤有效磷和速效钾是影响子囊菌门群落组成的重要因子。

    • 脱硫石膏对碱化土壤胶体絮凝的影响

      2021, 53(3):555-562. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.015

      摘要 (420) HTML (605) PDF 1016.59 K (1040) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确脱硫石膏改良碱化土壤胶体絮凝过程的离子交换作用,设置了碱化土壤组和碱化土壤胶体组。在不同土水比(1:5、1:10、1:20(mV))条件下加入不同量脱硫石膏量(0.1% ~ 2%,mm)作为碱化土壤组,以及向利用土水比为1:100的方法制备碱化土壤胶体中加入不同量的脱硫石膏作为胶体组,以分析脱硫石膏对碱化土壤胶体团聚过程中的临界絮凝值和Na+ 与Ca2+摩尔比。结果表明,碱化土壤(pH=9.8;EC=496.1 μS/cm)胶体的临界絮凝值为MFGDG=0.008 g,胶体与脱硫石膏的质量比为19.4:1;碱化土壤临界絮凝值为0.5%,胶体与脱硫石膏的质量比为10.4:1。在临界絮凝值处,碱化土壤所用脱硫石膏量是土壤胶体的1.8倍,碱化土壤组Na+与Ca2+摩尔比为2:1。随着脱硫石膏施用量的增加,胶体组中絮凝层厚度逐渐变薄,pH降低趋势趋于平缓。土水比越小,混合液中pH越大,加入脱硫石膏后,pH明显下降。土水比为1:20,碱化土壤组上清液Na+ 变化逐渐趋于平稳,当加入脱硫石膏后,Ca2+直接吸附在胶体表面发生絮凝现象。研究结果有利于加深脱硫石膏改良碱化土壤中胶体絮凝机理认识,并为确定脱硫石膏改良碱化土壤的适宜施用量提供参考。

    • 生物质炭施用及老化对石灰性紫色土中磺胺类抗生素迁移特征的影响

      2021, 53(3):563-570. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.016

      摘要 (314) HTML (544) PDF 753.36 K (882) 评论 (0) 收藏

      摘要:以长江上游低山丘陵区广泛分布的石灰性紫色土旱地的耕作层土壤为对象,采用室内批量平衡吸附试验和填装土柱穿透试验,研究了施用1% 生物质炭及3年老化作用对2种磺胺类抗生素(磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶)吸附和迁移特征的影响。结果表明,Freundlich方程能更好地拟合抗生素在土壤中的等温吸附曲线,施用生物质炭提高了土壤对抗生素的吸附能力,吸附常数Kf值依次为:老化1% 施炭土>新鲜1% 施炭土>对照土;土柱出流液的磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶相对浓度峰值均表现为:老化1% 施炭土<新鲜1% 施炭土<对照土,说明生物质炭的添加能有效减少控制紫色土中抗生素的淋失迁移,以对磺胺二甲基嘧啶的阻控效果较好;生物质炭老化3 a后土壤对抗生素的吸附作用与阻控效果均有所提高,主要归因于土壤pH的提高。

    • 川西黄壤磷和氟在不同处理条件下的竞争吸附特征

      2021, 53(3):571-577. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.017

      摘要 (274) HTML (541) PDF 3.37 M (842) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究利用响应面模型分析不同比例生物质炭、初始pH、初始磷浓度以及初始氟浓度下川西黄壤磷和氟的竞争吸附特征,以为土壤氟固定和土壤施肥技术提供新思路。研究表明:在竞争作用下,不同处理条件对磷的吸附量影响大小顺序为:初始氟浓度>pH>初始磷浓度>生物质炭比例;对氟的吸附量影响大小顺序为:初始氟浓度>初始磷浓度>pH>生物质炭比例。考虑到各因素之间的交互作用,根据响应面模型得出在pH、生物质炭比例、初始磷浓度、初始氟浓度等因素的共同影响下的最优反应条件为:pH 5.0、生物质炭比例2.9%、初始磷浓度144.0 mg/kg、初始氟浓度178.8 mg/kg,在此条件下模型预测的磷、氟的吸附量分别为949.6 mg/kg、1 622.0 mg/kg。

    • 云南耕地土壤硒含量空间分布及其影响因素研究

      2021, 53(3):578-584. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.018

      摘要 (580) HTML (1462) PDF 735.92 K (1378) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解云南耕地土壤硒含量状况,采集了640个云南代表性耕地表层土壤样品,对土壤硒含量空间分布特征及其影响因素进行研究。结果表明:①云南省耕地土壤硒总量变幅在0.05 ~ 7.12 mg/kg,平均含量为0.51 mg/kg,达到富硒水平;②不同成土母质发育的土壤硒含量差异较大,基型结晶盐类的玄武岩等发育的土壤硒含量最高,平均为0.77 mg/kg;③土壤类型对硒的含量影响明显,其中棕壤硒含量平均为1.24 mg/kg,显著高于其他土壤类型,石灰(岩)土硒含量最低仅为0.21 mg/kg;从行政区看位于滇东的曲靖市和昭通市土壤硒平均含量明显高于其他州市;④相关分析表明,土壤硒含量与土壤pH之间的相关性均没有达到显著水平;而土壤硒含量与土壤有机质呈极显著的正相关性(r = 0.110,P < 0.001),说明有机质影响土壤硒的含量。

    • 安徽省宁国市土壤和农产品硒地球化学特征及影响因素

      2021, 53(3):585-593. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.019

      摘要 (430) HTML (1051) PDF 4.80 M (1155) 评论 (0) 收藏

      摘要:以安徽省宁国市全域表层土壤和主要农产品为研究对象,系统采集了6 278件土壤样品和216件农作物样品,研究了土壤全硒含量的分布特征及其主要影响因素,分析了土壤有效硒含量特征和农产品硒含量特征。结果表明:宁国市土壤全硒含量平均值为0.645 mg/kg,富硒土壤样点数和面积占比分别为57.45%、70.30%。土壤硒含量主要受成土母质控制,震旦系和寒武系下统发育土壤硒含量显著高于其他成土母质;不同土地利用方式对土壤硒含量有一定的影响,园地和林地土壤比水田、旱地土壤更易富集硒元素;土壤硒含量与有机质、重金属元素含量存在显著的正相关关系(P<0.01),与土壤pH没有显著相关性。土壤有效硒含量平均值为0.023 mg/kg,水稻、山核桃、茶叶中硒含量平均值分别为0.065、0.022、0.074 mg/kg,水稻、山核桃富硒率高达24.04% 和54.88%,富硒山核桃具有广阔的开发前景。

    • 茶渣生物质炭对茶园土壤团聚体及其有机碳分布的影响

      2021, 53(3):594-601. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.020

      摘要 (458) HTML (630) PDF 712.29 K (972) 评论 (0) 收藏

      摘要:将茶生产过程中产生的茶渣在500 ℃下制成生物质炭,针对雅安名山区3种典型茶园土壤(紫色土、水稻土和黄壤)进行112 d的室内培养试验,包括CK、0.5%、1%、2% 和4% 5种炭土比,共计15个处理,采用湿筛法分析不同生物质炭添加比例下3种茶园土壤水稳性团聚体组成、稳定性和有机碳分布的影响。研究表明:生物质炭输入后3种土壤 >0.25 mm粒径水稳性大团聚体的数量有所增加,且生物质炭添加比例越高提升越大,其中紫色土中 >2 mm粒径含量增幅最大,最高提升了12.71%;水稻土和黄壤则是0.25 ~ 2 mm粒径增幅最大,最高分别提升了8.25% 和8.19%。3种土壤的MWD、GMD和R0.25值均有所增加,土壤水稳性团聚体稳定性增加,表现为高添加量下作用更显著,且对黄壤的提升效果最佳。3种土壤各粒径团聚体有机碳的含量大幅提升,且随添加比例的增加而增加,各处理间差异显著(P<0.05),紫色土中 <0.053 mm粒径的增幅高达96.35%,水稻土中0.053 ~ 0.25 mm粒径有机碳含量增幅高达74.22%,黄壤中 >2 mm粒径有机碳含量增幅最高达到334.79%。3种土壤中均是0.25 ~ 2 mm粒径有机碳相对贡献率最高。总体上,茶渣生物质炭输入后可增加3种茶园土壤的大团聚体数量,提升团聚体稳定性,对各粒径水稳性团聚体有机碳的含量也有显著提升作用(P<0.05)。

    • 排盐暗管间距对河套灌区重度盐碱土盐碱特征与肥力的影响

      2021, 53(3):602-609. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.021

      摘要 (239) HTML (535) PDF 802.65 K (1108) 评论 (0) 收藏

      摘要:为合理设计暗管排盐参数,提高河套灌区盐碱土的改良效果,通过布设田间试验,在轮灌方式下,对比分析了10、20、30 m暗管间距条件下土壤盐离子、碱化程度和肥力指标特征,研究了暗管间距对河套灌区重度盐碱土脱盐治碱效果的影响。结果表明:①10、20、30 m间距处理0~ 10 cm土层淋洗前土壤含盐量分别为17.22、17.74和17.17 g/kg,秋浇前分别为10.78、11.56、11.95 g/kg,不同暗管间距处理的土壤脱盐率表现为:10 m>20 m>30 m。②灌水后各处理土壤碱化指标均表现出先增大后减小的变化趋势,10、20、30 m间距处理0~ 10 cm土层土壤pH在秋浇前较第3次淋洗后分别降低了4.47%、3.72% 和2.96%,说明小间距的暗管布设更具有缓解土壤碱化程度的潜力。③暗管排水过程中会使土壤养分大量流失,各间距处理的流失量依次为10 m>20 m> 30 m。

    • 三峡库区生物结皮对土壤分离过程的影响及其机制

      2021, 53(3):610-619. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.022

      摘要 (275) HTML (707) PDF 903.02 K (797) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明三峡库区生物结皮对土壤分离过程的影响及机制,以湖北省秭归县王家桥小流域为研究区域,选取以苔藓为优势种的生物结皮样地,以无结皮覆盖的裸地为对照,设计5个结皮盖度水平(1% ~ 20%、20% ~ 40%、40% ~ 60%、60% ~ 80% 和80% ~ 100%),采集原状土样,进行不同侵蚀动力条件下(水流剪切力4.89 ~ 17.99 Pa)的冲刷试验,建立生物结皮盖度与土壤分离能力、细沟可蚀性和临界剪切力间的定量关系,明确影响土壤分离过程的主要因素并阐明其作用过程。结果表明,生物结皮盖度显著影响土壤分离,裸地的土壤分离能力(0.160 kg/(m2·s))为生物结皮土壤(0.008 ~ 0.081 kg/(m2·s))的1.9倍 ~ 21.0倍,裸地的细沟可蚀性(0.018 7 s/m)为生物结皮土壤(0.009 5 ~ 0.000 9 s/m)的2.0倍 ~ 20.0倍;相对土壤分离速率和细沟可蚀性均随结皮盖度的增加呈指数衰减;通径分析显示土壤分离能力主要受结皮盖度、土壤黏结力和沙粒含量的影响,细沟可蚀性主要受结皮盖度和土壤容重的影响;非线性回归表明,土壤分离能力可用水流剪切力、黏结力和结皮盖度的幂函数进行模拟(NSE=0.947)。综上,三峡库区生物结皮的发育有效增强了土壤侵蚀阻力,其抑制土壤分离主要通过地表覆盖的直接保护作用和土壤属性的间接改变作用。

    • 砒砂岩区不同侵蚀程度表土多重分形特征与持水特性关系

      2021, 53(3):620-627. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.023

      摘要 (317) HTML (550) PDF 616.08 K (1015) 评论 (0) 收藏

      摘要:以砒砂岩区鲍家沟流域不同侵蚀程度的表层土壤(0 ~ 20 cm)为研究对象,运用多重分形和典型相关分析相结合的方法,研究土壤粒径分布特性与土壤持水能力的相互关系。结果表明:①砒砂岩区不同侵蚀程度土壤粒径分布介于2.13 ~ 2390 μm,砂粒含量远高于粉粒和黏粒,随着侵蚀程度的加剧,土壤砂粒含量增加;②广义维数谱Dq)呈“Z型”递减曲线,且D0>D1>D2,土壤颗粒分布存在明显的非均匀性,可以通过多重分形对其进行描述;③土壤总孔隙度介于33.07% ~ 46.20%,随着侵蚀程度加剧孔隙度和持水量呈下降趋势。土壤颗粒多重分形特征与持水能力存在正相关关系,其中通气孔隙度和颗粒分布关联维数在交互影响过程中起引导作用。

    • 陕西黑垆土在中国土壤系统分类中的归属

      2021, 53(3):628-636. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.024

      摘要 (392) HTML (1109) PDF 12.84 M (944) 评论 (0) 收藏

      摘要:在分析陕西省境内9个黑垆土剖面成土环境、剖面形态特征及理化性质的基础上,按照中国土壤系统分类高级及基层分类检索标准,确定了其在中国土壤系统分类中的归属。9个黑垆土剖面的腐殖质层厚度介于30 ~ 120 cm,通体均具有强石灰反应,CaCO3含量介于12.5 ~ 189.5 g/kg,其中6个剖面具有30 ~ 45 cm的堆垫层。黑垆土共包括淡薄表层、暗沃表层、雏形层、黏化层、钙积层5个诊断层和堆垫现象、钙积现象、盐积现象3个诊断现象,均腐殖质特性、温性土壤温度状况、半干润土壤水分状况以及石灰性4个诊断特性。9个黑垆土剖面在高级分类上可检索为淋溶土和雏形土2种土纲,向下继分为普通钙积干润淋溶土、钙积暗沃干润雏形土、钙积简育干润雏形土以及普通简育干润雏形土4个亚类;其土族鉴别特征可分为黏壤质混合型温性、壤质硅质混合型石灰性温性、壤质混合型温性等6个土族以及胡家庙系、崾崄系、崔木系等9个土系。但目前的系统分类检索结果未能体现黑垆土具有深厚腐殖质层及堆垫现象的典型特性,因此黑垆土的系统分类归属仍需开展深入研究,同时建议新增堆垫干润雏形土土类或堆垫简育干润雏形土亚类,以体现人为农业生产活动对黄土高原地区土壤的影响。

    • 青藏高原温泉地区土壤黏粒含量剖面分布模式及其影响因素

      2021, 53(3):637-645. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.025

      摘要 (548) HTML (851) PDF 3.39 M (1130) 评论 (0) 收藏

      摘要:以青藏高原温泉地区作为研究区域,通过野外土壤调查,获取了58个深度大于1 m的土壤剖面,分析了变异系数最大的黏粒剖面分布模式及其与气候、地形、植被和成土母质等环境变量之间的关系。结果表明:青藏高原温泉地区土壤砂粒含量最大,占80% 以上,但黏粒的变异系数最大;温泉地区黏粒含量的剖面分布模式可分为递减型、先增后减型、先减后增型和不规则型4类;递减型分布模式的主控因子是坡度、坡向和冷季地温,先增后减型分布模式的主控因子是暖季和冷季地温,先减后增型分布模式的主控因子是高程、地形湿度指数和NDVI,不规则型分布模式的主控因子是地形湿度指数、平面曲率和高程。研究表明,青藏高原温泉地区气候和地形因素是影响土壤黏粒剖面分布模式的决定性因素。

    • 基于地理加权回归模型的博斯腾湖湖滨绿洲土壤盐分离子含量高光谱估算

      2021, 53(3):646-653. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.026

      摘要 (272) HTML (504) PDF 1.56 M (868) 评论 (0) 收藏

      摘要:以博斯腾湖湖滨绿洲为研究区,分析HCO3-、Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+、Na++K+等主要土壤盐分离子含量与土壤高光谱反射率的分数阶微分光谱变换与RSI、DSI、NDSI等二维土壤指数的相关性优选特征波段,构建基于地理加权回归模型的土壤盐分离子含量估算模型。研究结果表明:Na++K+的微分变换特征波段集中在468 ~ 724 nm与1 182 ~ 1 539 nm,二维土壤指数的特征波段集中在1 742 ~ 2 395 nm,基于RSI的特征波段优选下地理加权回归模型对Na++K+含量的估算效果较好,建模集R2= 0.94,RMSE = 0.22,验证集R2= 0.74,RMSE = 0.19;SO42-含量在1.2阶优选的位于469 ~ 636 nm波段估算效果较佳,建模集R2= 0.91,RMSE = 0.02,验证集R2= 0.75,RMSE = 0.33;Ca2+、Mg2+优选的特征波段主要集中在912 ~ 2 340 nm的近红外波段;Cl-含量在1阶的近红外波段建模效果较好,建模集R2= 0.74,RMSE = 0.03,验证集R2= 0.93,RMSE = 0.11;含量相对较高的Na++K+、SO42-、Cl-的地理加权回归模型精度高于含量较低的Ca2+、Mg2+

    • >研究简报
    • 改性泥炭对滨海盐渍土的改良作用研究

      2021, 53(3):654-660. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2021.03.027

      摘要 (389) HTML (538) PDF 2.41 M (992) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用土培的方法,通过泥炭改性处理,研究不同泥炭对滨海盐渍土物理、化学、生物性质的影响,为滨海盐渍土快速改良提供理论依据。研究结果表明:碱改性泥炭的红外图谱特征与原始泥炭相似,但酸改性泥炭在1 710 cm-1处具有明显的特征峰;扫描电镜下,碱改性泥炭颗粒突起最少,表明碱改性泥炭质地相对均一。碱改性泥炭能够显著降低土壤pH,增加土壤团聚体;而原始泥炭提升土壤有机质和增加碱解氮含量方面效果更加明显。碱改性泥炭和原始泥炭均能够提升土壤酶活性,但酸改性泥炭对土壤酶活存在抑制作用。相关分析结果表明,土壤pH、有效磷、速效钾与过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶的活性具有显著相关性(P<0.05)。综上所述,在本次试验中,碱改性泥炭对滨海盐渍土改良作用最佳,添加改性泥炭能更有效地消减滨海盐渍土盐、碱、瘦、板、活力差等障碍因子。

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