• 2022年第54卷第1期文章目次
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    • >专论与综述
    • 高投入菜地土壤磷素环境与农学阈值研究进展

      2022, 54(1):1-8. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.001

      摘要 (373) HTML (1652) PDF 452.18 K (1922) 评论 (0) 收藏

      摘要:维持适宜的土壤有效磷水平对保障蔬菜产量和水体安全具有十分重要的作用。而当前蔬菜种植体系磷肥投入的显著特征是高量、高频次,导致大量磷素累积在土壤中会增加磷素移动性从而引发高环境风险。一般认为菜地磷的环境阈值高于农田,但菜地的灌水和磷肥投入均远高于农田,因此磷流失程度仍高于农田。综合文献调研结果发现,我国不同地区的菜地土壤Olsen-P的环境阈值存在较大差异,集中在P 60.0~80.0 mg/kg。菜地有效磷水平通常高于环境阈值,而农田有效磷水平普遍低于环境阈值,表明菜地磷损失风险更大。同时蔬菜磷的农学阈值高于粮食作物的现象普遍,反映蔬菜对磷的高需求,而仅通过减少磷肥施用达到降低菜地磷损失风险的目的可能会导致蔬菜减产。因此,了解磷素在菜地土壤中的累积现状及特征,在明确蔬菜高产和环境友好的土壤有效磷农学和环境阈值的基础上,通过优化施磷量将土壤有效磷维持在既能满足蔬菜高产需求又能降低磷流失风险的合理水平,才能实现菜地磷养分的最佳管理。

    • 农艺措施对土壤中酞酸酯消减的调控作用研究进展

      2022, 54(1):9-17. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.002

      摘要 (353) HTML (1219) PDF 1.94 M (1836) 评论 (0) 收藏

      摘要:酞酸酯是邻苯二甲酸的酯化衍生物,作为增塑剂或塑化剂被广泛应用于各种生活用品及塑料制品中,是目前世界上产量最大、应用面积最广的人工合成有机化合物。但近年来研究表明,酞酸酯是一类环境内分泌干扰物,在人和其他动物体内有着类似雌激素的作用,影响生殖系统功能,并且具有“三致”效应。我国设施土壤中酞酸酯污染较为普遍,不仅对土壤生态系统存在潜在危害,并且能够通过食物链传递进入人体,从而危及人体健康。因此,如何加速农田土壤中酞酸酯的消减已成为国家环保部门和农业部门急需解决的重要问题。本文从水分调控、温度调控、施用外源添加物、耕作模式管理等方面综述了农艺措施调控酞酸酯消减的国内外研究,并从系统揭示农艺措施对土壤中酞酸酯消减的化学–微生物学调控机制、建立土壤中酞酸酯消减的农艺措施综合调控技术、充分考虑多种酞酸酯复合污染及其与中间代谢产物复合存在时农艺措施对土壤中酞酸酯消减的调控作用等方面对该领域的研究进行了展望,以期为农艺措施强化污染土壤中酞酸酯的消减研究提供借鉴并拓展新的思路。

    • 盐渍土壤特征及改良措施研究进展

      2022, 54(1):18-23. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.003

      摘要 (447) HTML (5197) PDF 408.21 K (2169) 评论 (0) 收藏

      摘要:全球盐渍土壤面积大、分布广,且近年来在自然和人为因素等综合影响下,土壤盐渍化进程加速。盐渍化对土壤环境以及作物生长发育造成严重不良影响,盐渍土壤改良对改善土壤环境、提高作物生产力尤为重要。我国盐渍土壤占世界盐渍土壤面积近1/10,盐渍土壤复垦和土壤盐渍化防治已成为我国农业可持续发展的当务之急。因此,采取适当且具有成本优势的措施缓解盐渍土壤对作物生长的影响,已成为我国农业技术发展的重要需求。本文总结了盐渍土壤特征,从降盐措施、改良及培肥措施、生物应对措施3个方面综述了盐渍土壤改良途径,为进一步开展盐渍土壤改良研究提供理论支撑。

    • 地球物理方法在土壤水文过程研究中的应用与展望

      2022, 54(1):24-31. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.004

      摘要 (248) HTML (1847) PDF 644.15 K (1679) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤水分的多尺度高效监测是土壤水文过程研究的基础。近些年以电阻率成像法、探地雷达法和电磁感应法为代表的地球物理方法,凭借多尺度适用性和微扰动原位监测的优势被广泛用于土壤水文学研究。本文在介绍以上3种代表性地球物理技术工作原理的基础上,初步总结了地球物理方法应用于水文学研究中的进展,讨论了地球物理手段未来应用于土壤水文学研究中的机遇与挑战,以期能够增进有关学者对地球物理手段的了解和认识,更好地将地球物理手段应用于土壤水文学研究中。

    • >研究报告
    • 秸秆降解过程中拮抗链霉菌对禾谷镰刀菌消长动态的影响

      2022, 54(1):32-39. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.005

      摘要 (353) HTML (1238) PDF 1.54 M (1413) 评论 (0) 收藏

      摘要:由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)引起的小麦赤霉病是导致小麦产量和品质降低的主要因素,其在田间生长的基质主要为秸秆。基于各种拮抗菌的生物防治是控制小麦赤霉病的主要措施之一,但秸秆降解过程中拮抗菌的拮抗效应是否与平板对峙获取的拮抗效应一致尚不清楚。本研究首先通过平板对峙试验,筛选出对禾谷镰刀菌CGMCC3.4598有潜在拮抗作用的3株菌:吸水链霉菌ACCC41648(Streptomyces hygroscopicus)、吸水链霉菌井冈变种ACCC40051(S.hygroscopicus var.jingganggensis)和娄彻氏链霉菌ACCC41594(S.rochei),其抑菌带平均宽度依次为2.67、1.67和1.12 mm。基于室内70 d培育试验,发现秸秆降解7、42和70 d后,吸水链霉菌ACCC41648及其井冈变种ACCC40051未表现抑制秸秆中禾谷镰刀菌生长的效应,而娄彻氏链霉菌ACCC41594在秸秆降解7 d和42 d后显著降低禾谷镰刀菌丰度分别达30.91%和69.28%。与对照相比,娄彻氏链霉菌ACCC41594显著促进秸秆降解、提高秸秆CO2-C累积释放量,降低秸秆易矿化碳含量。进一步相关性分析发现,残留秸秆中的禾谷镰刀菌丰度在培养7 d时与秸秆全钾含量极显著负相关(P<0.01),42 d时与秸秆易矿化碳含量显著正相关(P<0.05),70 d时与秸秆全氮含量极显著正相关,与C/N极显著负相关(P<0.01)。上述结果表明,通过平板对峙获取的拮抗菌在秸秆降解过程中其拮抗效应并不一定显现;结果进一步暗示,娄彻氏链霉菌ACCC41594在秸秆降解过程中抑制禾谷镰刀菌CGMCC3.4598生长的效应有可能通过其直接拮抗作用,也有可能通过促进秸秆降解引起残留秸秆性质发生变化所致。

    • 配施不同腐秆剂对还稻田麦秸腐解和水稻产量的影响

      2022, 54(1):40-46. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.006

      摘要 (287) HTML (1508) PDF 548.57 K (1703) 评论 (0) 收藏

      摘要:为阐明沿淮地区秸秆还田配施不同腐秆剂在秸秆腐解和水稻产量方面的差异,遴选出适合该区域使用的腐秆剂。本研究通过安徽省霍邱县的麦秆促腐还田定位试验,深入分析了秸秆还田和氮磷钾优化平衡施肥后不施腐秆剂(SF)、施腐秆剂1号(SFD1)、施腐秆剂2号(SFD2)和施腐秆剂3号(SFD3)等处理连续两年在秸秆腐解和水稻产量等方面的差异。结果表明:①不同处理间秸秆累积腐解率连续两年的差异均不大,但秸秆腐解速率第一年存在较大差异,其中SFD2处理的最大,较SF、SFD1和SFD3处理分别增加了70.6%、262.5%和93.3%;②水稻产量连续两年也均以SFD2处理为最高,分别为8 592.84 kg/hm²和7 538.70 kg/hm²,显著高于其余腐秆剂施用处理(P<0.05);相关性分析显示,水稻产量与秸秆腐解速率之间相关性最高(第一年,r=0.45;第二年,r=0.48);③不同处理对土壤微生物量的影响在两年间均表现出显著作用,但无明显规律可循;偏最小二乘法回归分析显示,两年的还田麦秸腐解速率均受土壤微生物生物量C/N的调控。综上,沿淮地区麦秸促腐还稻田配施2号腐秆剂最利于秸秆促腐和作物增产。

    • 聚苯乙烯微塑料对秀丽隐杆线虫取食偏好的影响

      2022, 54(1):47-54. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.007

      摘要 (274) HTML (1680) PDF 1.80 M (1662) 评论 (0) 收藏

      摘要:以土壤模式动物秀丽隐杆线虫为受试对象,研究了不同粒径、不同浓度的聚苯乙烯(PS)微塑料在短期暴露和长期暴露条件下对线虫取食偏好的影响,结果显示,1、10、100 mg/L浓度下,1 μm和5 μm的PS微塑料短期暴露后,线虫对B.amyloliquefaciens JX1(X1)和P.fluorescens Y1(Y1)的取食偏好并未发生明显改变;1、10、100 mg/L浓度下,5 μm的PS微塑料在长期暴露条件下能够改变线虫对X1、Y1的取食偏好且使线虫取食相关基因(cat-4egl-4gcy-28daf-7dbl-1tir-1tol-1)的表达显著上调;1 μm、100 mg/L和5 μm、100 mg/L的PS微塑料长期暴露后线虫体内氧化应激相关指标均有上调,与PS粒径大小无明显关联,提示氧化应激损伤可能并非PS微塑料长期暴露改变线虫取食偏好的直接机制。这均表明PS微塑料可以通过调控线虫取食偏好相关功能基因来对线虫的取食偏好行为产生影响。

    • 菊糖对蚯蚓粪肥性状的影响及调控过程

      2022, 54(1):55-63. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.008

      摘要 (278) HTML (1132) PDF 613.91 K (1522) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过蚯蚓堆肥试验,探讨菊糖对蚯蚓的益生作用及高活力蚯蚓粪肥的形成过程,可为滩涂生态农牧化模式构建及障碍土壤修复提供理论依据。以牛粪、赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)和菊糖为材料,设置纯牛粪养殖蚯蚓(EM)和添加菊糖的牛粪养殖蚯蚓(IEM)处理,养殖周期为40 d,每隔10 d采样分析,研究了牛粪-蚯蚓肠道内容物-普通蚯蚓粪肥/菊糖型蚯蚓粪肥性质动态变化过程。结果表明:添加菊糖与否的腐熟牛粪经蚯蚓取食、消化、排泄等过程所形成的菊糖型蚯蚓粪肥和普通蚯蚓粪肥,其基本性质较为一致:pH趋于中性,电导率显著下降,氮元素被吸收利用,有机质加速分解矿化,磷、钾元素进一步释放。但添加菊糖提高了有机质的降解效率与钾素释放,40 d时IEM处理蚯蚓粪肥的有机质含量比EM处理低9.4%,全钾含量高13.0%。EM处理的脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性总体呈先升后降的趋势,其峰值出现在20~30 d;而IEM处理缩短了酶活性峰值的出现时间(除脲酶活性外),10 d时碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性均达到峰值,其值较EM处理分别提高113.0%和61.0%。养殖10 d时,普通蚯蚓粪肥和菊糖型蚯蚓粪肥微生物多样性显著增加,菊糖型蚯蚓粪肥功能菌数量呈倍数增长。添加菊糖提高了前、中期(10、20 d)蚯蚓粪肥中放线菌门(Actinobateria)的相对丰度,其中20 d时较EM处理增加40.7%。可见,菊糖能够调控蚯蚓堆肥进程与蚯蚓粪肥性状,蚯蚓堆肥20 d后获得的菊糖型蚯蚓粪肥生物活性高、品质佳。

    • 水稻-番茄轮作植物寄生线虫及微生物群落结构差异

      2022, 54(1):64-71. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.009

      摘要 (199) HTML (1334) PDF 1.60 M (1888) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤线虫和微生物群落结构与作物健康密切相关。采用田间试验,利用传统分类和高通量测序技术,研究了水稻-番茄轮作(FS)、番茄连作(FF)和休耕(CK)3种种植制度土壤线虫及微生物群落结构差异。结果表明,水旱轮作土壤中线虫种类少,自由生活线虫占比高。土壤中植物寄生线虫属的检出率,轮作最少,仅有5个,连作最多,共13个,且大部分为常见属;水旱轮作同时能降低土壤中植物寄生线虫的种类,包括主要危害番茄的根结线虫属,占比仅2.1%,而连作为29.7%。不同种植制度下真菌和细菌类群OUTs和群落结构差异明显;与连作相比,轮作和休耕真菌、细菌种群丰富度更高,共享占比更多,群落构成更相近;水旱轮作Alpha多样性指数显著高于连作;轮作土壤中植物寄生线虫拮抗微生物类群ChaetomiumTalaromycesAnaerolineaceaeAcidobacteria相对丰度高于连作。水稻-番茄轮作能大幅减少植物寄生线虫种类,增加微生物群落多样性,改善土壤质量,是番茄生产中防控线虫病害的理想措施。

    • 不同磷水平下玉米-大豆间作对红壤无机磷组分及有效磷的影响

      2022, 54(1):72-79. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.010

      摘要 (221) HTML (1616) PDF 681.56 K (1641) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过2年盆栽试验,探讨不同磷水平下玉米-大豆间作根际土壤无机磷组分、土壤有效磷含量及作物磷吸收的差异,明确土壤无机磷组分、土壤有效磷与作物磷吸收之间的相互关系。试验设置玉米单作、大豆单作、玉米-大豆间作3种种植方式以及3个P2O5施用水平(0、50、100 mg/kg,分别记作P0、P50、P100),共9个处理。结果表明:与单作相比,2018年和2019年在P0、P50和P100水平下,间作显著提高玉米和大豆的籽粒产量,并显著提高玉米和大豆植株的磷素吸收量。与常规施磷水平(P100)下的单作处理相比,玉米-大豆间作在磷肥减少50%(P50)的条件下,并未降低玉米和大豆的磷吸收量与籽粒产量。3个磷水平下,间作提高了玉米和大豆根际土壤有效磷含量,而降低了根际土壤总无机磷以及Fe-P、Al-P、Ca-P、O-P的含量;同时适当增施磷肥显著提高了玉米和大豆根际土壤总无机磷及各无机磷组分的含量。本试验条件下,间作促进土壤中Fe-P、Al-P、Ca-P和O-P的活化(尤其是Fe-P),是低磷胁迫下间作土壤有效磷含量与作物磷吸收量增加的重要原因。玉米-大豆间作具有节约磷肥、维持作物产量及根际土壤有效磷与作物磷吸收的潜力。

    • 蓝莓对土壤酸碱敏感性的量化表征研究

      2022, 54(1):80-87. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.011

      摘要 (224) HTML (1736) PDF 526.47 K (1506) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤酸碱度是影响蓝莓树体正常生长的重要环境因子之一,量化表征土壤酸碱度变化对保持蓝莓正常生长、提高经济效益的影响幅度至关重要。本文利用Meta分析方法系统地集成国内外87篇文献,共筛选12个蓝莓品种,利用文献中已提取数据组定量化拟合土壤pH变化对不同品种蓝莓树体生长的影响差异。结果表明:根据土壤pH变化对蓝莓树体生长的影响幅度判断,蓝莓各品种的最适土壤pH分布在4.4~5.0之间;利用量化拟合关系式的|k|值,将蓝莓生长对土壤pH变化的敏感性分为高敏感型、低敏感型和迟缓型3个类型,不同敏感型蓝莓的最适土壤pH范围分别为4.2~5.6、3.5~5.5和3.2~5.7;利用土壤pH对蓝莓树体生长的影响幅度为评价依据,将土壤pH适宜性划分为最适、适宜、有碍和不适4个等级。蓝莓种植户可依据土壤pH对蓝莓树体生长的影响幅度来调节蓝莓土壤pH,并依据蓝莓对土壤pH变化的敏感性来适当放宽或严格调整蓝莓土壤酸碱环境。

    • 豫中植烟土壤有效态微量元素与pH和有机质的关系

      2022, 54(1):88-94. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.012

      摘要 (211) HTML (1507) PDF 539.30 K (1484) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明豫中植烟土壤pH和有机质对微量元素有效态含量的影响,在豫中许昌市的建安、禹州、襄城和漯河市的城区、临颍和舞阳6个植烟县(区)采集了191个典型烟田耕层(0~20 cm)土样,测定了微量元素(有效铜、铁、锰、锌、钼)含量、pH和有机质含量,采用Pearson相关分析法与曲线回归方法分析了有效态微量元素含量与pH、有机质之间的关系。结果表明,有效铜、铁、锰、锌和钼的平均含量分别为1.20、49.24、84.80、1.71和0.02 mg/kg,有效锰总体上充足,有效钼整体极为缺乏,个别样点有效铜、铁和锌缺乏;pH平均为7.90,总体上偏高;有机质平均为17.78 g/kg,总体上适宜;微量元素有效态与pH、有机质之间均存在二次函数关系,随pH升高,有效铜呈增加趋势,有效铁和锌呈先升后降趋势,有效锰和钼呈先降后升趋势;随有机质升高,有效铜、锰、锌和钼呈增加趋势,有效铁呈先升后降的趋势。

    • 云南省文山州烟田土壤主要肥力指标多年度动态变化

      2022, 54(1):95-102. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.013

      摘要 (237) HTML (1256) PDF 510.28 K (1545) 评论 (0) 收藏

      摘要:2005-2020年期间采集了云南省文山州5 176个烟田土壤样品,测定分析了其pH及有机质(SOM)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)含量,以及各级别分配比例及其年度变化情况。结果表明:2005-2020年期间,研究区土壤pH及SOM、AN、AP含量平均分别为6.40、25.65 g/kg、102.25 mg/kg、18.84 mg/kg,均为植烟适宜水平;但AK含量平均为164.33 mg/kg,为偏高水平。AK含量随年份呈现显著的升高趋势(y=96.13e0.0615xR2=0.847 6**P<0.01),但其他指标的变化趋势较为复杂。pH、SOM和AN含量以适宜级别的烟田土壤比例最高,平均分别为50.02%、65.17%和54.15%;AP和AK含量适宜级别与偏高级别的烟田土壤比例相当,AP分别为46.98%和40.49%,AK分别为46.03%和45.50%。pH和AK含量适宜级别的烟田土壤比例随年份呈现显著降低趋势(pH:y=1027e-0.029xR2=0.609 3**P<0.01;AK:y=0.0519x2-211.66x+215872,R2=0.886 2**P<0.01),SOM、AN和AP含量适宜级别的烟田土壤比例总体上随年份呈现升高的趋势,但未达到显著水平(P>0.05)。2020年文山州尚有25.84%和33.50%的烟田土壤pH偏低和偏高,7.76%和7.87%、34.42%和42.9%的烟田土壤AN和AP含量偏低、偏高,绝大部分烟田(73.34%) AK含量偏高,针对上述问题,需要采取不同的措施以提升烟田烤烟种植的适宜性。

    • 基于文献计量学的土壤种子库研究进展分析

      2022, 54(1):103-113. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.014

      摘要 (233) HTML (1277) PDF 8.85 M (1735) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了把握土壤种子库在国内外的研究现状及研究前沿动态,客观反映各个国家、机构及研究者在该领域的影响力,本文基于文献计量学分析方法,对Web of Science数据库1999-2020年和中国知网数据库1983-2020年的研究成果进行了分析。结果表明:该领域的科研成果在国内外的发文趋势不同,国外期刊论文逐年上升,但国内论文自2009年以后开始下降。在发文量的国家排序中,美国排名第1,澳大利亚和中国分别位列第2和第3。国家间合作关系密切程度不大,相比较而言,美国的合作贡献量最大。中国科学院在该领域的发文量最多,总被引次数也最大,刊载该领域论文的外文期刊主要为《Plant Ecology》《Journal of Vegetation Science》和《Applied Vegetation Science》,中文期刊主要为《生态学报》《生态学杂志》和《植物生态学报》,该领域的文章在外文论文中主要集中在环境科学与生态学、生态学和植物科学3个学科,而国内主要集中在农业资源与环境、林学、生物学3个学科。目前,有关土壤种子库的研究主要集中在对种子库中种子本身特征、与地上植被的关系、土壤中种子持久性和在生态重建中的应用等研究上。有关土壤种子库的研究应积极探索新的科学问题,顾及更多研究领域,加强在解决实际问题中的作用,提高我国在该领域的科研水平和影响力;结合全球气候变化所带来的生态问题,加强国际间的研究合作关系,在全球尺度上利用土壤种子库反映生态变化,为解决生态问题提供决策参考。

    • 亚硫酸盐对三价砷在土壤中氧化固定作用机制研究

      2022, 54(1):114-120. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.015

      摘要 (235) HTML (1718) PDF 653.20 K (1915) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤中硫的氧化还原过程对砷的释放与固定具有重要的影响,但有关硫形态对三价砷(As(III))的氧化过程的机制与贡献并不清楚。基于此,本研究以土壤中普遍存在的硫转化中间产物亚硫酸盐为研究对象,研究其对土壤中As(III)的氧化固定机制。结果表明,亚硫酸盐显著促进了土壤中As(III)的氧化,与对照组相比,10 h内土壤悬液中As(III)的氧化效率提高了近30%,而土壤固相提取态As(III)氧化更加明显,吸附态As(III)浓度从73.53 μg/L降低至35.27 μg/L;与此同时亚硫酸盐的加入显著降低了溶液中总砷含量,促进了砷在土壤中的固定。通过电子顺磁共振技术分析发现亚硫酸根自由基(SO3·-)是As(III)氧化的主要动力,而铁离子与亚硫酸根耦合是形成自由基的主要机制。综上,亚硫酸盐显著促进土壤中As(III)的氧化及固定。

    • 锯末对生物修复荧蒽和芘污染土壤的强化作用及影响因素

      2022, 54(1):121-127. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.016

      摘要 (190) HTML (1356) PDF 600.70 K (1334) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过土壤微宇宙培养试验,研究了锯末尺寸、添加量和种类等因素对荧蒽特效降解菌MC(Mycobacterium flavescens)修复污染土壤(潮土、红壤、黑土、黄棕壤和水稻土)的效果,并探究了影响其产生不同效果的因素。结果表明:锯末联合降解菌MC修复荧蒽污染的黄棕壤效果较好,优化条件下25 d荧蒽降解率为42.63%±1.05%;该联合修复对黑土和红壤中荧蒽降解也有显著促进作用,但对潮土和水稻土中荧蒽降解没有促进作用。黑土和潮土自身微生物群落对荧蒽有很好的降解作用,红壤较低的酸碱性导致降解菌MC的加入不能够很好地降解荧蒽。由此,针对不同类型土壤中相同污染物的修复技术应该相应调整,才能达到节省成本促进降解去除的效果。

    • 有机黏土对污染土壤中苋菜生理和吸收积累菲、芘的影响

      2022, 54(1):128-135. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.017

      摘要 (180) HTML (1382) PDF 653.78 K (1491) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于有机改性黏土具有廉价、高效吸附多环芳烃(PAHs)等特性,探究了3-巯基丙基三甲氧基硅烷改性蒙脱土(TMSP-SMF)和十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土(CTAB-SMF)对污染土壤中PAHs的固定效果,并考察了其施用后对土壤理化性质、微生物群落以及植物吸收累积PAHs的影响。结果表明:TMSP-SMF和CTAB-SMF的施用未影响土壤的pH,但土壤的渗透性有所降低,同时土壤中变形菌门(Proteobacteria)及放线菌门(Actinomycetes)的相对丰度有所增加。此外,TMSP-SMF和CTAB-SMF可以有效地阻控污染土壤中苋菜对菲和芘的吸收。与污染控制处理相比,TMSP-SMF处理苋菜地上部菲和芘的含量分别降低了20.1%±9.5%和13.9%±16.9%;根部分别降低了16.7%±6.6%和21.2%±13.3%;CTAB-SMF处理苋菜地上部菲和芘的含量分别降低了47.0%±8.7%和44.3%±7.0%,根部分别降低了59.1%±4.7%和60.0%±8.1%。可见,土壤中添加2.5%的TMSP-SMF或CTAB-SMF在一定程度上减少了植物对PAHs的累积,从而缓解了植物对PAHs累积的氧化应激反应;而有机黏土CTAB-SMF比TMSP-SMF更适用于作为污染土壤中PAHs的固定修复材料,有望应用于PAHs污染农田土壤的修复。

    • 基于保护水环境的场地地下水风险评估模拟应用研究

      2022, 54(1):136-144. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.018

      摘要 (180) HTML (1487) PDF 1.83 M (2002) 评论 (0) 收藏

      摘要:以江苏省某溶剂化工场地为例,利用英国污染地块水文地质风险评估模型研究了该场地地下水污染物对场地内及周边水环境的影响。比较了稳态和非稳态地下水溶质迁移模型(Ogata Banks、Domenico、Time variant Domenico)对污染物在自然衰减条件下从污染源向场地边界迁移过程模拟。结果表明:该场地的地下水中苯、乙苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、氯仿超过了地下水质量Ⅲ类标准,但场地内污染物对场地边界地下水的潜在环境风险基本可以忽略。Ogata Banks与Domenico模型对于污染物在含水层的自然衰减下的迁移模拟表明污染物在30 m内的迁移过程中浓度下降较快,在30 m外的迁移过程中污染物的浓度较低且衰减不明显。Domenico模型计算较为简洁,在风险评估中具有较强的适用性;敏感性分析表明合规点至污染源距离x、含水层容重ρ、含水层孔隙度n、有机碳含量foc、有机碳分配系数Koc、水力传导系数K、水力梯度i均影响污染物在含水层的自然衰减迁移过程,通过精细化水文地质调查获取上述参数将有助于提高风险评估结果的精确度。

    • 毕节市植烟土壤耕层容重的空间特征及影响因素

      2022, 54(1):145-151. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.019

      摘要 (206) HTML (1384) PDF 2.58 M (1852) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤容重是影响作物生长的重要土壤属性,也是土壤改良的重要依据,对土壤容重空间分布及影响因素的了解有助于生产管理及土壤改良方案的实施。本研究通过系统采样,测定了毕节市植烟区653个样点的土壤容重、机械组成及有机质含量,分析了土壤容重的空间分布特征,探讨了影响土壤容重的因素。结果表明:毕节市植烟土壤容重平均为1.20 g/cm3,变异系数为12.4%。在空间上,土壤容重以西部为高,中部略低。土壤母质及土壤类型对土壤容重影响较大,其中,红色风化壳及砂页岩类土壤容重较高,而粗晶岩发育土壤容重最小;土壤类型中,以紫色土容重最高,而水稻土最低。土壤有机质含量与土壤容重呈负相关(P<0.01)。依据植物生长特性,结合土壤质地分级,本研究给出了七星关与威宁的部分地区为土壤容重改良的重点区。

    • 基于Landsat-8数据的土壤颜色预测方法研究

      2022, 54(1):152-160. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.020

      摘要 (216) HTML (1459) PDF 1.71 M (1806) 评论 (0) 收藏

      摘要:选择黑龙江省292个自然风干土壤样品,室内测定土壤高光谱反射率,然后依据三刺激值法计算土壤CIE XYZ色彩空间各颜色分量,用于土壤颜色预测和验证。同时,提取各样品采集点位的Landsat-8 OLI原始反射率数据,计算归一化差值植被指数、归一化差值水体指数、归一化差值湿度指数、归一化差值不透水面指数,并据此提出建模光谱筛选阈值。进一步采用偏最小二乘回归模型,结合提取出的遥感光谱进行各土壤颜色分量的预测。结果显示:CIE XYZ颜色各分量的验证R2分别为0.76、0.76和0.69,RPD分别为1.74、1.76和1.68,表明利用偏最小二乘法建立的模型可以对土壤颜色进行近似预测。不同土地利用类型预测结果拟合显示,耕地土壤颜色各分量预测效果均优于林地和草地。在不同有机碳含量下分别进行土壤颜色建模预测,当有机碳含量较低时,土壤颜色预测结果较好。

    • 基于SHAW模型的青海湖流域土壤温度模拟

      2022, 54(1):161-168. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.021

      摘要 (138) HTML (1579) PDF 853.72 K (1783) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤温度与地气间能量交换、水分循环密切相关,影响着植被生长乃至区域生态安全。本文首先分析了青海湖流域2018年10月至2020年7月实测的不同深度土壤温度变化特征,然后结合2018年10月至2019年8月土壤温度对SHAW模型进行了率定,并根据2019年9月至2020年7月观测数据对率定参数进行了验证,在此基础上探究了植被和土壤参数对土壤温度变化的影响。结果表明:①伴随深度增加,土壤温度的变化幅度逐渐减小,5 cm深度逐日平均土壤温度的极差达到25.50℃,而35 cm深度极差为20.19℃,均远低于相同时期气温的极差(36.32℃);②率定期各层土壤温度的纳什效率系数(NSE)均高于0.94,均方根误差(RMSE)由表层(1.91℃)至深层(0.86℃)逐渐减小,模型模拟精度随着土层深度增加而提高;验证期各评价指标略低于率定期,但各层NSE均超过0.93,RMSE由浅层的1.98℃降低至最深层的0.98℃,说明SHAW模型可以模拟青海湖流域土壤温度的动态变化;③土壤温度变化与叶面积指数、土壤容重均呈负相关关系,饱和导水率、孔径指数和进气势分别降低60%、40%和30%以后,土壤温度才有明显响应。

    • 利用GPR早期信号振幅属性监测土壤含水率

      2022, 54(1):169-176. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.022

      摘要 (221) HTML (1437) PDF 1.26 M (1885) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究GPR早期信号振幅属性与土壤含水率的关系,建立物理模型并配制了7组不同含水率的土壤,采用300、400和900 MHz GPR天线进行探测。选取GPR第一峰值信号、第一正半周期、第一半周期3种典型时段早期信号,利用希尔伯特变换计算平均振幅包络并求倒数,与烘干法测量所得土壤含水率结果进行对比,拟合出平均振幅包络倒数与土壤含水率之间的关系式。3种典型早期信号的振幅包络的倒数与土壤体积含水率均为线性相关,相关系数分别为0.883、0.926、0.867,其中第一正半周期内的振幅包络的倒数与土壤体积含水率拟合效果最好,含水率平均相对标准差为0.483%,通过土壤介电常数试验结合Topp公式计算得到的体积含水率与实测体积含水率平均相对标准差为1.069%。结果表明利用平均振幅包络倒数法研究第一正半周期内雷达波平均振幅包络倒数得到的土壤含水率较为精确。

    • 不同矿化度咸水在滨海典型植被盐碱地中的入渗特性研究

      2022, 54(1):177-183. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.023

      摘要 (167) HTML (1435) PDF 493.66 K (1621) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于滨海盐碱区典型植被白茅、盐地碱蓬和裸地的土壤性状调查,开展了不同矿化度咸水(0、5、10 g/L)在上述典型地块中的水分入渗试验,以分析滨海盐碱区典型植被对土壤结构特征、咸水入渗特性、水盐分布规律的影响。结果表明:①裸地、盐地碱蓬地和白茅地土壤容重和含盐量依次降低、土壤大粒径水稳性团聚体含量依次增加;②同一地块初始入渗率、稳定入渗率和累积入渗量均随咸水矿化度的升高逐渐增大,相同矿化度咸水入渗下,稳定入渗率和累积入渗量由大到小依次为白茅地、盐地碱蓬地和裸地;③入渗前土壤表层含盐量由高到低的地块依次为裸地、盐地碱蓬地和白茅地,咸水入渗后,裸地表层土壤含盐量随咸水矿化度的升高而增加,咸水入渗对盐地碱蓬地表层土壤盐分的淋洗显著,且在矿化度为5 g/L咸水入渗后的淋洗效果最佳,而白茅地土壤盐分淋洗对入渗咸水矿化度则不敏感;④双因素方差分析结果显示,植被类型对滨海盐碱地水分入渗特性的影响大于入渗水的矿化度。

    • 东北农牧交错带耕地土壤有机质遥感反演研究

      2022, 54(1):184-190. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.024

      摘要 (183) HTML (1649) PDF 4.66 M (1799) 评论 (0) 收藏

      摘要:农牧交错带是农耕区与草原牧区的过渡带,土壤有机质(SOM)的精确估算与变化监测对碳库估算与农业生产具有重要研究意义。以东北典型农牧交错带为研究区,Landsat 8 OLI影像和ALOS 12.5m DEM为数据源,基于波段反射率、反射率对数、亮度指数与相关地形因子,分别利用多元线性逐步回归(MLSR)模型、随机森林(RF)模型和BP神经网络(BPNN)模型,构建农牧交错带SOM多光谱反演模型。结果表明:①根据重要性排序,选择Landsat8 OLI第4波段的对数、第5波段、第6波段和亮度指数作为输入量,RF和BPNN模型的精度优于MLSR模型。②引入高程(E)与坡向变率(SOA)后,3种模型的预测精度提高,BPNN模型精度提高最多,R2提高了0.22,RMSE降低了0.40 g/kg。3种模型最优反演精度由高到低为:BPNN模型(R2=0.82,RMSE=1.4 g/kg)>RF模型(R2=0.71,RMSE=1.9 g/kg)>MLSR模型(R2=0.66,RMSE=8.8 g/kg)。研究结果可为农牧交错带SOM时空变化研究提供方法支撑。

    • 基于GF-1遥感数据预测区域森林土壤有机质含量

      2022, 54(1):191-197. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.025

      摘要 (248) HTML (1431) PDF 4.19 M (1784) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索国产卫星GF-1预测土壤有机质(SOM)的能力,本研究以广东省云浮市的罗定市为研究区,以GF-1多光谱遥感影像衍生的9个遥感变量和DEM提取的9个地形水文变量为预测因子,建立2种人工神经网络模型(A模型:地形水文;B模型:地形水文+遥感),对5个土壤深度(L1:0~20 cm,L2:20~40 cm,L3:40~60 cm,L4:60~80 cm,L5:80~100 cm)的SOM进行预测。结果表明:5个深度的B模型全都比A模型的精度高,尤其是L1、L2土层,精度提升明显,其R²分别提高了13%和10%;而深层土壤(L3、L4、L5)的精度提升较小,仅提高了4%、5%和4%。另外,两个评价指标RMSE和ROA ±10%也表现出相似的趋势。总体而言,GF-1遥感数据显著改善了上层(0~40 cm)森林土壤人工神经网络模型的预测精度,对下层(40~100 cm)森林土壤模型改善尺度较低,是预测森林土壤SOM含量可观的新遥感数据源。

    • 砒砂岩区水力侵蚀下坡面微地貌变化特征及过程研究

      2022, 54(1):198-205. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.026

      摘要 (153) HTML (1469) PDF 2.01 M (1465) 评论 (0) 收藏

      摘要:解决砒砂岩区坡面的产流产沙问题对黄河流域生态安全具有重要意义,选取砒砂岩裸露坡面为研究对象,在自然降雨条件下采用野外径流小区实测结合三维激光扫描技术,分析13次有效降雨过程砒砂岩坡面微地貌的变化过程及产流产沙特征。结果表明,径流小区内坡面土壤平均侵蚀深度为26 mm,侵蚀区占径流小区总面积的95.27%,单位面积上侵蚀导致土壤流失体积为0.019 m3/m2。砒砂岩坡面产流产沙量与降雨强度呈较好的对应关系,降雨强度和降雨量是影响坡面产流产沙的主要因素。受降雨强度变化的影响,地表粗糙度、地表起伏度、地表切割度均随降雨呈现累积增加的趋势,地表曲率受单次降雨强度影响明显,呈现不规律的波动变化;坡面产流量和产沙量之间存在较好的正相关性(r=0.539,P<0.05)。

    • >研究简报
    • 苏南某区污染耕地农产品镉汞状况调查及健康风险评价

      2022, 54(1):206-210. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.01.027

      摘要 (158) HTML (1107) PDF 367.28 K (1504) 评论 (0) 收藏

      摘要:于2019年和2020年在苏南某区污染耕地采集了302份水稻和97份蔬菜样本,评估了农作物可食部分镉(Cd)和汞(Hg)的健康风险。结果表明:水稻籽粒中Cd和Hg含量均高于蔬菜,水稻籽粒和蔬菜Cd含量分别为59.5和50.7 μg/kg,超标率为4.6%和4.1%;水稻和蔬菜Hg含量分别为4.7和0.7 μg/kg,其中仅水稻籽粒Hg超标,超标率为3.3%;水稻和蔬菜Cd和Hg日摄入量分别为0.371和0.239 μg/(kg·d);整体危害指数为0.680(<1)。食用研究区域水稻和蔬菜的重金属健康风险较低。在整个研究区采样和同点位不同农作物采样两个尺度下,粳稻和根类蔬菜Cd含量均分别显著低于籼稻和叶类蔬菜,但不同水稻和蔬菜品种间Hg含量无显著差异。因此,本研究推荐种植和食用粳稻、根类蔬菜,从而降低污染耕地农产品Cd和Hg对人体健康的潜在风险。

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