• 2022年第54卷第3期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >专论与综述
    • 同位素异位体溯源土壤N2O的方法、技术和展望

      2022, 54(3):425-436. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.001

      摘要 (102) HTML (505) PDF 1.18 M (575) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤是N2O的重要排放来源之一。土壤中N2O产生途径众多、受多种因素调控,深入分析土壤N2O产生途径才能采取针对性的减排策略。稳定同位素技术已广泛用于研究土壤N2O排放,N2O同位素异位体法是近年来新兴的研究方法。该研究方法通过测定土壤N2O的同位素组成(δ15NSPN2Oδ18ON2Oδ15NbulkN2O)分析N2O排放贡献,因无需添加标记物、对土壤系统干扰小、成本低,适合在野外田间研究N2O排放,是15N标记方法的有力补充。本文详细介绍了N2O同位素异位体法的原理、质谱测定方法、定量分析方法、影响该方法的因素及其应用前景。

    • 农艺措施对土壤可溶性有机质的影响研究进展

      2022, 54(3):437-445. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.002

      摘要 (123) HTML (427) PDF 423.18 K (668) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤可溶性有机质(DOM)是土壤有机物中的高活性组分,在土壤养分的生物地球化学循环、重金属和有机污染物的迁移转化、土壤矿物质的活化及土壤肥力的保持等过程中发挥着重要作用。农艺措施可通过内外源同步作用显著影响土壤DOM的含量、组分及性质,本文综述了近年来相关研究中不同农艺措施下土壤DOM的变化,总结了不同耕作管理、种植制度、施肥措施以及新型土壤改良剂等对土壤DOM的影响。分析表明,免耕加秸秆覆盖方式可显著提高土壤DOM含量,与单一耕作相比轮作可提升土壤DOM含量,绿肥配施有机肥较单一化肥施用可显著改善土壤DOM的组成和结构,合理调控热解炭和水热炭等土壤调理剂的施用时间、施用量、C/N等性质可优化土壤DOM结构和性能。本综述分析了农艺措施对土壤DOM的影响效果及作用途径,指出了当前的研究热点和难点,并对未来研究方向进行了展望,可为今后合理的农艺措施管理和土壤健康调控提供科学指导。

    • >研究报告
    • 青枯病不同发病率土壤对番茄植株氮素吸收效率的影响

      2022, 54(3):446-454. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.003

      摘要 (64) HTML (436) PDF 825.03 K (580) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究青枯病不同发病率土壤对番茄植株氮素吸收效率的影响,以番茄为供试植物,采集连作多年后6种青枯病不同发病率(12.5%、21.9%、40.0%、59.4%、83.3%和91.6%)的土壤,进行盆栽试验。结果表明,随着初始土壤青枯病发病率逐渐升高,番茄植株生物量和氮素吸收效率呈下降趋势,且存在显著相关性;初始土壤中全氮、铵态氮和硝态氮含量与植株的氮素吸收效率无显著相关;初始土壤的细菌多样性和群落组成与植株的氮素吸收效率无显著相关,但基于OTU的细菌群落变化与植物氮素吸收效率呈显著相关性,溶杆菌属(Lysobacter)和藤黄单胞菌属(Luteimonas)细菌与植株氮素吸收效率呈显著正相关,其中溶杆菌属(Lysobacter)细菌同时与发病率呈显著负相关。综上,本研究发现,受不同程度的连作障碍影响,土壤的氮素含量与植物氮素吸收效率无显著相关性,而初始土壤的细菌群落与植物氮素吸收效率存在显著相关性。

    • 紫云英与有机物料连续还田在黄泥田水稻稳产提质增效中的作用

      2022, 54(3):455-463. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.004

      摘要 (56) HTML (511) PDF 555.70 K (465) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确紫云英与不同有机物料还田在黄泥田改土培肥与水稻化肥减量增效中的作用,基于连续11 a定位试验,研究了不施肥(T0,CK)、单施化肥(T1)、仅翻压紫云英(T2)、紫云英与水稻秸秆联合还田(T3)、紫云英与牛粪配施还田(T4),以及紫云英与水稻秸秆联合还田+40%化肥(T5)处理对水稻产量、籽粒营养品质及稻田肥力的影响。结果表明,与CK相比,各施肥处理籽粒历年平均产量增幅11.4%~21.0%,秸秆平均产量增幅17.1%~40.2%,差异均显著;其中以T5提升尤为明显,其籽粒产量与秸秆产量较T1分别提高3.4%和6.6%;有效穗是产量差异的重要性状因子。各施肥处理成熟期植株地上部氮、磷、钾吸收量较CK分别增幅14.3%~30.6%、8.9%~32.7%、2.9%~47.2%,其中氮、磷吸收量以T4最高,钾吸收量以T5最高。与CK相比,第10年施肥处理籽粒氨基酸总量增幅11.5%~20.6%,必需氨基酸增幅11.1%~19.8%,与T1相比,T5处理的必需氨基酸与氨基酸总量分别提高5.7%和6.5%,差异显著。水稻分蘖盛期T5处理土壤微生物生物量碳含量比T1增加15.2%,微生物生物量氮含量增加42.3%,差异均显著。在水稻成熟期,与T1相比,翻压紫云英或与有机物料组合处理的土壤有机质含量增幅9.7%~16.7%,全氮含量增幅10.9%~14.8%,同样以T5增幅最为明显,T4、T5处理的速效钾含量也显著高于T1。相关分析表明,水稻产量、籽粒氨基酸含量与土壤有机质、全氮、速效钾含量以及微生物生物量碳氮均呈显著正相关。综上,翻压紫云英或与有机物料联合还田均不同程度提高了黄泥田土壤养分库容,促进了植株养分吸收与产量提升,连续11 a紫云英与秸秆或牛粪联合还田可全部替代黄泥田水稻化肥施用,T5处理在提高产量、改善土壤肥力和籽粒氨基酸品质方面作用尤为明显。土壤有机质、全氮、速效钾、微生物生物量碳氮是影响水稻产量和稻米氨基酸品质的重要肥力因子。

    • 添加外源有机物和黏粒材料对沙黄土有机碳和菠菜生长的影响

      2022, 54(3):464-472. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.005

      摘要 (45) HTML (487) PDF 737.02 K (551) 评论 (0) 收藏

      摘要:快速提升贫瘠土壤的有机碳含量是改良土壤、增加土地生产力的重要途径。本研究通过温室盆栽试验,设置了沙黄土对照(CK)、沙黄土+木本泥炭(LW)、沙黄土+褐煤1(LC1)、沙黄土+褐煤2(LC2)、沙黄土+木本泥炭+红黏土黏粒(LWR)、沙黄土+木本泥炭+砒砂岩黏粒(LWS)和沙黄土+木本泥炭+膨润土(LWB)共7个处理,每个处理5次重复,研究了不同处理下菠菜生育期内(35 d)生长、生理指标差异及各处理对土壤有机碳含量提升效果。结果表明:与CK相比,各处理收获期菠菜产量和土壤有机碳含量均显著增加(P<0.05),LW、LC2、LC1、LWS、LWR和LWB处理下收获期菠菜产量分别增加了18.6%、51.3%、80.8%、127.6%、148.1%和203.8%,对应处理土壤有机碳含量分别增加了92.4%、84.3%、66.8%、84.0%、116.3%和98.3%,土壤pH均有一定程度降低。与LW处理相比,补充黏粒材料后,LWS、LWR和LWB处理下收获期菠菜叶面积分别显著增加了55.0%、86.5%和98.3%(P<0.05),各处理土壤pH、电导率、有机碳和全氮含量有一定程度的变幅,但差异未达显著性水平。总之,单施木本泥炭和2种褐煤物质对菠菜生长的促进及土壤有机碳含量的提升具有不同的作用效果,其中木本泥炭对土壤有机碳的提升效果好于褐煤物质,而对菠菜生长的促进作用低于褐煤物质,在添加木本泥炭的基础上补充黏粒材料对菠菜叶面积和产量的增加具有显著的促进效果,同时在一定程度上提升了土壤有机碳含量并改良了土壤理化性质,所有处理中以木本泥炭+膨润土处理综合效果最好。本研究为粗质地土壤快速培肥和肥力保持提供了新途径。

    • 马铃薯加工废水灌溉农田土壤肥力特征及其对施肥的响应

      2022, 54(3):473-480. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.006

      摘要 (33) HTML (430) PDF 455.43 K (608) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明施肥措施对马铃薯淀粉加工废水灌溉后农田土壤肥力的影响,设置7个施肥处理:T1(CK),不施肥;T2,常规施肥;T3,优化施肥(减氮增磷);T4,优化施肥+增氧剂;T5,优化施肥70%+生物有机肥;T6,优化施肥70%+生物有机肥+增氧剂;T7,缓释肥(沃夫特26-10-12),取样并检测土壤养分指标及微生物数量。结果表明,与灌溉前相比,灌溉后种植前0~20 cm和20~50 cm土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾均激增,分别增加68.65%、70.73%,95.47%、86.41%,434.60%、931.05%和485.07%、580.31%,收获后不同施肥处理土壤养分均显著下降,且处理间差异显著。灌溉后种植前0~20 cm土壤真菌、细菌和放线菌分别增加10倍、50倍和1.5倍,微生物总量增加34倍,收获后T1中土壤真菌有所下降,其余施肥处理下土壤真菌显著增加,各施肥处理土壤细菌和微生物总量显著降低,放线菌显著增加。其中T5、T6细菌、放线菌和微生物总量最高,T4真菌最高。两种供试玉米品种株高和地上生物量在不同施肥措施下均由高到低为:T6>T5>T7>T3>T4>T2>T1。由此可知,马铃薯淀粉废水灌溉农田具有一定的肥效,且通过减施化肥,增施有机肥和增氧剂可有效促进马铃薯淀粉废水的肥效作用。

    • 草甸草原土壤不同组分有机碳含量及化学结构对长期氮输入的响应

      2022, 54(3):481-489. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.007

      摘要 (50) HTML (532) PDF 644.01 K (478) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究长期氮输入对草甸草原土壤不同组分有机碳含量及化学结构影响,以内蒙古东北草甸草原为研究对象,于2010年设置0(CK)、30(N30)、50(N50)、100(N100)、150(N150)、200(N200) kg/(hm2·a)6个不同施氮水平处理,测定土壤不同组分有机碳含量及红外光谱特征。结果表明:①相比CK,长期氮输入条件下可提高土壤总有机碳(SOC)含量(增幅0.3%~13.6%),且主要表现为颗粒有机碳(POC)含量的增加(9.22%~16.39%),但降低土壤轻组有机碳(LOC)含量。②红外光谱主成分分析(PCA)结果表明,土壤LOC主要来源于脂肪碳、芳香碳、酚醇化合物,POC主要来源于芳香碳和酚醇化合物,矿物结合有机碳(MOC)主要来源于烷基碳和多糖。③相比CK,施氮处理凋落物和LOC官能团中烷氧碳(单糖+多糖)的相对强度降低,烷基碳、芳香碳相对强度增加;土壤POC和MOC官能团中烷氧碳、烷基碳及芳香碳相对强度增加,酚醇化合物相对强度降低;且施氮处理下凋落物及其不同土壤碳组分有机碳结构稳定性(芳香碳/脂肪碳)均高于CK。④结构方程模型(SEM)结果显示,随着施氮水平增加,通过提高土壤地上生物量(AGB)可促进POC和MOC的形成,但由于氮添加导致的土壤pH降低会反过来促进MOC的分解。这些结果表明,长期氮输入SOC含量的提高主要表现为土壤POC的增加,随着施氮水平增加,植物碳的输入提高SOC含量的同时通过促进土壤中凋落物残体中木质素等芳香碳的积累来提高土壤不同组分有机碳化学结构稳定性。综上所述,研究结果强调了氮输入条件下土壤颗粒有机碳的重要性以及凋落物中木质素衍生物的积累可能是介导氮输入下土壤碳固存的关键过程。

    • 玉溪烟区土壤钾镁交互作用对烤烟化学及感官品质的影响

      2022, 54(3):490-497. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.008

      摘要 (32) HTML (351) PDF 613.83 K (617) 评论 (0) 收藏

      摘要:以2019年玉溪烟区9个植烟县34个主要植烟乡镇各1个代表性烟田的土壤和烤烟为研究对象,分析了土壤速效钾和有效镁及其交互作用对烤烟化学及感官品质的影响。结果表明:土壤速效钾和有效镁平均含量分别为325.9 mg/kg和207.9 mg/kg,变幅分别为93.0~713.0 mg/kg和40.0~610.0 mg/kg,土壤速效钾和有效镁缺乏的烟田分别占14.7%和23.5%。随着土壤速效钾含量的增加,烟叶钾含量先增后减,烟叶镁含量递增,烟碱和总氮含量先降后增,总糖含量、还原糖含量、糖碱比和氮碱比递减,其中土壤速效钾含量与烟叶镁含量呈显著正相关(P<0.05)。随土壤有效镁含量的增加,烟叶钾含量递减,烟叶镁含量递增,烟碱含量先增后降,总氮含量递增,总糖含量、还原糖含量、糖碱比和氮碱比先降后增,其中土壤有效镁含量与烟叶钾、镁含量分别呈极显著负相关和正相关(P<0.01)。土壤速效钾和有效镁含量的增加能分别显著提升烟叶清甜香和香气量(P<0.05)。土壤钾镁交互作用对烟叶总糖、还原糖含量及氮碱比均产生显著影响(P<0.05)。因此,为提升玉溪烤烟品质,应在适当施用镁肥的基础上增施钾肥,并同时关注氮肥等其他肥料对烤烟钾镁的影响。

    • 化肥配施有机肥对花生根际细菌群落结构及共存网络的影响

      2022, 54(3):498-507. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.009

      摘要 (137) HTML (384) PDF 1.02 M (535) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评估化肥配施有机肥对花生根际细菌群落的影响,田间试验条件下研究了不施肥(CK)、施化学氮磷钾肥(NPK)和化学氮磷钾肥+有机肥配施(NPKM)对花生根际细菌群落多样性、结构和共存网络的影响。结果表明:NPKM处理下花生根际土养分状况明显改善,特别是有效磷的含量,较CK和NPK处理分别提高了5.31倍~12.16倍和3.24倍~6.50倍;而NPK处理下花生根际土养分状况并没有明显提升;SourceTracker分析显示,NPKM处理下根际细菌群落中只有2.1%~5.5%的物种来源于有机肥自身,但其花生根际细菌群落多样性在生育期前期要明显高于CK和NPK处理,而CK和NPK处理下根际细菌群落多样性差异不大;限制性主成分分析(CAP)显示,施肥措施和生育期均对根际细菌群落结构产生了显著影响,NPKM处理下花生根际土中富集了属于根瘤菌目(Rhizobiales)、梭菌目(Clostridiales)和芽孢杆菌目(Bacillales)这一类根际促生菌,根际细菌共存网络结构更加复杂,且网络中重要连接点的比例要也明显高于CK和NPK处理网络。可见,化肥配施有机肥有助于构建一个健康稳定的根际细菌群落。

    • 强还原土壤灭菌处理对连作病土改良效果的影响因素

      2022, 54(3):508-516. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.010

      摘要 (45) HTML (348) PDF 2.08 M (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:以西瓜和草莓连作病土为研究对象,设置不同处理时间(3、4、5、7周)、处理温度(10、20、30、40℃)、含水量(80%和100%田间最大持水量、淹水)以及物料类型(稻草、稻草+牛粪、稻草+铁粉)的强还原土壤灭菌(reductive soil disinfestation,RSD)处理,通过冗余分析和随机森林分析探讨RSD对不同土壤类型的改良效果及其共性影响因子。结果表明:与对照相比,RSD处理能显著降低两种土壤的电导率和提高土壤pH,且能有效减少土壤真菌/细菌比、尖孢镰刀菌数量及其在真菌中的占比。然而,各因素RSD处理间的土壤性状也呈显著差异,其中pH、电导率以及杀菌效果的整体变化幅度分别为6.48~8.64、0.15~0.22 mS/cm及0.6%~99.9%。RSD在处理温度高于10℃且处理时长为3周时可显著提高土壤pH;在淹水处理时土壤盐渍化去除效果最佳;在处理温度40℃条件下,尖孢镰刀菌的杀灭效果于两种土壤中均达99.7%以上。相关性分析进一步表明,处理温度与RSD处理后的土壤pH和微生物性质相关性最高,且各因素对RSD处理杀菌效果的重要性排序为:温度>时间>物料类型>含水量。综上,温度是影响RSD处理对不同连作病土改良效果的主要因素。

    • 钼矿开采对球囊霉素相关土壤蛋白和土壤化学计量特性的影响

      2022, 54(3):517-523. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.011

      摘要 (22) HTML (345) PDF 800.76 K (552) 评论 (0) 收藏

      摘要:以不同开采程度钼矿区根际土壤为研究对象,探索了钼矿开采对土壤球囊霉素相关土壤蛋白、化学计量特性及其两者之间关系的影响。结果表明,开采区土壤碳、氮含量分别为25.30和1.00 g/kg,显著低于恢复区和未开采区土壤的碳、氮含量。开采区土壤的碳氮比达到29.36,分别是恢复区和未开采区的2.02倍和1.30倍。恢复区和未开采区土壤的总提取球囊霉素含量为2.81和3.64 mg/g,易提取球囊霉素含量为1.22和2.02 mg/g,分别是开采区土壤总提取和易提取球囊霉素的2.08倍、2.70倍和1.97倍、3.26倍。此外,土壤碳、氮含量对丛枝菌根真菌分泌球囊霉素相关土壤蛋白有显著的影响。可见,钼矿开采主要导致了土壤碳、氮的大量流失,并对丛枝菌根真菌分泌球囊霉素相关土壤蛋白具有明显的抑制作用。

    • 尕海湿地不同退化梯度土壤脲酶与蛋白酶活性时空分布特征

      2022, 54(3):524-531. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.012

      摘要 (28) HTML (491) PDF 535.92 K (575) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨高寒湿地退化对土壤酶活性的影响,本文以青藏高原东缘尕海湿地未退化、轻度退化、中度退化和重度退化4种不同退化梯度的0~10、10~20和20~40 cm层土壤为研究对象,研究不同退化梯度土壤脲酶与蛋白酶活性时空变化特征。结果表明:随退化梯度加剧,土壤含水量降低,温度升高;土壤脲酶活性在0~40 cm土层中表现为随退化加剧而逐渐降低,而蛋白酶活性趋势恰好相反;除重度退化外,其他退化梯度土壤两种酶活性均随土层加深而降低;0~40 cm土层中脲酶与蛋白酶活性分别在7、8月和6、7月最高;相关性分析表明土壤脲酶活性与蛋白酶活性和温度极显著正相关(P<0.01);土壤蛋白酶活性与微生物生物量氮极显著正相关(P<0.01),与含水量和温度显著正相关(P<0.05),与硝态氮显著负相关(P<0.05)。沼泽化草甸退化显著增加土壤表层脲酶活性而降低蛋白酶活性;温度对土壤脲酶与蛋白酶活性起促进作用,含水量、微生物生物量氮对土壤蛋白酶活性具有促进作用。

    • 青藏高原三江源区不同恢复期高寒草甸土壤线虫群落演变

      2022, 54(3):532-538. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.013

      摘要 (29) HTML (461) PDF 617.55 K (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:青藏高原三江源地区的高寒草甸面临着严峻的退化问题,人工建植是三江源地区退化草地的重要修复方式。为探究地下生物对草地人工恢复措施的响应,本研究比较了三江源地区高寒草甸不同恢复期人工草地(建植1、5和10 a)的土壤线虫群落变化。结果显示:与原生植被样地相比,所有恢复期样地的植物地下生物量降低,土壤容重、pH、全磷、全钾和硝态氮含量升高,表明人工草地系统的初级生产力和土壤特性尚未恢复到原生草地状态。不同恢复期样地中土壤线虫的均匀度和多样性指数均显著高于原生植被样地。此外,不同恢复期样地的线虫多度、代谢足迹以及成熟度指数均随恢复年限的增加而增加。相关性分析结果表明,土壤线虫多度与植物地下生物量、土壤有机质、全氮、全磷、矿质氮和速效氮含量显著正相关(P<0.05),与土壤pH、全钾和容重显著负相关(P<0.05)。尽管三江源区退化草地的人工恢复措施尚未完全恢复牧草生产力至原生植被状态,但土壤生物结构及功能具有改善的趋势,显示该地区退化草地生态系统具有较强的恢复潜力。

    • 库布齐沙漠植被恢复对风沙土壤碳通量与碳储量的影响

      2022, 54(3):539-546. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.014

      摘要 (45) HTML (416) PDF 580.04 K (517) 评论 (0) 收藏

      摘要:为阐明库布齐沙漠植被恢复过程中土壤碳通量的时空动态特征及主控因子,明确土壤有机碳含量和储量的变化趋势,本研究以流动沙地、半固定沙地、藻结皮固定沙地和地衣苔藓混合结皮固定沙地为研究对象,运用静态暗箱–气相色谱法对风沙土壤碳通量及水热因子进行观测,并对土壤有机碳含量和密度进行测定和计算。结果表明,生长季内风沙土壤碳通量变异较大,季节动态与土壤温度基本一致,且随植被恢复碳通量呈递增趋势:混合结皮固定沙地(210.28 mg/(m2·h))>藻结皮固定沙地(177.45 mg/(m2·h))>半固定沙地(117.34 mg/(m2·h))>流动沙地(65.61 mg/(m2·h));土壤碳通量与各层土壤温度均显著正相关,除流动沙地土壤碳通量与深层土壤含水量显著负相关外,其余样地碳通量均与表层土壤含水量显著负相关;风沙土壤有机碳含量和密度随植被恢复而递增:混合结皮固定沙地(1.32 g/kg,0.94 kg/m2)>藻结皮固定沙地(1.03 g/kg,0.74 kg/m2)>半固定沙地(0.45 g/kg,0.36 kg/m2)>流动沙地(0.27 g/kg,0.24 kg/m2),且均具有明显的随土层加深有机碳含量和密度逐渐降低的趋势;荒漠土壤表面CO2年通量与0~10 cm和10~20 cm土层有机碳密度显著正相关(P< 0.05)。综上表明,人工建植促进植被恢复和沙地固定,增加风沙土壤碳排放通量,显著提高风沙土壤碳贮存能力和潜力,改变荒漠生态系统碳循环格局。

    • 叶面喷施硅和硒对水稻砷积累及光合参数的影响

      2022, 54(3):547-555. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.015

      摘要 (34) HTML (314) PDF 711.26 K (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用盆栽试验,研究了在砷污染土壤上,水稻叶面分别喷施硅溶液、硒溶液和硅硒混合溶液对籽粒砷含量相对较低的水稻品种旌1优华珍和C两优华占以及籽粒砷含量相对较高的水稻品种丰优香占砷积累和光合参数的影响。试验结果表明,3种叶面喷施处理相比较而言,以叶面单独喷施硅降低水稻籽粒砷含量效果最好,优于叶面单施硒和叶面喷施硅硒混合液处理。叶面单独喷施硅与对照相比,显著降低了籽粒砷含量相对较低的两个水稻品种的籽粒砷含量,但对籽粒砷含量相对较高的水稻品种则没有显著影响。籽粒砷含量相对较低的水稻品种更多比例的砷固定在茎中使其稻米砷积累量较低。3种叶面喷施处理与对照相比均提高了水稻光合参数(如光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度),光合参数与水稻砷浓度呈负相关关系,叶面喷施硅或硒对水稻叶片光合参数的影响差异可能是造成籽粒砷含量差异的重要原因,不同水稻品种叶片光合参数对外源硅或硒的敏感度或响应度不同。总之,叶面喷施硅溶液对改善水稻光合参数的效果最好,是减少水稻籽粒砷含量一项经济有效的措施,在生产应用实践中,要注意作物品种间的差异。

    • 土壤-小麦体系的镉积累特征及影响因素

      2022, 54(3):556-563. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.016

      摘要 (46) HTML (500) PDF 679.50 K (517) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取我国主要农作区的33个典型土壤,开展了两个常规小麦品种(蓉麦4号(RM4)和山农22号(SN22))的盆栽试验,研究了土壤–小麦体系内Cd的积累特征,并探究了相关土壤主控因子。结果表明:RM4和SN22两个品种小麦籽粒Cd含量分别为0.21(0.040~0.99) mg/kg和0.18(0.037~0.70) mg/kg,据GB 2762—2017,Cd超标率分别为75.6%和69.7%;小麦籽粒Cd的生物富集系数(BCF)分别为0.92(0.24~2.55)和0.81(0.16~1.67),均表现出较强的Cd富集能力。多元逐步回归和广义Boosted模型分析发现,土壤全Cd和pH是影响小麦籽粒Cd吸收的主控因子,分别解释33个土壤中变量的81.3%和80.5%。

    • 基于地理探测器的封丘县农田土壤重金属分布影响因素研究

      2022, 54(3):564-571. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.017

      摘要 (35) HTML (342) PDF 8.79 M (466) 评论 (0) 收藏

      摘要:以河南省封丘县为研究区,利用反距离加权插值法研究了农田土壤重金属Cd、Cu、Cr、Pb、Zn和As的空间分布特征;同时,应用基于地理探测器模型定量研究了8个因子对土壤重金属空间分布的影响。结果表明:研究区土壤Cd、Cr、Pb和Zn含量超过了黄河下游潮土背景值,而Cu和As含量低于黄河下游潮土背景值;其中有极少量样点Cd含量超过农用地土壤污染风险筛选值,而其他均未超标。在空间分布上,Cd、Cr、Pb含量的高值区分别主要分布在研究区中部、西南部和北部,As含量的高值区分布在研究区北部和西南部,Cu和Zn含量的高值区在研究区南北方向呈带状分布。Cd、Pb和As含量的低值区主要分布在研究区南部,Cr、Cu、Zn和As含量的低值区主要分布在研究区中部。地理探测器分析表明,土壤重金属空间分布受到自然因子和人为因子的共同作用,有机质含量是影响较大的自然因子,人口密度是影响较大的人为因子。两因子之间的交互作用均大于单因子的作用,其中有机质含量与各因子的交互作用对重金属空间分布的影响较显著。

    • 不同调理剂对农田镉污染稳定效果及水稻吸收的影响

      2022, 54(3):572-578. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.018

      摘要 (35) HTML (330) PDF 513.31 K (486) 评论 (0) 收藏

      摘要:采集浙江杭州郊区富春江沿岸镉(Cd)污染水稻土,选择前期试验筛选的对土壤Cd钝化效果良好、可显著降低稻米Cd的4种调理剂,开展室内培养试验和温室盆栽试验,探讨不同调理剂种类(袁梦YM、祝天峰ZTF、天象一号TX1、永清YQ)、用量(推荐用量、3倍推荐用量)和调理剂与生石灰配施对污染水稻土Cd的稳定效果及对水稻生长和糙米Cd含量的影响。室内培养试验结果发现,添加调理剂能使土壤pH显著升高,落干条件下土壤pH增幅较淹水条件下更为明显;施用推荐用量调理剂,土壤硝酸铵提取态Cd显著下降,调理剂推荐用量+生石灰处理较调理剂推荐用量处理下降更为显著;总体上,同一调理剂3倍推荐用量处理下硝酸铵提取态Cd降幅更大,表明硝酸铵提取态Cd受土壤pH影响显著,且YM、TX1调理剂对硝酸铵提取态Cd的降低效果较好。盆栽试验结果显示,施用石灰和商品调理剂均可实现水稻稳产或增产,并显著降低水稻糙米Cd含量,与调理剂施用后土壤Cd有效性降低相一致。含钙、能调节土壤pH并辅以有机质和养分的复合调理剂因兼具养分作用,对水稻稳产增产、糙米Cd含量降低更为有效。

    • 热活化过硫酸盐氧化污染土壤中的石油烃

      2022, 54(3):579-585. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.019

      摘要 (71) HTML (472) PDF 2.14 M (557) 评论 (0) 收藏

      摘要:石油的开采、运输、储存和使用等过程会导致一些土壤受到石油烃的污染。土壤中的石油烃会对生态安全和人类健康造成潜在危害,因此需要开展土壤修复。本研究采用热活化过硫酸钠氧化处理污染土壤中的石油烃,考察了氧化剂剂量和超声结合热活化对石油烃去除效率的影响,并对石油烃氧化产物以及氧化后土壤理化性质进行了分析。结果表明,当过硫酸钠的用量为2.4 mmol/g土壤时,石油烃的含量从3 800 mg/kg降至1 175 mg/kg,石油烃的去除效率可以达到69%。石油烃的去除效率随着氧化剂增加呈上升趋势。但当氧化剂的剂量超过2.4 mmol/g土壤时,石油烃的去除效率不再增加。使用超声结合热活化,石油烃的去除效率可以进一步提高。过硫酸盐氧化会使土壤pH显著下降,造成土壤酸化。气相色谱质谱(GC/MS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明石油烃氧化后可能会生成一些醇和羧酸类含氧产物。石油烃和土壤有机质被氧化成极性小分子更易进入水相,导致水中总有机碳(TOC)含量从52.4 mg/kg增加至79.8 mg/kg。扫描电镜和粒度分析表明氧化处理会改变土壤形貌,使土壤的粒径变小。氧化导致土壤的碳、氢含量减少,硫含量增加。本研究的发现可以为石油烃污染土壤修复提供参考。

    • 手持式X射线荧光光谱快速测定仪的实践应用评价及建议

      2022, 54(3):586-593. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.020

      摘要 (39) HTML (350) PDF 739.63 K (628) 评论 (0) 收藏

      摘要:手持式X射线荧光光谱仪(XRF)作为快速筛选重金属污染的手段在污染地块调查中广泛使用,但目前国内对XRF现场检测结果指导实验室筛选检测样品的可靠性研究缺乏。本文选择两个实际污染地块调查中的Cu、Pb、As、Ni、Cd和Hg 6种重金属的XRF现场检测数据和实验室实测数据,采用一元线性拟合、Pearson相关、差异分析等手段对两种测试结果的一致性进行研究。结果表明,土壤中Cu、Pb、As和Ni 4种金属的XRF测定值和实验室实测值具有显著相关性。Hg和Cd的XRF测定值显著高于实验室实测值,Cu、Pb、As和Ni XRF测定值较实验室实测值偏小的样品占比超过50%。6种重金属中Cu和Pb XRF测定值和实验室实测值的相关性及一元线性拟合结果更好(相关系数0.5~0.8,R2>0.7)。Cu在XRF测定值大于1 000 mg/kg时与实验室实测值的拟合结果更好(R2>0.7),As和Pb分别为XRF测定值在4.0~10 mg/kg和检出限~80 mg/kg范围时更好(R2>0.8)。采用重金属筛选值的50%作为筛选实验室样品的标准时,XRF结果预测Cu、Pb和As超标样品的准确度分别为87.5%、100%和67.9%,比直接采用筛选值提高12.5%、66.67%和17.9%。因此,在实际场地应用XRF测试结果筛选实验室检测样品时,可适当降低筛选标准。

    • 横断山区森林土壤饱和导水率传递函数的评价与构建研究

      2022, 54(3):594-601. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.021

      摘要 (33) HTML (465) PDF 628.11 K (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用国际上具有代表性的9种土壤饱和导水率(Ks)传递函数模型估算了横断山地区贡嘎山不同类型森林土壤的Ks,并与实测数据进行了比较,结果表明,现有模型在横断山地区的拟合结果与实测数据的偏差极大,其在研究区的适用性差。结合研究区土壤含石率偏高的特点,增加土壤石砾含量(粒径>2 mm)作为输入变量,同时选取土壤容重、有机质含量和颗粒分布3种土壤基本特性参数作为输入变量,构建了本区域Ks传递函数模型:Ks=9.48+12.32×BD+0.29×SOM – 1.94×GF+2.89×silt – 5.34×sand,结果显示,模型预测值与实测值相关系数为0.67,该模型可以作为横断山地区自然林地Ks传递函数使用,从而为山地森林水文过程和自然灾害预警研究提供实用的参数估算工具。

    • 浑水含沙率对一维垂直入渗特性及致密层形成特性的影响

      2022, 54(3):602-609. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.022

      摘要 (29) HTML (336) PDF 1.02 M (410) 评论 (0) 收藏

      摘要:水中带沙是浑水灌溉较清水灌溉的本质区别,为揭示浑水含沙率对一维垂直入渗特性及致密层形成特性的影响,通过室内一维垂直入渗试验,以清水入渗为对照,设置了4个浑水含沙率水平(3%、6%、9%、12%),研究了浑水含沙率对一维垂直入渗能力、湿润锋运移距离、致密层土壤颗粒组成及落淤层厚度等的影响,分别提出了以浑水含沙率和入渗历时为自变量的累积入渗量模型和湿润锋运移距离模型,建立了不同含沙率的浑水一维垂直入渗落淤层厚度与入渗历时之间的关系。结果表明:浑水累积入渗量、入渗率和湿润锋运移距离均随含沙率的增加而减小,而落淤层厚度随浑水含沙率的增加而增大;入渗初期(0~20 min)的落淤层厚度较小,入渗中期(20~130 min)的落淤层厚度增加较快,而其厚度增加速率逐渐变小,入渗后期的落淤层厚度稳定增加;随着浑水含沙率的增大,滞留现象越明显,落淤层细颗粒相对含量越少,粗颗粒相对含量越多;滞留层细颗粒相对含量随着含沙率的增加而增多,其物理性黏粒含量显著高于原土壤,特别是在入渗深度为0~1 cm处。

    • 生物膜和土壤矿物对人工纳米颗粒在饱和多孔介质传输的影响

      2022, 54(3):610-618. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.023

      摘要 (19) HTML (318) PDF 3.19 M (444) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文探究了人工纳米颗粒(NPs)在饱和多孔介质中的传输规律和影响机制,重点阐明生物膜和土壤矿物对纳米颗粒传输的影响及其机制。结果表明,在干净的石英砂介质中,不同种类和粒径NPs的传输效率具有明显差异,不同种类NPs传输效率表现为ZnO> CeO2>Fe2O3;对于报告粒径在20~100 nm之间的CeO2 NPs,粒径的增加有助于其在多孔介质的传输。溶液离子强度的增大会降低ZnO NPs的传输,而NPs浓度的增大不利于其在饱和多孔介质的传输,传统的DLVO理论能够很好地解释NPs在无涂层饱和多孔介质中的传输。生物膜和土壤矿物均能抑制纳米颗粒在饱和多孔介质的传输,其主要通过对纳米颗粒的吸附和异质聚集作用影响纳米颗粒的传输,非DLVO相互作用以及介质涂层的表面特性对增强纳米颗粒沉积有很大贡献。

    • 青海湖流域高寒草甸季节冻土土壤温湿变化特征

      2022, 54(3):619-628. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.024

      摘要 (55) HTML (476) PDF 4.98 M (552) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据2018—2020年青海湖流域高寒草甸野外定点监测的温度、降水、土壤水热数据,分析了高寒草甸生态系统土壤冻融特征以及不同冻融阶段土壤温度、水分的日变化和季节动态过程。结果表明:①基于土壤温度变化特征分析,可将冻融循环过程划分为始冻期、完全冻结期、解冻期和完全融化期。各阶段持续的天数长短依次为:完全融化期>完全冻结期>解冻期>始冻期。从表层到深层土壤,完全融化天数持续增大,完全冻结天数趋于减小,0~180 cm土层完全融化期持续天数超过半年以上。②冻土表现出单向冻结、双向融化的规律,土壤融化速率(5.45 cm/d)快于土壤冻结速率(2 cm/d)。整个冻融过程,不同深度土壤水分的变化比温度的变化更复杂。③随着冻融循环过程,土壤温湿度呈现出周期性的季节变动特征。土壤温湿度日变化具有一致性,表层日较差大,随着深度的增加,日较差变小并趋于稳定。土壤剖面的结构特征对土壤水分异质性分布具有较强的解释性。

    • 耦合植被物候的新疆绿洲土壤盐分信息挖掘

      2022, 54(3):629-636. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.025

      摘要 (25) HTML (454) PDF 4.41 M (590) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着土壤环境问题涉及的尺度日趋增大,小区域斑块化盐渍化信息的提取难以了解土壤环境总体的变化趋势。本文以野外监测的南北疆典型绿洲区域——渭库绿洲和艾比湖流域为分析靶区,通过实测数据建立土壤–环境关系,并通过MODIS EVI数据反演得到植被物候特征,耦合植被物候、植被指数、盐度指数、地表温度和地形参数作为随机森林(random forest,RF)模型的输入因子,预测新疆绿洲区域土壤盐分含量信息并绘制土壤盐分空间分布图。结果表明:通过深入挖掘植被物候信息,物候参数在预测土壤盐分方面具有较高的相对重要性,代表生物积累量的LSI和SSI参数表征土壤盐渍化的能力较强,优于其他几个物候参数。耦合物候参数后土壤盐分信息预测精度明显提高,决定系数R2从0.53提升到0.61。经模型反复迭代进一步筛选出适合研究区的23个环境参数,大幅提升了预测精度(R2=0.73,RMSE=5.19,MAE=3.59)。从得到的盐渍化空间分布特征来看,新疆绿洲大部分区域分布的是非盐渍化土和轻盐渍化土,且普遍分布在绿洲内部,中度及以上盐渍化土多分布在绿洲外围,总体盐渍化水平依次为:伊犁平原<北疆绿洲<南疆绿洲<东疆绿洲。

    • 鄂西咸丰地区土壤元素地球化学分布及其影响因素

      2022, 54(3):637-645. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.026

      摘要 (33) HTML (340) PDF 20.30 M (713) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究以鄂西咸丰县土壤为研究对象,统计了区内表层土壤中30种元素指标的地球化学背景值,再结合因子分析方法,探讨了地球化学背景值的成因机制,分析了土壤元素空间分布及其影响因素。结果表明,咸丰地区土壤B、Cd、Cr、F、Hg、Se元素的含量明显高于全国和湖北省背景值,I、Mo、Sr、CaO、Na2O等元素较全国贫乏。因子分析结果表明成土母质、工矿活动、腐殖质过程、风化作用、地形因素以及人类的生产活动共同影响着研究区内表层土壤的背景值特征,其中成土母质决定了土壤中化学元素的分布特征,但是工矿活动、地形特征和人类活动等过程重塑了区域元素分布特征。

    • >研究简报
    • 降解多菌灵和啶虫脒残留的复合菌剂研发及初步应用

      2022, 54(3):646-652. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.03.027

      摘要 (66) HTML (425) PDF 548.39 K (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对菜田土壤中多菌灵和啶虫脒的残留问题,以多菌灵降解菌株Rhodococcus qingshengii djl-6和啶虫脒降解菌株Pigmentiphaga D-2作为材料,进行降解菌剂的复配,研究了使用复合降解菌剂对复合农药残留土壤的修复效果及微生态效应。研究结果表明:①复配降解菌株djl-6与D-2的最适体积比为5∶3,复合降解菌剂在3 d内对无机盐培养基中50 μg/ml的多菌灵降解率为87.14%,对50 μg/ml的啶虫脒降解率为96.10%。②初始接种量为7%时,复合降解菌剂可在6 d内将复合农药污染土壤中5 mg/kg多菌灵降解74.40%,将5 mg/kg啶虫脒降解95.87%。土壤含水率为25%时,复合降解菌剂对复合农药污染土壤中5 mg/kg多菌灵的降解率为80.80%,对5 mg/kg啶虫脒的降解率为97.87%。③复合农药污染土壤中10 mg/kg多菌灵和10 mg/kg啶虫脒即可对小青菜的生长产生明显的药害,小青菜生长24 d时根长仅为空白对照的66.56%、茎叶长为58.35%、鲜重为45.13%。在7%的接种量条件下,复合降解菌剂可解除药害,使小青菜的生长指标恢复至对照水平。④多菌灵和啶虫脒残留造成土壤细菌群落的Observed species指数、Shannon指数、Chao1指数和ACE指数降低,均与浓度呈正相关,接入复合降解菌剂后各指数均提高。可见,该复合降解菌剂具有较好的应用前景。

本期文章


年第卷第

文章目录

过刊浏览

浏览排行

引用排行

下载排行