• 2023年第55卷第1期文章目次
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    • >专论与综述
    • 污染地块修复与风险管控后期管理体系初探

      2023, 55(1):1-10. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.001

      摘要 (425) HTML (503) PDF 887.67 K (1550) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展地块后期管理是保障人居安全及彻底打赢土壤污染防治攻坚战的关键一环。针对污染地块调查与风险评估、修复与风险管控、效果评估各阶段存在的不确定性,以及修复后地块存在污染物浓度反弹和风险管控措施失效等可能风险,有必要开展污染地块修复和风险管控后期管理研究。为此,基于欧美国家污染地块管理经验,综合考虑我国污染地块环境管理要求,确定了需开展后期管理的地块类型,分析了后期管理过程中长期监测、运行维护、制度控制及回顾性评估4种措施的重要作用,初步构建了污染地块修复和风险管控后期管理框架体系,明确了长期监测对象与目的、监测点位、监测指标、监测频次与周期,运行维护内容,制度控制措施,回顾性评估要求及后期管理的终止条件。实施后期管理是贯彻落实《中华人民共和国土壤污染防治法》的重要体现,将为污染地块修复和风险管控后的安全再利用提供重要保障。

    • 高级氧化技术修复萘污染土壤和地下水研究进展

      2023, 55(1):11-20. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.002

      摘要 (444) HTML (884) PDF 1.22 M (1963) 评论 (0) 收藏

      摘要:多环芳烃是土壤和地下水中普遍存在的持久性有机污染物。其中,萘是结构最简单的多环芳烃,具有迁移性强的特点,可通过多种途径在土壤和地下水中富集,是焦化、化工等历史遗留地块重点关注的污染物之一。高级氧化技术高效、安全且经济,因此,基于高级氧化的萘污染土壤和地下水修复技术受到越来越多的关注。本文综述了芬顿和类芬顿氧化、臭氧氧化和过硫酸盐氧化的反应机理,重点阐述了二价铁、微纳级零价铁、铁矿物、铁螯合物等均相及非均相活化剂活化的氧化技术在修复萘污染土壤和地下水方面取得的研究进展,介绍了多种高级氧化技术联合修复以及高级氧化技术与生物降解技术协同修复的研究现状,指出了目前萘的高级氧化技术研究存在的问题,并对研究做出了展望。

    • 基于数字图像技术的土壤孔隙结构定量研究进展

      2023, 55(1):21-29. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.003

      摘要 (453) HTML (1581) PDF 1.07 M (1721) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤孔隙结构是土壤孔隙的形态大小、数量搭配和空间分布状况的综合反映,其结构的复杂性和异质性决定着土壤水分迁移、气体扩散和生物活动等过程。近年来数字图像技术的发展虽然实现了土壤孔隙结构的直接可视化和定量化,但孔隙提取的精度仍然受采样方法、设备分辨率和分割技术的限制。本文基于现有土壤孔隙研究方法的发展历程,以图像获取、图像分割和量化分析为主线,综述了当前常用土壤孔隙研究方法(间接法和直接法)的基本原理、主要步骤和优缺点,剖析了从图像中提取孔隙结构的分割技术,概括了孔隙结构的常用量化指标,最后针对现有研究方法存在的问题和不足,对未来研究方法的发展方向进行了展望。

    • >研究报告
    • 减氮配施中微量元素肥对冬瓜产量和品质的影响

      2023, 55(1):30-36. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.004

      摘要 (229) HTML (436) PDF 666.01 K (1253) 评论 (0) 收藏

      摘要:以铁柱冬瓜为试验材料,采用随机区组田间小区试验,设置CK(不施氮肥)、T1(习惯施肥)、T2(习惯施肥基础上减氮30%)、T3(减氮30%+配施硼钼肥)、T4(减氮30%+配施钙镁肥)和T5(减氮30%+配施钙镁硼钼肥)6种处理,在广东佛山市三水区连续开展两年田间试验,旨在探究减氮配施中微量元素肥对冬瓜产量及品质的影响。结果表明,与T1相比,T2的冬瓜产量下降了8.76%,但未达到显著水平;与T2相比,T4和T5处理显著增加冬瓜产量,分别提高了21.3% 和32.2%,且T5处理下的冬瓜产量超过了T1。品质结果显示,T5处理提高了50.0% 的VC含量,且与T1相比降低了34.2% 亚硝酸盐含量;减施30% 氮肥基础上配施钙镁肥的土壤pH显著提高,配施硼钼肥的土壤B含量得到显著提高,配施中微量肥处理的冬瓜植株中Ca和Mo含量较T2均有所提高。综上所述,在华南热带地区冬瓜种植过程中,减氮配施中微肥可保证冬瓜品质和产量,其中中微量肥配施处理的效果最好。上述结果为广东地区露地蔬菜化肥氮的科学减施提供了科学依据。

    • 减氮条件下生物质炭施用对珠三角地区生菜产量、品质及土壤性质的影响

      2023, 55(1):37-44. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.005

      摘要 (193) HTML (441) PDF 665.37 K (973) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物质炭(biochar,BC)施用具有改良土壤、提高作物产量等效应。本文探究了生菜产量、品质和土壤性质等对化肥氮(N)减施和生物质炭施用1年后的响应,以期为珠三角地区露地蔬菜生产中化肥合理减量和生物质炭科学施用提供依据。通过在佛山市三水区开展田间小区试验,观测了常规施氮(N100%)、减氮20%(N80%)、减氮40%(N60%)、减氮40%+生物质炭10 t/hm2(N60%+BC10)和减氮40%+生物质炭20 t/hm2(N60%+BC20)处理下生菜产量、品质、叶片SPAD值及土壤养分等指标的变化。结果表明:①较N100% 处理,N60% 处理生菜产量显著降低13.5%。减氮40% 条件下,配施10 ~ 20 t/hm2生物质炭可提高生菜产量9.5% ~ 22.7%,与N100% 处理产量相当,说明生物质炭施用对生菜产量具有显著提升效果。②氮肥减量和生物质炭施用对生菜单株鲜重、直径和水分含量等均无显著影响,而对叶片SPAD值在不同生育期有不同影响。减氮条件下施用生物质炭处理生菜的氮和磷吸收量提高,是其增产机理之一。③氮肥减施对生菜硝酸盐含量无显著影响,但降低其总糖含量;而N60%+BC20处理可在减氮条件下不影响生菜总糖含量且显著降低其硝酸酸盐含量34.6%,具有改善生菜品质的效果。④减氮与施用生物质炭均可提高土壤pH,与N100% 处理相比,N60%+BC10和N60%+BC20处理的土壤pH显著提高0.48 ~ 0.65个单位。而且,减氮条件下施用生物质炭有提高土壤全磷和有机质含量的潜力。可见,N80% 或N60%+BC10处理在1年后仍可提高生菜对氮磷的吸收,保证生菜产量的同时改善其品质,并改良菜地土壤。

    • 不同中药渣组合好氧堆肥产物对土壤碳矿化特性的影响

      2023, 55(1):45-52. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.006

      摘要 (273) HTML (450) PDF 600.74 K (788) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同配方中药渣废弃物好氧堆肥产品品质差异及其对土壤碳素矿化的影响,设置了好氧堆肥和有机肥还田两个试验。通过工厂化条垛式好氧堆肥试验,研究了中药渣废弃物3种组合,在相同碳氮比、不同木质纤维素含量下对好氧堆肥产品品质的影响;采用土壤呼吸瓶进行室内恒温恒湿培养模拟土壤施肥效应,研究了3种有机肥施用对不同肥力土壤有机碳分解动态的影响。试验结果显示:中药渣物料的初始木质纤维素含量显著影响堆肥产品的碳氮养分转化和腐殖质组分。与初始低木质纤维素含量处理(T1)相比,高木质纤维素含量处理(T3)堆肥有机碳降解难,堆肥产品中全碳含量提高5.7%,全氮含量降低18.4%,但有利于腐殖质形成,尤其是显著增加胡敏酸组分20.9%。3种中药渣堆肥产品等碳量输入对不同肥力土壤的碳素矿化效果差异显著,高肥力土壤CO2-C的释放速率和累积释放量均高于低肥力土壤,但有机碳的累积矿化率却低于低肥力土壤,并且高肥力土壤中添加T1堆肥产品累积矿化率显著高于添加T3堆肥产品。两个肥力土壤中有机肥中胡敏酸组分与土壤碳素矿化率之间呈显著负相关关系。因此,为提高有机肥的土壤固碳效应,可适当提高有机肥中胡敏酸组分,但不同肥力土壤应采用不同的养分管理策略。

    • 秸秆全量还田配施沼液对砂姜黑土水稳性团聚体及结合有机碳的影响

      2023, 55(1):53-61. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.007

      摘要 (209) HTML (421) PDF 659.15 K (1110) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究秸秆还田配施沼液对土壤水稳性团聚体及结合有机碳的影响,以黄淮海平原砂姜黑土为研究对象,设置秸秆全量还田和秸秆全量还田配施不同剂量(低剂量:450 m3/hm2;中剂量:750 m3/hm2;高剂量:1 050 m3/hm2)沼液处理以及空白对照,采集并分析了不同土层(0 ~ 20 cm和20 ~ 40 cm)水稳性团聚体及结合有机碳的分布情况。结果表明:相较于对照,秸秆还田和沼液灌施均显著促进各土层水稳性大团聚体形成及稳定性提高。秸秆还田配施中量沼液处理>0.25 mm粒径团聚体质量组成比例(WR0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)最高,而团聚体破碎率(PAD)和分形维数(D)最低。单一进行秸秆还田和秸秆还田配施不同剂量沼液均显著增加各土层大团聚体结合有机碳贡献率,降低<0.25 mm粒径土壤颗粒结合有机碳的贡献率。秸秆还田配施中量沼液处理使得大粒径团聚体结合有机碳贡献率显著高于其他处理。因此,进行秸秆全量还田配施适量沼液有助于该区域砂姜黑土土壤结构的改善和土壤有机碳的积累,促进水稳性大团聚体的形成和团聚体稳定性的提高,并通过影响各粒径团聚体结合有机碳含量,提高有机碳在大粒径团聚体中的分布,其中以秸秆全量还田配施中量沼液处理团聚体稳定性及结合有机碳提升效果最为明显。

    • 有机肥组分特征对黑土N2O排放的影响研究

      2023, 55(1):62-71. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.008

      摘要 (209) HTML (392) PDF 1.40 M (1080) 评论 (0) 收藏

      摘要:有机肥正被广泛用于东北黑土地固碳培肥,为探究其影响N2O排放的效应及碳组分机制,试验设置在两个氮水平下(0、100 mg/kg),不加有机肥(CK)和6个添加不同原料制成的有机肥,共14个处理,动态测定培养期(365 d)N2O排放通量,并分析有机肥性质及结构特征。结果表明,施用有机肥总体上促进黑土N2O排放,特别是加氮条件下;但是在不同培养阶段,不同种类有机肥对N2O排放的影响存在显著差异。培养前期有机肥对N2O排放的快速刺激作用主要与其带入的无机氮含量正相关,但是活性有机碳与木质素酚“共代谢”分解可能通过促进微生物对氮素的同化作用进而削减有机肥对N2O排放的促进作用。在培养中后期,纤维素和半纤维素成为有机肥调控N2O排放的关键组分。氮添加有利于后期惰性木质素单体分解,促进含氮有机组分矿化,进而增强N2O排放对有机肥的正响应。综上,有机肥组分特征影响其可分解性进而调控黑土N2O排放,在制定黑土有机培肥措施时需着重考虑对N2O排放的效应。

    • 围垦年限及施氮对滨海湿地CH4好氧氧化过程的影响

      2023, 55(1):72-78. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.009

      摘要 (121) HTML (457) PDF 597.97 K (882) 评论 (0) 收藏

      摘要:本试验选取崇明东滩的光滩湿地和芦苇湿地为对照,比较研究不同围垦年限(19、27、51、86 a)的围垦区稻田耕层土壤CH4好氧氧化的速率和固碳量以及对氮肥的响应特征。结果表明,围垦稻田土壤有机碳(SOC)含量随围垦年限增长而显著增加,而湿地土壤的酸碱度(pH)、硫酸根离子(SO42-)浓度和电导率(EC值)则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。围垦稻田的CH4好氧氧化速率存在显著差异,其中围垦27 a稻田最高,为32 μg/(g·d),但远低于芦苇湿地(82 μg/(g·d))。CH4好氧氧化驱动的固碳净增量(13C-SOC)介于10.3 ~ 19.6 μmol/g,与CH4氧化速率显著正相关。围垦86 a稻田CH4好氧氧化的固碳效率(13C-SOC净增量/13CH4转化量)为61%,显著高于围垦19 a和27 a稻田。添加3种氮肥(NH4+-N,NO3--N,Urea)均显著提高了围垦稻田土壤的CH4好氧氧化速率,尤其以NH4+-N最为明显。相反,3种氮肥对围垦稻田土壤的13C-SOC净增量没有明显影响,导致其CH4氧化的固碳效率减小。综上,滨海稻田的CH4好氧氧化速率与围垦年限并无显著正相关,但围垦年限长的稻田中CH4氧化的固碳效率较高;施加氮肥可显著提高围垦稻田土壤的CH4好氧氧化速率。

    • 氮肥减施对养分在潮土肥际微域中迁移过程的影响

      2023, 55(1):79-84. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.010

      摘要 (159) HTML (414) PDF 908.01 K (854) 评论 (0) 收藏

      摘要:肥料减施增效对合理控制肥料用量、推进农业绿色发展、实施乡村振兴具有重要意义。本研究以尿素、磷酸二铵和硫酸钾为供试肥料,采用培养试验研究了氮肥减施对砂质潮土和壤质潮土肥际微域速效养分迁移过程的影响。以高产推荐施肥N 210 kg/hm2为基础,在氮肥减施20%时,速效氮磷钾进入砂质潮土肥际微域的比例比习惯施肥N 315 kg/hm2增加了15.71%、7.27%和13.14%,比高产推荐施肥增加了10.54%、3.79%和8.98%。速效氮迁移距离低于习惯施肥,与高产推荐施肥相当,为46 mm;有效磷迁移距离与两者无显著性差异;速效钾迁移距离分别增加了15.79%和10.00%。速效氮和有效磷进入壤质潮土肥际微域的比例比习惯施肥增加了53.08%、3.44%,比高产推荐施肥增加了14.28%、6.89%,迁移距离与习惯施肥、高产推荐施肥无显著性差异;速效钾比例和迁移距离则低于其他两个施肥量处理。

    • 贵州毕节植烟区土壤pH空间分布特征及对施肥的影响

      2023, 55(1):85-93. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.011

      摘要 (272) HTML (419) PDF 2.40 M (974) 评论 (0) 收藏

      摘要:以贵州省毕节植烟区为研究对象,探讨了毕节烟区土壤pH变异的主要影响因子,通过地统计插值方法获得了土壤pH空间变异特征,并对该地区以改良酸化土壤为目的的炭基有机肥施用适宜性等级进行了划分。毕节烟区土壤pH均值为6.5,其中大方和威宁两县的pH均值较低,仅为6.2,而织金、金沙和黔西三县的pH均值超过了7.0。因子分析表明,成土母岩和土壤类型是毕节烟区土壤pH变异性的主控因子。从空间分布特征来看,土壤pH整体分布呈现东部高于中西部,金沙县西北部、大方县东部、黔西县中部等地区pH均较高,而威宁县南部、赫章中北部和七星关区中西部等地区的土壤pH整体低于其他区域;土壤pH处于适宜等级(5.5

    • 不同施肥方式与保水剂互作对河西地区黄芪土壤微环境及产量的影响

      2023, 55(1):94-103. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.012

      摘要 (178) HTML (449) PDF 1.25 M (909) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤干旱缺水和有机质亏缺是限制甘肃河西地区黄芪产业发展的关键因素。为探索促进河西地区土壤蓄水保肥和土壤微环境改善的施肥措施,通过连续2年大田试验,设置保水剂+有机肥+普通尿素(B+OM+N)、保水剂+有机肥+缓释尿素(B+OM+HN)、保水剂+普通尿素(B+N)、有机肥+普通尿素(OM+N)、有机肥+缓释尿素(OM+HN)和单施普通尿素(CK)6个处理,探讨了不同施肥方式与保水剂互作对黄芪土壤水分、养分等微环境指标的影响,并分析了其与产量之间的相关性。结果表明:随着土层深度的加深,土壤水分含量先升后降,有机质、速效氮磷钾及微生物生物量碳、氮(MBC、MBN)含量逐渐降低,NH4+-N和NO3--N含量逐渐增加,MBC/MBN比先增后减;随着生育期的推进,土壤水分、NH4+-N和NO3--N含量逐渐降低,有机质、MBC、MBN含量和MBC/MBN比逐渐增加,碱解氮、速效钾含量先升后降,有效磷含量波动式下降;不同土层深度、不同生育期各养分指标及黄芪芦头直径和单株根重均以B+OM+HN处理表现最高。相关性分析显示,土壤养分指标间及其与黄芪产量指标显著正相关。综上,有机肥、缓释尿素、保水剂的施用提升了黄芪土壤养分,改善了土壤微环境,进而提高了黄芪产量,其中以氮减量1/3的基础上配施有机肥、缓释尿素与保水剂处理对河西灌区土壤微环境改善和黄芪产量提升效果最佳。

    • 土壤类过氧化物酶活性对长期施肥的响应

      2023, 55(1):104-110. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.013

      摘要 (336) HTML (529) PDF 1.03 M (1184) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同施肥处理对土壤类过氧化物酶活性的影响,以灰漠土和红壤长期定位试验站施肥处理土壤为研究对象,借助纳米矿物颗粒的类酶颜色反应原理,研究了不施肥(CK)、施用化肥(NPK)、施用化肥和有机肥(NPKM)和施用有机肥(M)土壤类过氧化物酶活性的变化。结果表明:与天然辣根过氧化物酶(HRP)相似,土壤也具有经典的催化颜色反应,灰漠土和红壤类过氧化物酶活性范围为0.4~1.0 U/kg。长期施肥显著改变了土壤类过氧化物酶活性,其中以M处理土壤类过氧化物酶活性为最高,可达0.7 U/kg,比CK处理增加了70% 以上。不同施肥年限下,CK和NPK处理土壤类过氧化物酶活性并无显著差异,而M和NPKM处理土壤类过氧化物酶活性则随施肥时间线性增加(R2=0.71,P<0.01)。高温灭菌处理后,土壤类过氧化物酶活性大多没有改变,表明其活性是土壤本身固有的氧化还原特性;但M处理红壤类过氧化物酶活性比CK和NPK处理红壤稳定性更高。皮尔森相关性分析表明,类过氧化物酶活性可能影响土壤可溶性矿质元素(如硅和镁)水平。因此,施肥措施可以通过改变土壤固有类过氧化物酶活性而影响养分周转。

    • 大于80年自然风干保存土壤中甲烷氧化菌的复苏与富集

      2023, 55(1):111-121. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.014

      摘要 (154) HTML (567) PDF 1.27 M (966) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究通过对长期保存的土壤标本中甲烷氧化菌的复苏和富集培养,明确了活性甲烷氧化菌类群及其氧化甲烷潜力,同时分析了对长期干旱胁迫有较强抗逆性的甲烷氧化菌种类。研究主要针对自然风干保存83 ~ 87年的采集自福建龙岩荒地、江西南昌水田、四川华阳旱地、甘肃榆中林地、青海湟源和青海都兰牧场的6个土壤标本进行了高浓度甲烷条件下的微宇宙培养,利用气相色谱法测定了甲烷气体浓度动态变化情况以研究其甲烷氧化能力;在获得富集培养物后提取基因组DNA,利用16S rRNA和pmoA基因高通量测序分析了整体微生物和甲烷氧化菌的群落结构;同时,利用两种基因的长片段克隆测序对优势甲烷氧化菌序列进行了系统发育分析。结果显示:经过短暂的复苏,6例土壤档案样品均表现出强烈的甲烷氧化活性,前两代富集液甲烷氧化速率较慢,甲烷氧化速率仅为1.4 ~ 3.8 μg/(mL·h),而第三代富集液的甲烷氧化速率达到了4.9 ~ 7.7 μg/(mL·h)。其中,福建龙岩、江西南昌、青海都兰3个样品的富集物还可以将高浓度甲烷持续氧化到大气甲烷浓度(1.8 μL/L)以下。高通量测序结果表明,6种富集物中甲烷氧化菌在细菌总量中的占比为39% ~ 85%;pmoA功能基因分析表明,富集物中的优势甲烷氧化菌均为Methylocystis (Type IIa)。克隆序列的系统发育分析表明,富集到的Methylocystis种类和已知的Methylocystis rosea strain BRCS1亲缘关系最近,16S rRNA基因相似性为99.86%,pmoA基因相似性为99.05%。可见,Type IIa型Methylocystis属甲烷氧化菌具有强大的抗干旱胁迫的能力,经80年的风干保存后其活性仍可以迅速恢复,Type II甲烷氧化菌在未来将拥有更大的应用空间和价值。此外,长期保存的土壤档案样品仍具有较高的潜在生物活性,因此风干保存的土壤样品同样具有重要的微生物学研究价值。

    • 抑病土与感病土对番茄根际微生物性质的影响

      2023, 55(1):122-131. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.015

      摘要 (141) HTML (568) PDF 846.17 K (869) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确不同土壤来源下番茄植株的生长及其根际土壤微生物功能群落的变化特征,以番茄青枯病为研究对象,通过盆栽试验和两种施肥模式研究了抑病和感病土壤对番茄生长情况、根际土壤微生物功能群落结构以及青枯病菌生长的影响。结果表明:①抑病土中有机碳、速效氮、有效磷和速效钾含量较高,能促进番茄生长,抑制土传病害发生,其中抑病土中进行有机无机配施(SCOF)处理的番茄地上部鲜重最高,为28.99 g/株,与感病土中进行有机无机配施(CCOF)相比,地上部鲜重显著增加了37.90%;②有机无机配施处理抑制了病原菌的生长,其中SCOF与CCOF处理中病原菌的生长较对照分别降低了24.53% 与22.23%;③有机无机配施与病原菌接种改变了根际微生物代谢功能,其中SCOF处理番茄根际微生物群落代谢活性较强,利用氨基酸类、碳水化合物类、多聚物类等碳源的微生物种群发生变化。总之,抑病土中配合施用有机无机肥有助于帮助宿主植株耐受土传病害胁迫,维持宿主植物的健康生长,这为探索土传病害的发生及防控提供一个视角。

    • 种植年限对健康三七根际土壤微生物活性和功能的影响

      2023, 55(1):132-139. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.016

      摘要 (183) HTML (605) PDF 634.68 K (1338) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究种植年限对健康三七根际土壤微生物活性和功能的影响,以种植一年和二年的健康三七根际土为研究对象,采用荧光素二乙酸酯水解法、实时荧光定量PCR及Biolog微平板法等技术手段分析土壤微生物活性、氮素循环功能基因丰度、碳源代谢活性及其功能多样性。结果表明,与未种植过三七的土壤相比,三七种植能够显著提高土壤微生物的活性、氮素循环功能基因丰度(nifH和细菌amoA)、碳源代谢活性及其功能多样性,且随着种植年限的增加,健康三七根际微生物活性及其功能逐渐增强。同时,种植年限能够改变健康三七根际微生物的碳源利用特征;但是,根际微生物对酚酸类物质的代谢能力并未随三七种植年限的增加而增加。这也从侧面说明,根际酚酸物质降解能力的不足可能是导致其积累并驱动根际微生态失衡和形成连作障碍的重要原因。这些研究结果不仅为深入了解健康三七根际微生物活性及其代谢功能特征提供了数据支撑,也为解析三七连作障碍的形成机理提供了一定的理论依据。

    • 盐渍化土壤改良剂对草坪根际土壤细菌群落多样性的影响

      2023, 55(1):140-146. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.017

      摘要 (197) HTML (439) PDF 1.33 M (1278) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对兰州新区城市绿化带土壤盐分含量高严重影响苗木和草坪成活率的问题,以兰州新区绿化带盐渍化土壤为研究对象,采用温室盆栽法,以不施肥为对照(CK),研究了添加禾康(T1)、乳酸菌(T2)、磷石膏(T3)、炭基肥(T4)、免申耕(T5)和磷酸脲(T6) 6种盐碱土改良剂对草坪根际土壤化学、生物学特性的影响。结果表明:与CK处理相比,施用6种改良剂均能降低草坪根际土壤pH,提升有机质、速效磷、微生物生物量碳氮磷含量及碱性磷酸酶、脱氢酶活性;显著降低土壤细菌群落丰富度和多样性指数(Chao1和Shannon-wiener);根际土壤细菌群落均以变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、芽单胞菌门和酸杆菌门为主,其中T4、T6处理显著提高了变形菌门的相对丰度,T2处理显著增加了放线菌门的相对丰度,T1处理显著提升了芽单胞菌门和酸杆菌门的相对丰度。冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示,根际土壤碱解氮、有效磷含量是不同土壤改良剂处理细菌群落结构演变的重要因素。

    • 大气CO2浓度升高和海平面上升对滨海湿地植物地下生物量的影响

      2023, 55(1):147-152. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.018

      摘要 (170) HTML (598) PDF 610.97 K (866) 评论 (0) 收藏

      摘要:大气CO2浓度升高和海平面上升会通过影响植物的分布和生长状况,继而影响湿地的稳定性。地下生物量是调节潮汐湿地生态系统功能的关键因素,包括土壤有机质的积累和湿地海拔高程的维持。本文通过设置开顶式生长箱(OTC:open top chamber)试验探究不同海拔的3个典型植物群落(SC群落:C3植物为主的群落;MX群落:C3、C4植物混合群落;SP群落:C4植物为主的群落)对CO2浓度升高和海平面上升的响应差异。研究结果显示:CO2浓度升高能够显著增加SC、MX和SP群落的根茎、根和总地下生物量,但年际差异较大。海平面上升显著降低了3个群落植物的根生物量和SC群落高CO2浓度处理下及SP群落对照处理下的总地下生物量,但对根茎却无显著影响。在高盐的条件下,高CO2浓度一定程度上能够缓解高盐分对植物的胁迫,但高CO2浓度的施肥作用下降。对照条件下的SC和MX群落总地下生物量随试验年份延长呈下降趋势,其下降主要是由于海平面的快速上升导致的,而高CO2浓度能减缓其下降趋势,一定程度上抵消胁迫。因此,海平面上升正严重威胁未来湿地的稳定性,而CO2浓度升高能一定程度上缓解海平面上升的危害。

    • 乙烯通过调控氧化还原水平和耐冷基因表达提高早稻秧苗耐低温胁迫能力

      2023, 55(1):153-160. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.019

      摘要 (261) HTML (558) PDF 768.22 K (949) 评论 (0) 收藏

      摘要:乙烯参与调控植物响应多种逆境胁迫,然而乙烯调控早稻秧苗响应低温胁迫的生理和分子机制还不明确。本研究选择无土基质、发酵基质和营养土3种育秧基质对中早39早稻品种进行正常育秧至两叶一心期,外源喷施乙烯利后将水稻秧苗进行3 d的低温处理,随后测定秧苗理化性质和抗寒基因表达,同时以喷施等量清水作为对照。结果显示:喷施乙烯利后显著提高了低温条件下水稻秧苗的生长,提高了秧苗体内的养分含量和渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量,增强了秧苗体内抗氧化系统酶活性和氧化还原状态 (AsA/DHA比率),提高了秧苗体内OsCOINTERF2OsLti6aOsCDPK7等耐冷基因的表达。以上结果说明,外源喷施乙烯通过调控水稻体内渗透调节物质含量、氧化还原水平和耐冷基因的表达增强水稻秧苗的耐低温胁迫能力。

    • 外源降解基因和菌群刺激土著关键物种抵御1,4-二氯苯胁迫研究

      2023, 55(1):161-170. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.020

      摘要 (248) HTML (568) PDF 2.43 M (1143) 评论 (0) 收藏

      摘要:有机氯农药污染场地危害人体健康及生态系统安全,高活性降解微生物对提升土壤有机氯农药降解效率十分必要。本研究结合高通量测序和荧光定量PCR技术,探究添加二氯苯降解基因(xylHdmpBcatE质粒pUC19,102~ 103 copies/μl)和菌群(单独表达xylHdmpBcatE大肠杆菌E.coli DH5α,105~ 106 CFU/μl)后,土壤中1,4-二氯苯降解动力学、微生物群落组成与降解功能演变。研究发现:添加降解基因及菌群210 d后,土壤中1,4-二氯苯降解效率提升1.74倍 ~ 2.41倍,最高分别达38.43% 和44.74%;优势菌门及关键物种相对丰度占比显著上升(P<0.05);土著菌群降解基因绝对丰度显著上升了1.24倍 ~ 2.89倍,添加降解菌群上升幅度更显著(P<0.05)。本研究有助于探明外源添加降解基因及菌群后土著菌群应对污染胁迫的响应机制,为调控和优化农药污染土壤修复过程及效果提供技术支持。

    • 表面活性剂强化过硫酸钠氧化修复石油烃污染土壤

      2023, 55(1):171-177. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.021

      摘要 (373) HTML (668) PDF 952.83 K (2020) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提升石油烃污染土壤的修复效率,考察了不同表面活性剂(吐温-80 (Tw-80)、曲拉通X 100 (TX 100)、十二烷基硫酸钠 (SDS)、十二烷基苯磺酸钠 (SDBS))对过硫酸钠氧化土壤中石油烃的强化效果,并分析了表面活性剂SDS强化修复效果较优的原因。土壤中石油烃的去除率遵循如下趋势:SDS>SDBS>TX 100>Tw-80。SDS强化修复效果较优可能与其在土壤中吸附量较小对石油烃的增溶效果好、上清液中过渡态金属含量较高及对过硫酸钠分解消耗少有关。通过优化反应参数,可以进一步提高SDS强化过硫酸钠氧化修复石油烃污染土壤的效率,对采自武汉和盘锦的两种石油烃污染土壤都具有较好的修复效果。

    • 施用土壤改良剂对坡耕地烤烟土壤有机碳及其组分的影响

      2023, 55(1):178-186. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.022

      摘要 (187) HTML (458) PDF 958.46 K (736) 评论 (0) 收藏

      摘要:以云南省玉溪市红塔区坡耕地烤烟土壤为研究对象,选择生物质炭、木质素、聚丙烯酰胺和秸秆4种土壤改良剂,研究施用不同土壤改良剂后土壤各层有机碳及其组分含量的变化特征。结果表明:坡耕地烤烟土壤有机碳及其组分含量不同生育期表现为成熟期<现蕾期<旺长期,不同土层表现为5 ~ 10 cm>0 ~ 5 cm>10 ~ 20 cm,其中以添加高量生物质炭处理(0.6 ~ 47.0%)和高量秸秆处理(1.3 ~ 38.2%)提升效果较为显著;施用4种土壤改良剂在一定程度上均可提高土壤全氮和全磷含量,其中以添加高量秸秆处理最为显著,全氮、全磷含量分别提高15.0 ~ 32.8%、37.6~ 40.2%;各处理土壤C:N在5.07 ~ 8.67,C:P在3.91~ 6.12,N:P在0.34 ~ 1.00;土壤全氮与全磷、有机碳含量之间分别存在显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)正相关关系,有机碳各组分间呈极显著正相关关系(P<0.01),土层深度、生育期和土壤改良剂种类对土壤有机碳组分的影响均极显著(P<0.01)。添加生物质炭和秸秆对滇中红壤丘陵区植烟土壤有机碳及其各组分含量、土壤养分的生态化学计量特征的提升效果更佳,尤其以添加0.06 kg/m2生物质炭和0.5 kg/m2秸秆效果较佳。

    • 基于知识图谱分析的土壤有机碳稳定性研究

      2023, 55(1):187-195. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.023

      摘要 (184) HTML (488) PDF 3.90 M (1207) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤有机碳稳定性发生变化可能会打破土壤中碳的收支平衡,进而导致大气温室气体排放增加。本文以Web of Science核心合集数据库为数据源,利用文献计量学方法定量分析了1991-2022年土壤有机碳稳定性相关的2 144篇文献。并分别以发文数量、总被引频次和联系强度等指标,对国家、机构和主题等进行了分类与可视化展示。土壤有机碳稳定性相关研究发文数量总体呈上升趋势。中国的发文量最高,为793篇,但影响力低,科研创新能力有待加强;美国的中介中心性最高(0.38),其国际影响最大。目前,土壤有机碳稳定性的研究主要集中在土地利用转变、环境效应和耕作制度等对有机碳组分、矿化速率、周转、分布特征及其稳定性的影响。下一步的研究注重对土壤有机碳稳定性进行多角度的综合研究,明确有机碳稳定性机制之间的关系及模型构建;研究不同生态系统有机碳的稳定性及固碳的贡献量,提高矿物碳稳定、土壤侵蚀、组学、微生物碳泵和湿地等主题的关注度。

    • 模拟氮添加对亚热带杉木人工林土壤有机碳矿化的影响

      2023, 55(1):196-204. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.024

      摘要 (169) HTML (504) PDF 1.54 M (746) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨氮添加对亚热带杉木人工林土壤有机碳矿化的影响,选择福建三明森林生态系统与全球变化国家野外科学观测研究站38年生杉木人工林土壤为研究对象,设置N0(0 mg/kg)、N10(100 mg/kg)、N25(250 mg/kg) 3个氮添加水平,并进行117 d的培养。结果表明:①氮添加后,土壤有机碳矿化速率在培养开始(0)即达到最大值,在培养前期(0 ~ 57 d)这一段时间内N0、N10和N25处理的有机碳矿化速率平均值显著下降了44%、45%、47%,而在整个培养期间3个处理有机碳平均矿化速率分别为9.97、9.27、8.89 mg/(kg·d);②有机碳矿化累积量随培养时间延长显著增加,随氮添加增加显著降低,与N0处理相比,培养117 d后N10、N25处理有机碳矿化累积量平均值分别降低了3.4%、7.4%;③微生物生物量对氮添加响应并不显著,但真菌/细菌比随氮添加增加而增大。总体上,氮添加主要是通过改变土壤有机碳和氮抑制了土壤有机碳矿化。因此,氮添加后土壤中碳、氮养分含量的变化是有机碳矿化变化的主要原因,而微生物群落结构变化则不是主要因素。

    • 秸秆还田对中国农田土壤固碳效应影响的研究

      2023, 55(1):205-210. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.025

      摘要 (377) HTML (1280) PDF 735.70 K (4085) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用Meta分析法定量研究了秸秆还田对中国农田土壤有机碳(SOC)含量的影响及影响因素。结果表明:秸秆还田比不还田可显著增加SOC含量,但随土壤深度加大,SOC的增加效果呈现下降趋势。同时,秸秆还田土壤的固碳速率随还田年限的增加而显著减小(P<0.01),秸秆还田3 ~ 5、6 ~ 9 a及≥10 a土壤的固碳速率分别为0.58、0.19和0.09 g/(kg·a)。此外,在施氮量100 ~ 400 kg/hm2、年均温度≥13℃、年均降水量≥800 mm和初始土壤C/N≥10条件下,0 ~ 20 cm土层的固碳作用表现较佳,而超过20 cm深度的土壤固碳作用受上述因素影响效果不显著。

    • 造林树木对宁夏盐碱土水盐分布的影响

      2023, 55(1):211-217. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.026

      摘要 (242) HTML (417) PDF 1.07 M (974) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对宁夏盐碱土壤盐分在土体迁移的特点,不同造林树木对盐碱土水盐空间分布特征有差异的实际问题,采用野外调查与室内检测相结合的方法,进行不同造林树木对宁夏盐碱土水盐空间分布及土壤盐碱性质的影响研究。结果表明:①盐柳小区地表土壤水分离树干越远土壤含水率越高,盐分在远离树干20 ~ 60 cm土壤剖面累积;柽柳小区在60 ~ 100 cm土层处的土壤含水率明显低于其他土层,9901柳小区40 ~ 80 cm土层处土壤含水率最低,柽柳、9901柳小区土壤盐分累积在60 cm以下土层;②3种造林树木条件下表层土壤水分属中等变异,其他土层属弱变异,盐柳、9901柳小区土壤盐分属中等变异,柽柳小区0 ~ 40 cm土壤盐分属中等变异,40 cm以下土层属弱变异;③种植树木降低土壤pH、容重,越靠近树干效果越明显,3种树木土壤的pH、容重属弱变异,空间分布较均匀。研究结果揭示了不同造林树木对土壤水盐分布的影响,对盐碱地植被恢复具有指导意义。

    • >研究简报
    • 潍坊市土壤大量营养元素有效量及其影响因素

      2023, 55(1):218-223. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.01.027

      摘要 (427) HTML (468) PDF 742.15 K (1096) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究山东省潍坊市土壤大量营养元素有效量分布规律及其影响因素,通过网格化采样,并进行分析测试,获得了碱解氮、有效磷、速效钾等土壤大量营养元素有效量,及对应元素全量、pH和有机质等数据,进行了丰缺空间绘图、相关性和差异性分析。结果表明:碱解氮、有效磷、速效钾含量均具有较强的空间变异性,尤以有效磷变异系数最高。空间分布上,碱解氮以较缺乏区占比最高,有效磷和速效钾以丰富区占比最高。碱解氮、有效磷、速效钾分别在砂姜黑土、潮土、滨海盐土中含量最高,且均与其他土壤类型差异显著。碱解氮、有效磷、速效钾与土壤理化指标关系密切,3种元素有效量均与有机质呈显著正相关;碱解氮与全氮、有效磷与全磷均呈显著正相关;碱解氮、有效磷与土壤pH均呈显著负相关;速效钾与土壤pH呈显著正相关。本研究揭示了大量营养元素有效量在土壤中的本底差异及影响因素,可为土壤肥力的空间调控提供科学依据,助力提升农业生产力水平。

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