• 2023年第55卷第2期文章目次
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    • >专论与综述
    • 根系分泌物主要作用及解析技术进展

      2023, 55(2):225-233. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.001

      摘要 (724) HTML (4261) PDF 1.30 M (2240) 评论 (0) 收藏

      摘要:根系分泌物是植物保持根际微生态系统活力的关键因素,也是根际物质循环的重要组成部分,对根际土壤生态环境中的物质循环具有重要的驱动作用。根系分泌物可以刺激微生物生长,增强其活性,加速根际养分循环,增加土壤养分利用率,并在小规模空间引起温室气体通量的变化。此外,它也是植物参与竞争的重要策略,植物通过根分泌物以获取种间长期生存的养分,甚至分泌对自身有害的化感物质来排挤其他植物,实现自我生存,即使存在自毒作用或引起连作障碍等。植物的健康生长依赖于自身与土壤微生物复杂动态群落的相互作用,但是根际微生物群落结构和组成却又受植物物种、植物生长期、土壤性质、功能基因等因素影响,这些因素的动态变化可能导致根系分泌物的多样化,从而形成复杂多变的根系分泌物与植物的关系,进而影响植物的健康生长。目前,对植物根系分泌物的研究是土壤生态学、植物营养与代谢等领域的研究热点,且随着分析技术手段的快速发展,根系分泌物相关研究也逐渐深入,进一步揭示植物与微生物间的协同作用机理对农、林等行业生产具有重要的指导意义。

    • 生物质炭对不同植被类型土壤温室气体排放影响研究进展

      2023, 55(2):234-244. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.002

      摘要 (288) HTML (816) PDF 1.39 M (1367) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤生态系统是温室气体排放的主要来源之一,降低土壤温室气体排放对于缓解全球变暖具有重要意义。近年来,生物质炭在改良土壤性质、提高土壤碳汇和影响土壤温室气体排放方面展现出了巨大的潜力。因此,关于施加生物质炭对土壤温室气体排放影响的研究已经成为了环境科学和农业生态领域的研究热点。然而,生物质炭对土壤温室气体净排放的影响是促进还是抑制尚无统一定论。不同植被类型条件下土壤温室气体排放也存在较大差异,故而研究添加生物质炭对不同植被类型土壤温室气体排放的影响至关重要。本文综述了添加生物质炭对林地、农田及设施蔬菜土壤中CO2、CH4和N2O排放的影响,探讨了生物质炭对土壤温室气体排放的作用机制。总结发现,不同植被类型土壤添加生物质炭将降低土壤N2O的排放,并且增加土地对CH4的吸收,而对CO2排放的影响没有统一定论。结合国内外生物质炭在该领域的研究现状,未来需开展生物质炭在土壤温室气体减排领域的长期系统研究,同时应充分考虑使用生物质炭可能存在的潜在环境风险,以期为生物质炭在土壤温室气体减排中的应用提供可靠的科学依据。

    • >研究报告
    • 稻田养萍模式下不同施氮量对稻田氨挥发及红萍生物固氮作用的影响

      2023, 55(2):245-253. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.003

      摘要 (266) HTML (565) PDF 598.37 K (833) 评论 (0) 收藏

      摘要:红萍对水体铵态氮浓度较为敏感,稻田放养红萍模式下,红萍的生物固氮作用及其抑制氨挥发的作用对不同施氮量的响应未知。红萍为水生蕨藻共生体,具有很强的生物固氮能力。红萍可作为优质绿肥放养于稻田,以替代部分化学氮肥,起到节能减排的效应。为明确稻田养萍模式下不同施氮量对红萍生物固氮作用和田间氨挥发的影响,采用盆栽试验设置了0、75、150、225、300 kg/hm2共5个施氮(以纯N量计)水平,监测了稻田放养红萍和水稻单种各处理的氨挥发量、生物固氮速率和水稻产量。结果表明:①同一施氮水平下,稻田放养红萍可显著降低氨挥发日通量峰值及氨挥发总量。在施氮量为225 kg/hm2时,稻田放养红萍对氨挥发总量的抑制作用最大,与水稻单种相比,抑制幅度可达83.2%。②红萍的生物固氮速率及固氮总量与施氮量呈线性负相关关系,随施氮量的增加,固氮速率和固氮量逐渐降低,施氮量300 kg/hm2并放养红萍处理得到的固氮速率及总量同不施氮肥不养萍处理之间无显著差异。③与不养萍处理相比,放养红萍组各处理的水稻产量都明显增加,其中施氮量为225 kg/hm2时水稻增产幅度最大,增幅达21.2%。综上,在施氮条件下,稻田养萍可显著抑制稻田氨挥发并提高水稻产量,随着施氮量的增加,红萍作为生物绿肥的固氮作用受抑制程度加重。在不牺牲水稻产量的前提下,稻田养萍可替代约75 kg/hm2的化学氮肥,且能抑制83.2%的稻田氨挥发。

    • 秸秆还田配施化肥对春玉米耕层土壤理化性质及产量的影响

      2023, 55(2):254-261. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.004

      摘要 (212) HTML (626) PDF 939.00 K (899) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过连续3 a田间定位试验,研究了不同秸秆还田方式配施化肥对春玉米耕层土壤理化性质及产量的影响。结果表明:秸秆还田能显著提高各土层的田间持水量8.6%~18.0%,降低土壤紧实度6.3%~27.5%,且以秸秆深翻和深旋还田方式效果较好,同时这两种方式还能显著降低20~40 cm土层容重。连续秸秆还田后耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量较无还田处理平均提高21.2%、8.6%、15.0%和17.2%。此外,在秸秆还田时配合适量氮肥施用更利于土壤养分的提高,其中秸秆深翻和秸秆深旋配施210 kg/hm2氮肥和90~120 kg/hm2钾肥可显著提升土壤养分状况,促进春玉米穗长、穗粗和百粒重的增加,进而提高春玉米产量,是辽宁棕壤区春玉米生产中比较理想的一种农艺措施,在农业发展中具有一定的应用和推广价值。

    • 有机无机肥配施对滨海脱盐土栽培菊芋及其养分吸收的影响

      2023, 55(2):262-271. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.005

      摘要 (187) HTML (585) PDF 940.88 K (741) 评论 (0) 收藏

      摘要:以蚯蚓粪和无机复合肥为材料,设置CK (不施肥)、T1(无机复合肥300 kg/hm2)、T2(无机复合肥600 kg/hm2)、T3(蚯蚓粪7.5 t/hm2)、T4(蚯蚓粪7.5 t/hm2、无机复合肥300 kg/hm2)、T5(蚯蚓粪7.5 t/hm2、无机复合肥600 kg/hm2)、T6(蚯蚓粪15 t/hm2)、T7(蚯蚓粪15 t/hm2、无机复合肥300 kg/hm2)、T8(蚯蚓粪15 t/hm2、无机复合肥600 kg/hm2)共计9个处理,研究了蚯蚓粪和无机复合肥配施下滨海脱盐土土壤性质的变化,栽培菊芋生长特性及养分吸收规律,以确立滨海脱盐土菊芋高效栽培最适有机无机肥配施方案。结果表明:随菊芋生育进程推进,土壤可溶性盐含量下降,T6处理幼苗期和开花期的可溶性盐含量均最低,分别为0.28和0.29 g/kg,较CK处理分别降低37.0%和27.16%(P<0.05)。在开花期,有机无机肥配施处理的土壤pH显著低于CK处理,T5、T7和T8处理的pH较低,分别为8.40、8.35和8.44,较CK处理分别降低2.89%、3.54%和2.50%。随菊芋生育进程推进,土壤碱解氮含量有增加趋势,开花期T5处理的碱解氮含量最高,为38.53 mg/kg,较CK处理显著增加37.92%;但土壤有效磷含量有降低趋势,幼苗期明显高于开花期,幼苗期T5处理的有效磷含量最高,为20.02 mg/kg,较CK处理显著增加864.18%;T1处理的速效钾含量降低,有机无机肥配施处理的速效钾含量上升,T3处理幼苗期和开花期的速效钾含量均较高,分别为0.24和0.34 g/kg,显著高于其他施肥处理。有机无机肥配施显著改善菊芋生长性状,T5处理显著增加菊芋株高、茎粗、叶面积、产量。同样,有机无机肥配施有效促进了植株吸收氮、磷、钾养分,根、茎、叶中氮、磷、钾含量较高,T5处理相对较好。综合考虑土壤性质和菊芋各项生长指标,优选出T5处理(蚯蚓粪7.5 t/hm2和复合肥600 kg/hm2)为最适有机无机肥配施方案。

    • 有机物料长期施用对稻田土壤养分的影响

      2023, 55(2):272-279. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.006

      摘要 (216) HTML (466) PDF 746.73 K (958) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过2010—2021年连续12年的长期定位试验,研究了紫云英、水稻秸秆、商品有机肥等有机物料还田施用对稻田土壤养分的影响。结果表明:施用有机物料可以有效提高稻田土壤氮磷钾和有机质等含量。与单施化肥处理相比,紫云英还田土壤碱解氮含量增加6.97%,商品有机肥配施土壤有效磷含量增加49.30%,水稻秸秆还田土壤速效钾含量增加49.32%。3种有机物料处理土壤有机质增加相近(6.0%~7.5%),可以改善土壤酸性但差异不显著。不同有机物料对土壤基础养分的增加差异显著,紫云英还田土壤固氮能力最强,商品有机肥配施土壤磷素增加最明显,秸秆还田土壤钾素提高最显著。可见,有机物料长期还田施用是一种培肥土壤的有效措施,有助于稻田土壤的可持续利用。

    • 减施化肥配施不同有机肥对优质籼稻产量和品质的影响

      2023, 55(2):280-287. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.007

      摘要 (154) HTML (445) PDF 414.16 K (870) 评论 (0) 收藏

      摘要:为比较减施化肥配施商品有机肥和生物有机肥对优质籼稻产量和品质的影响差异,以6个不同类型优质籼稻品种作为供试材料,设置不施肥(CK)、单施化肥(CF)、商品有机肥和化肥按氮含量1︰1配施(SF)、生物有机肥和化肥按氮含量1︰1配施(WF)4个处理,结果表明:①施肥能够显著提高优质籼稻产量,但对比单施化肥处理配施有机肥显著降低所有品种的产量,其中配施生物有机肥处理产量较配施商品有机肥呈增产趋势,但不显著。②相对于化肥处理,配施有机肥通过提高稻米整精米率、垩白粒率和垩白度改善了稻米加工品质并降低了外观品质,少数品种达显著水平。③配施有机肥较化肥处理具有延长稻米胶稠度的趋势,但不显著,并在配施生物有机肥下达最长,但绝大数品种的蛋白质含量却较化肥处理显著降低,从而提高米饭的适口性。④配施有机肥能提高稻米峰值黏度和崩解值,降低消减值和糊化温度,虽然变化不显著,但使得稻米RVA谱特征值接近不施肥处理的水平,有利于改善稻米食味品质,特别是配施生物有机肥更为接近。

    • 重庆渝东北植烟区土壤交换性钙镁与土壤属性的关联特性研究

      2023, 55(2):288-294. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.008

      摘要 (211) HTML (543) PDF 996.34 K (806) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确重庆渝东北植烟区土壤中交换性钙、镁养分状况与土壤属性的关联特性,为烟区养分管理提供参考依据,利用GPS定位技术在渝东北植烟区采集了1 092个代表性土壤样品,对巫溪、巫山、奉节、万州、涪陵和丰都6个区县植烟土壤交换性钙和交换性镁含量分析,同时与其他土壤属性进行关联分析。结果表明:重庆渝东北植烟土壤交换性钙、镁含量丰富,其平均值分别为10.85 cmol/kg和1.79 cmol/kg,但也存在缺乏现象,且区域分布不均衡。总体来看,土壤交换性钙缺乏(<6 cmol/kg)占比28.30%,土壤交换性镁缺乏(<1.0 cmol/kg)占比42.75%。涪陵县与丰都县的土壤交换性钙、镁缺乏最严重,占比分别为40.00%和55.00%。丰都县与万州区土壤交换性钙、镁含量最适宜烤烟种植,占比分别为42.00%和36.61%。母质是影响土壤交换性钙、镁含量的重要因素,二叠系泥灰岩发育形成的土壤交换性钙、镁含量较高,侏罗纪紫色砂岩含量最低。植烟土壤pH、阳离子交换量与交换性钙、镁存在显著正相关关系,而土壤交换性酸总量与二者呈显著负相关,交换性钙镁缺乏是引起烟田酸化的主要原因。1~2 mm与<0.25 mm粒径团聚体是引起土壤交换性钙、镁分异的关键因子,应当促进粒径>2 mm的土壤大团聚体的形成。本研究可为重庆渝东北地区植烟土壤交换性钙、镁养分管理提供科学依据。

    • 水稻-冬季秸秆覆盖种植马铃薯模式对水稻齐穗期根际土壤代谢组表达特征的影响

      2023, 55(2):295-304. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.009

      摘要 (169) HTML (482) PDF 809.96 K (921) 评论 (0) 收藏

      摘要:水稻–冬季秸秆覆盖种植马铃薯是南方稻区一种经济高产的水–旱轮作模式,其对水稻根际土壤代谢物的影响可能是调控水稻高产的关键,但目前相关研究尚未见报道。本研究基于周年水–旱轮作模式长期定位试验,以水稻–冬季空闲(CK)模式为对照和水稻–马铃薯(稻草覆盖种植并还田,RP)轮作模式为研究对象,采集水稻齐穗期根际土壤样品,利用液相色谱–质谱法(LC-MS)测定根际土壤代谢物种类与丰度,研究RP轮作模式水稻齐穗根际土壤代谢物组分和功能及其与产量形成的关系。结果表明:①采用OPLS-DA模型筛选差异代谢物(HMDB数据库)发现,与CK模式相比,RP轮作模式具有201个有显著性差异(P<0.05)的根际土壤代谢物,分别归属于脂质和类脂分子、有机酸及衍生物、有机氧化合物、苯丙烷和聚酮等11个父类;其中苯丙烷和聚酮、丙烯醇脂质、苯及其衍生物、甾体内酯、氨基酸/肽、碳水化合物和脂肪酰糖苷等代谢物丰度发生显著变化,可作为表征RP轮作模式下水稻根际土壤差异性代谢物;②有机氧化合物、有机酸及衍生物和苯丙烷和聚酮等代谢物丰度与土壤有机质、全钾、碱解氮和速效钾含量差异呈显著正相关(r=0.816~0.938),其可通过为水稻直接提供养分、协助提高土壤养分供给或间接调节水稻生长等提高稻田综合生产力;③核苷/核苷酸、脂质和类脂分子等差异代谢物与水稻产量差异呈显著正相关(r=0.957~0.999),其可能是通过参与一系列代谢途径提高水稻抗逆能力,最终对水稻产量产生一定影响。

    • 复播大豆土壤微生物区系对麦-豆轮作体系周年施氮量的响应

      2023, 55(2):305-312. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.010

      摘要 (97) HTML (518) PDF 716.46 K (878) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示周年施氮对复播大豆土壤微生物区系的后效及叠加效应,于2017—2019年采用裂区试验设计,在麦–豆周年轮作体系下,设置不同施氮组合(麦季施氮0、104、173、242 kg/hm2,分别标记为N0、N1、N2、N3;复播大豆施氮0、69、138 kg/hm2,分别标记为S0、S1、S2),探究豆茬土壤细菌、真菌和放线菌数量,土壤菌群结构和氮素生理群数量的变化规律。结果表明:前茬麦季施氮对复播大豆土壤微生物数量具有显著的后效;复播大豆不施氮条件下,麦季N2~N3施氮范围有利于增加豆茬土壤细菌、真菌、放线菌和氮素生理群数量。在冬小麦不施氮条件下,当季豆茬施氮较不施氮处理能显著增加土壤3大类微生物和氮素生理群数量,但豆茬施氮量较高反而显著降低氨化细菌和好气性自生固氮菌数量。麦季各施氮处理与豆茬S1处理组合下土壤3大类微生物数量,细菌与真菌比值(B/F)及放线菌与真菌比值(A/F),氨化细菌、固氮菌和硝化细菌数量基本均高于与S2处理组合,其中N1S1施氮组合下豆茬土壤放线菌数量、好气性自生固氮菌数量、B/F和A/F值达到最高,N2S1施氮组合下土壤细菌、真菌和氨化细菌数量基本达到顶峰,当季施氮或周年施氮量过高则增加了土壤反硝化细菌数量,显著降低B/F、A/F值,对土壤3大类群微生物及其他氮素生理群数量均产生不同程度的抑制作用。因此,前茬小麦和后茬大豆适量施氮是维持土壤优势菌群的重要措施,周年氮肥的优化施用要充分考虑前、后茬氮肥的叠加效应。在本研究条件下,麦季施氮104~173 kg/hm2(N1~N2),大豆季增施氮肥69 kg/hm2(S1)的周年施氮量组合有利于改善土壤微生物生存环境,良化土壤质量,对提高土壤肥力及维持农田生态环境具有重要的意义。

    • 套种绿肥对尾巨桉人工林土壤细菌群落特征的影响

      2023, 55(2):313-320. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.011

      摘要 (208) HTML (587) PDF 638.31 K (761) 评论 (0) 收藏

      摘要:不合理的桉树人工林种植会对土壤质量产生负面影响。本研究通过田间试验,探讨不同豆科绿肥套种对土壤养分、酶活性以及细菌群落特征的影响,分析在桉树人工林套种绿肥的可行性,从而为改善桉树人工林土壤质量提供参考。试验设置白灰毛豆套种、田菁套种以及无套种对照3种处理。结果表明:套种白灰毛豆和套种田菁可提高土壤养分含量、微生物生物量及酶活性;两种绿肥套种措施对土壤细菌多样性无显著影响,而细菌群落结构存在较大差异;套种田菁时厚壁菌门、绿弯菌门、产醋杆菌属、瘤胃梭菌属和Candidatus Solibacter属的相对丰度较高,而套种白灰毛豆时变形菌门和铁还原菌属的相对丰度更高;细菌群落功能预测表明,套种白灰毛豆的固氮和硝酸盐还原功能显著表达,而套种田菁的芳香族化合物降解功能显著表达。相关性分析表明,土壤有效硼是微生物生物量及酶活性的主要影响因子,而水解氮是细菌门和属相对丰度的主要影响因子。综上,林下套种豆科绿肥可以改善土壤养分状况,提高土壤酶活性,调节土壤微生物群落结构,可作为改善桉树人工林土壤质量和实现桉树人工林可持续经营的有效措施。

    • 厨余垃圾堆肥对烤烟土壤酶活性和细菌群落结构的影响

      2023, 55(2):321-330. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.012

      摘要 (173) HTML (521) PDF 1.17 M (744) 评论 (0) 收藏

      摘要:以滇中植烟土壤为研究对象,设置不同厨余垃圾堆肥(基肥)施用量:不施肥对照(CK)、低施肥量8 t/hm2(FWL)、中施肥量16 t/hm2(FWM)、高施肥量24 t/hm2(FWH),研究厨余垃圾堆肥施用后土壤酶活性和细菌群落结构的变化特征,为厨余垃圾堆肥农田推广使用提供依据。结果表明:与CK相比,FWH处理可显著提高土壤的pH、有机碳、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、脲酶活性、酸性磷酸酶活性、荧光素二乙酸水解酶活性(↑0.39%~89.42%)、土壤细菌OUT数目(↑12.91%)、Chao指数(↑11.20%)、Ace指数(↑11.37%)。变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度随施肥量的增加而增加,而酸杆菌门(Acidobacteria)则相反;细菌群落的膜运输和碳水化合物代谢功能均在施肥后显著增强。脲酶活性、酸性磷酸酶活性、pH、全氮、全磷、碱解氮、有效磷指标对土壤细菌的群落组成和多样性均有影响,其中碱解氮和脲酶活性是调控菌群最主要的因子。

    • 青藏高原三种典型生境中硝化微生物分布和群落结构

      2023, 55(2):331-339. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.013

      摘要 (361) HTML (737) PDF 4.30 M (1841) 评论 (0) 收藏

      摘要:以青藏高原3种典型生境(荒漠草地、湿地和碱盐地)为研究对象,通过amoA功能基因qPCR和16S rRNA基因扩增子测序,研究了其氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)、氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)、亚硝酸盐氧化菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)和完全硝化细菌(complete ammonia oxidizer,CMX)的分布与群落结构特征。qPCR结果表明,荒漠草地和碱盐地中3种氨氧化微生物,其丰度顺序为AOA>CMX>AOB,而在湿地中则为CMX≥AOA>AOB。各生境中AOA主要类群为土壤类群(即group 1.1b),且其中约半数属于Nitrosocosmicus属分支,该分支在北极冻土中也有分布。荒漠草地和湿地中AOB主要为亚硝化螺菌属(Nitrosospira spp.,71.21%~100%),而碱盐地主要为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas spp.,75.51%~88.71%)。3种生境中NOB主要类群均为硝化螺菌属(Nitrospira spp.,70.87%~98.79%)。clade A和clade B分支的CMX在各生境均存在,且二者比例相当。值得注意的是,大多生境中都检测出一种或多种典型海洋类群硝化微生物,比如group 1.1a的AOA、N.marina的AOB、Lineage 4的NOB,这强烈暗示青藏高原硝化微生物可能受青藏高原古海洋环境的影响。

    • 互花米草入侵对滨海湿地不同质地土壤碳氮磷及其生态化学计量比的影响

      2023, 55(2):340-347. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.014

      摘要 (188) HTML (638) PDF 708.65 K (780) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了阐明外来物种入侵对滨海湿地不同质地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)及其生态化学计量比的影响,对福建省滨海地区东湖湿地两种质地土壤的土著种与入侵种植被下土壤C、N、P含量及其生态化学计量特征与影响因素进行了测定与分析。研究结果表明:相同植被下,壤质土的C、N、P及其计量比均高于砂质土。互花米草入侵增加了两种质地土壤的C、N含量及碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P),降低了土壤有效磷(AP)、P含量与碳氮比(C/N),其中砂质土的土壤N含量显著增加了近1倍(P<0.05),AP含量下降近70%,壤质土的C/P增加了近2倍(P<0.05)。不同质地土壤中铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3-N)含量对互花米草入侵的响应不同,在壤质土中,互花米草入侵后降低了50%的NH4+-N含量,增加了近3倍的NO3-N含量(P<0.05);而在砂质土中,互花米草入侵后土壤NH4+-N含量增加了约3倍(P<0.05),NO3-N含量呈现降低的趋势。两种质地土壤的C/P和N/P均与P呈显著负相关(P<0.05),而与C、N无显著相关性。在砂质土中,土壤N含量与容重呈显著负相关,与含水量呈显著正相关(P<0.05)。总体来说,互花米草入侵对不同质地土壤C、N、P及其生态化学计量比的影响程度虽然存在差异,但趋势大致相同,互花米草入侵后将会提高土壤C、N含量,但会降低土壤P含量,从而加剧滨海湿地土壤的P限制。

    • 磷肥配施生物质改良剂对盐渍土改良与玉米增产的效应

      2023, 55(2):348-355. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.015

      摘要 (191) HTML (480) PDF 631.61 K (877) 评论 (0) 收藏

      摘要:以玉米为供试作物,通过田间试验设置无磷肥和生物质改良剂对照、单施不同量磷肥和磷肥配施生物质改良剂(微生物菌肥、生物质炭、腐殖酸和黄腐酸)处理,研究了磷肥配施生物质改良剂对盐渍化土壤的改良效应及对玉米的增产作用。结果表明:与对照处理相比,各处理的土壤容重和pH分别降低1.96%~14.38%和0.11%~1.98%,土壤有效磷含量增加33.71%~182.39%;施磷75 kg/hm2处理下的籽粒磷素积累量最高,施磷150 kg/hm2处理下的茎秆、叶片和植株的磷素积累量最显著;磷肥利用率、磷肥农学效率和磷肥偏生产力随施磷量增加呈下降趋势。与对照处理相比,各处理的玉米单株鲜重和干重分别增加6.52%~34.78%和11.54%~42.31%,百粒重和产量分别增加31.15%~40.52%和21.81%~60.02%。主成分分析表明,150 kg/hm2磷肥配施7 500 kg/hm2生物质炭处理的综合得分最高(分值为1.255 1),该处理在土壤改良、磷肥利用与玉米增产等方面的综合效果最优。

    • 不同物料对海滨沙性盐碱地改良效果研究

      2023, 55(2):356-362. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.016

      摘要 (231) HTML (694) PDF 522.30 K (756) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对江苏省南通市海滨盐碱地特点,设对照、秸秆、膨化鸡粪、腐熟牛粪、功能有机肥、调理剂I和调理剂II共7个处理,通过原位田间小区试验进行不同改良物料对南通海滨沙性盐碱土壤的改良效果研究。结果表明:改良组的pH基本都显著高于对照组;虽各组含盐量结果之间存在一定差异,但改良组两个不同土层(0~10 cm、10~20 cm)的含盐量都分别显著低于对照组,当秸秆、膨化鸡粪、腐熟牛粪、功能有机肥、调理剂I和调理剂II的施入量分别为3.0、1.12、4.5、0.45、0.045和0.060 kg/m2时,0~10 cm深度的土壤中含盐量相较于对照组分别降低91.1%、93.0%、94.3%、88.8%、81.8%、78.5%,而10~20 cm深度土壤中含盐量分别降低75.3%、73.8%、69.3%、79.02%、68.2%、61.5%。研究结果说明施加上述改良物料均对降低土壤含盐量、消减盐碱障碍起到了较为显著的作用,其中在秸秆施入量为3.0 kg/m2时对南通海滨沙性盐碱地改良效果最好。

    • 有机质对广西酸性富硒土中Se(Ⅳ)吸附解吸特性的影响

      2023, 55(2):363-371. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.017

      摘要 (118) HTML (443) PDF 725.28 K (787) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究有机质在酸性富硒土吸附Se (Ⅳ)过程中的作用,以广西典型富硒区的赤红壤为材料,研究了酸性富硒土去除有机质后,土壤硒的赋存形态、土壤对Se (Ⅳ)的吸附解吸特征及吸附前后土壤基团的变化。结果表明:①去除有机质后,土壤中有机结合态硒大幅度减少,铁锰结合态硒成为土壤硒的主要赋存形态。②吸附试验表明,土壤对Se (Ⅳ)吸附过程以多分子层的不均质表面吸附为主,吸附过程受控于化学反应与化学吸附;去除有机质后,土壤对Se (Ⅳ)吸附量和吸附强度均显著下降。③解吸试验表明,吸附以难解吸的专性吸附为主;去除有机质后,解吸量与解吸率下降,固液分配系数Kd值下降。④傅里叶变换红外光谱表明,土壤吸附Se (Ⅳ)与静电引力、络合反应和配位体交换有关;去除有机质减少了有机官能团的数量,导致吸附量减少。综上,有机质的存在,提升了酸性富硒土对Se (Ⅳ)的吸附容量和吸附强度,是造成酸性富硒土硒有效性较低的重要因素。

    • 不同土地利用方式下南亚热带赤红壤酸化特征

      2023, 55(2):372-378. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.018

      摘要 (198) HTML (569) PDF 1.60 M (932) 评论 (0) 收藏

      摘要:土地利用方式是影响土壤酸化的重要因素,研究不同土地利用方式下赤红壤酸化特征可为缓解和治理赤红壤区土壤酸化提供依据。本研究采集了4种土地利用方式(菜地、果园、水田、林地)的赤红壤区土壤样品,测定了表层(0~20 cm)和表下层(20~40 cm)土壤的理化性状,结合田间调查和统计数据分析了不同土地利用方式下土壤酸化特征及成因。结果表明:果园表层土壤pH显著低于林地,果园表下层土壤pH显著低于水田和林地;菜地、果园土壤交换性Al3+含量显著高于水田和林地;果园表层土壤的盐基饱和度与阳离子交换量均显著低于自然林地,菜地表下层土壤盐基饱和度显著低于水田;与水田和林地相比,菜地和果园的酸化更严重,酸缓冲能力更低。不同土地利用下施肥、复种指数以及耕作方式上的差异可能是造成气候与母质相似地区土壤酸化差异的主要原因。

    • 基于电子顺磁共振波谱法的土壤环境持久性自由基的检测方法研究

      2023, 55(2):379-389. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.019

      摘要 (278) HTML (1134) PDF 1.03 M (946) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究以不同类型土壤为研究对象,分别对电子顺磁/自旋共振波谱仪(EPR/ESR,X-波段连续波)的中心磁场、微波功率、调制幅度等主要测试参数进行调试与优选,确立EPR测定土壤环境持久性自由基(EPFRs)的仪器参数优选方法及参考值。结果表明,根据样品实测频率ν(约9.82 GHz)与EPFRs的g因子可设置谱仪中心磁场约3 502 G。微波功率可采用微波功率饱和曲线法、微波衰减相邻6 dB信号比较法优选,两法各有优缺点,建议结合选用。若与27 dB相比,微波衰减设置为≤15 dB,低场峰(g=2.003 0~2.003 5)有由于功率饱和而引起其自旋浓度被不同程度抑制的趋势,并且27 dB左右(25~30 dB)被认为是该峰的较优微波衰减值。然而,高场峰(g=2.000 4)对其响应存在差异,高衰减值为较佳。此外,调制幅度应小于峰-峰宽(3.28 G),若兼顾研究较窄峰(约1 G),1 G较为适宜。本EPR谱仪测试参数优选方法可确保g因子的准确度、EPR图谱的分辨率与超精细分裂等信息的可靠性,为土壤与环境固态样品EPFRs的测定提供科学依据,促进该项技术的应用与发展。

    • 基于AHP筛选的有机污染土联合修复技术案例研究

      2023, 55(2):390-398. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.020

      摘要 (103) HTML (713) PDF 871.94 K (864) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究联合修复技术在有机物污染场地中的筛选方法以及修复效果,以山西某搬迁遗留场地土壤修复工程为案例,提出了采用层次分析法(AHP)对常用的物理、化学、生物修复技术方法进行优选,最终确定“常温解吸+异位热脱附+填埋场覆土利用+水泥窑协同处置”的新联合修复模式,并且研究了该联合修复模式的处理效果及其对环境造成的影响。结果表明,AHP可用于有机污染场地修复最佳方案的筛选;采用该联合修复模式费用低、效果良好且未对周围环境造成影响。可见该联合修复模式能够有效地处理此类型场地污染土体。该修复模式的成功实施为类似污染场地土壤修复项目提供了借鉴和参考价值,并在一定程度上控制了土壤资源的流失。

    • 基于HDXRF和ICP-MS的黔西北土壤重金属空间分布及影响因素研究

      2023, 55(2):399-408. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.021

      摘要 (216) HTML (625) PDF 4.94 M (1132) 评论 (0) 收藏

      摘要:高精度X射线荧光光谱仪(HDXRF)是一种准确度较高的金属元素快速检测仪器。本研究将HDXRF法与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法进行对比研究,探究HDXRF法在土壤重金属调查评估中的适用性。选取威宁县黑石头镇某地为研究区,基于地理探测器,以土壤理化性质(pH、有机质、CEC、黏粒、粉粒、砂粒)和地形因素(高程、坡度、坡向)9个因子为自变量,重金属(Cd、Pb、Zn、Cr、Cu、Ni)含量为因变量,分析两种检测方法下耕地土壤重金属空间分布规律及其影响因素。结果表明:6种重金属的HDXRF法与ICP-MS法检测值均服从正态分布,两种方法检测得到的土壤重金属在耕层和剖面的分布规律基本一致,从数据统计上看,仅HDXRF法Cu的值比ICP-MS法高约16%,其他元素无显著差异。HDXRF法与ICP-MS法所测相同重金属间均存在极显著正相关关系(P<0.01),与各影响因子间相关性分析结果基本一致,Cd、Pb、Zn、Ni与土壤理化性质,Cr与土壤理化性质、高程和坡向,Cu与CEC和高程间均存在极显著相关关系(P<0.01)。地理探测器交互探测结果显示,影响因子间交互作用均显示增强效应,pH、有机质、CEC与其他影响因子间交互作用是土壤Cd、Pb、Zn空间分异的主导因素,土壤Cr、Cu、Ni的空间分异是土壤理化性质和地形因素共同作用的结果,交互作用q值在0.200~0.700。综上,HDXRF法土壤重金属检测值的准确度和精密度较高,土壤重金属空间分布规律及影响因素与ICP-MS法结果一致,可用于土壤重金属的快速检测与评估。后续,可通过建立其与土壤pH、有机质、CEC和地形因子等的变量模型与ICP-MS法检测结果进行系统校正。

    • 温州市农用地土壤锗元素地球化学特征、影响因素及开发利用远景评价

      2023, 55(2):409-418. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.022

      摘要 (154) HTML (491) PDF 8.96 M (883) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于浙江省土地质量地质调查行动计划(2016-2020年)和浙江省多目标区域地球化学调查成果,研究了温州市农用地表层土壤和深层土壤锗元素(Ge)地球化学特征及其主要影响因素,并对富Ge土壤开发利用远景进行了评价。结果显示,温州市农用地表层土壤Ge平均含量1.44 mg/kg,深层土壤Ge平均含量1.62 mg/kg,变异系数分别为0.14和0.10,总体分布较均匀,两者空间变化特征基本吻合,由南西到北东呈弱递减变化趋势。富集程度等级划分显示,表层土壤Ge主要以“弱贫化”和“背景”为主,指示其受人为因素影响总体较小。成土母质是影响表层土壤Ge含量及其分布特征的最重要因素,母质为滨海相沉积物和沉积岩类风化物的土壤Ge均值总体要高于河湖相沉积物和火成岩类风化物。土壤有机质、黏粒等理化指标以及土地利用方式和种植类型也是影响Ge含量的重要因素。富Ge等级划分结果显示,研究区Ge“丰富”和“较丰富”等级耕地面积1 383.07 km2,占总耕地面积的56.17%。在此基础上共圈出10个富Ge土壤开发利用远景较好的区块,并对其开发利用远景进行了评价。

    • SHAW模型模拟积雪覆盖下土壤热过程的不确定性分析

      2023, 55(2):419-425. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.023

      摘要 (218) HTML (590) PDF 986.38 K (919) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究SHAW (Simultaneous heat and water)模型中输入参数不确定性在模拟积雪覆盖条件下土壤热过程中对输出结果造成的影响以及关键影响因素,以松嫩平原黑土区东北农业大学试验场为研究区域,运用SHAW模型模拟积雪覆盖条件下6个不同深度土层热过程动态变化情况,并结合拉丁超立方取样(Latin hypercube sampling,LHS)方法,采用标准秩逐步回归探究参数不确定性对土壤冻结深度和温度输出不确定性的影响。结果表明:SHAW模型能够反映土壤冻融规律,6个深度土层温度的模拟值与实测值平均绝对误差小于2℃,选取的参数对土壤温度的输出敏感性较弱,而初始积雪厚度对土壤冻结深度的输出起主导作用。总体而言,SHAW模型基于LHS抽样和标准秩逐步回归方法可用于模拟积雪覆盖条件下土壤热过程模拟研究。

    • 基于多源环境变量的渭-库绿洲土壤颗粒含量预测研究

      2023, 55(2):426-432. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.024

      摘要 (142) HTML (627) PDF 1.48 M (1067) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以渭干河-库车河绿洲(简称渭-库绿洲)土壤颗粒为研究对象,采集了绿洲内50个典型表层(0~10 cm)土壤样本,通过相关软件,提取到遥感指数变量、地形和气候等环境变量,经过相关性分析确定环境变量和预测目标间的关系,使用R语言构建了预测土壤颗粒含量的随机森林(random forest,RF)模型和极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)模型。研究结果表明:XGBoost模型的预测结果整体好于RF模型,其中相关系数介于0.39~0.78;土壤pH、高程及衍生变量、光谱变换变量均是两个模型预测土壤颗粒含量的重要因子;将模型预测结果、实测数据和世界土壤数据库(HWSD)中的3种土壤颗粒数据作对比分析,结果表现出模型预测数据的误差小于HWSD与实测数据的误差。综上所述,通过筛选环境变量建立的XGBoost模型,是预测渭-库绿洲土壤颗粒含量的有效方法。

    • 基于GIS和分形理论的沱江流域土地利用结构动态分析

      2023, 55(2):433-440. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.025

      摘要 (134) HTML (507) PDF 4.83 M (927) 评论 (0) 收藏

      摘要:以沱江流域2000年、2020年土地利用空间数据库为基础,应用GIS技术及分形理论,定量分析研究区土地利用空间结构复杂性、稳定性以及空间分布规律。结果表明:①各种土地利用类型都具有分形特征,分形维数可以表征土地利用空间格局的变化。②20年间,沱江流域的土地利用类型以耕地和林地为主,占研究区总面积的90%以上,受人为活动影响,流域内不同土地利用类型之间存在相互转化的过程,主要的转化特点是耕地和林地大面积减少,而城乡建设用地迅速扩张。③流域2期土地利用的总分形维数分别为1.351、1.503,上升趋近于临界值1.5;土地利用整体空间结构稳定性指数从0.149下降到0.003,说明总体上流域土地空间镶嵌结构趋于复杂化,稳定性变差。④流域各地类的分形维数和稳定性指数变化存在一定差异,除未利用地外,其他土地利用类型的分形维数均呈变大趋势,空间镶嵌结构趋于复杂化;耕地、林地、草地、城乡建设用地稳定性指数均减小,减小的幅度分别达80.137%、52.439%、55.556%、26.957%,空间结构变得不稳定;水域稳定性指数变大,空间结构变得稳定。

    • >研究简报
    • 补灌与施肥对甜菜干物质积累、产糖量及养分吸收的影响

      2023, 55(2):441-445. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.026

      摘要 (118) HTML (452) PDF 360.16 K (890) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过研究甜菜在雨养条件下施肥和施肥后补灌对甜菜干物质积累、产量、产糖量和养分吸收的影响规律,可以为甜菜栽培中施肥和灌溉提供理论依据。试验在田间条件下,设置雨养无肥(对照)、雨养施肥、补灌施肥3个处理,大区试验设计,3次重复。结果表明:收获期补灌与雨养施肥处理相比显著提高了甜菜总干物质积累量和产糖量;补灌施肥、雨养施肥与无肥处理相比显著提高了地上部和总干物质积累量、产量、产糖率和产糖量;收获期补灌与雨养施肥处理相比显著降低了甜菜地下部、地上部氮吸收量和总氮、总钾吸收量,雨养施肥与无肥处理相比显著提高了总氮、总钾吸收量;收获期补灌与雨养施肥处理相比显著提高了甜菜地下部、地上部干物质积累量和总磷吸收量,雨养施肥与不施肥处理相比显著提高了地上部干物质积累量和总磷吸收量。综合分析认为,补灌与雨养施肥处理相比利于促进甜菜生长发育,提高产量、产糖量和磷吸收量,降低甜菜对氮、钾的吸收量,建议在5—6月发生季节性干旱时进行人工补灌。

    • 不同施肥措施对黄土丘陵区农田土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响

      2023, 55(2):446-452. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2023.02.027

      摘要 (246) HTML (543) PDF 562.82 K (781) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于中科院安塞水土保持试验站长期定位试验,研究了5种不同施肥措施,包括不施肥(CK)、氮磷肥配施(NP)、氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(M)和有机肥配施氮磷肥(MNP)对土壤有机碳组分及碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明:不同施肥处理均能增加不同土层土壤有机碳及其组分含量,且土壤有机碳及其组分含量随土层深度增加而逐渐降低;施用有机肥处理(M和MNP)0~20 cm土壤有机碳及其组分含量显著高于化肥处理(NP和NPK)和CK处理;与CK处理相比,M和MNP处理有机碳含量分别增加133.59%、118.52%(P<0.05),易氧化有机碳含量分别增加51.73%、48.20%(P<0.05),可溶性有机碳含量分别增加61.54%、53.21%(P<0.05),土壤微生物生物量碳含量分别增加68.34%、113.04%(P<0.05);除土壤微生物生物量碳以外,不同施肥处理20~40 cm土壤有机碳及其组分含量均无显著差异;不同施肥处理显著提高0~20 cm土壤CPMI,M处理下CPMI在所有施肥处理中最高。因此,施用有机肥是有效提高旱区土壤质量,增强土壤碳“汇”功能的农田施肥措施。

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