• 2024年第56卷第2期文章目次
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    • >专论与综述
    • 农田土壤重金属污染现状与安全利用技术研究进展

      2024, 56(2):229-241. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.001

      摘要 (96) HTML (512) PDF 1.15 M (613) 评论 (0) 收藏

      摘要:重金属污染农田直接影响粮食安全和农业可持续发展。安全利用技术主要通过降低土壤中重金属的生物有效性,以减少作物对重金属的吸收累积和消减重金属进入食物链的风险,其对解决我国重金属污染农田有效利用和保障粮食安全生产具有重要意义。因此,本文首先分析了农田土壤重金属污染成因与现状,然后综述了不同安全利用技术,如农艺调控措施(包括低累积作物品种筛选、水肥管理及间作或轮作耕作方式)、原位钝化改良和叶面阻控技术的研究进展,最后提出了强化重金属污染农田土壤安全利用研究及应用的对策。

    • 连作障碍产生机理及防控现状

      2024, 56(2):242-254. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.002

      摘要 (54) HTML (315) PDF 2.84 M (670) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于我国人口迅速增长、耕地资源限制和粮食作物产区相对比较集中等各种因素的共同影响,在农业生产中作物长期连作已经形成了一个较为普遍的发展态势。随着连作年限的增加,作物生长受到不同程度的影响,因此连作障碍已成为制约绿色农业可持续发展的一个重要原因。许多作物在长期连作模式中都会发生连作障碍,这主要是由于植物的自毒作用、土壤中致病微生物的增殖、微生物区系失衡和土壤理化性质的劣变所引起,目前科研工作者们根据连作障碍重要因子研究出了多种绿色有效的生物防控方法,主要通过研制生物菌剂、有机肥、土壤强还原措施以及噬菌体疗法等来防控连作障碍,这些方法在防控连作障碍方面效果显著且绿色环保,符合我国绿色可持续发展理念。鉴于此,本综述针对目前连作障碍产生的主要因素,以及近年来提出的防控连作障碍的各种措施进行了阐述,并对该领域未来的研究方向进行了展望,为之后的连作障碍研究提供理论依据,以期克服作物连作障碍难题,促进现代农业的健康可持续发展。

    • 苏打盐碱土壤黏粒分散特征研究进展

      2024, 56(2):255-263. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.003

      摘要 (28) HTML (508) PDF 1.05 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文系统总结了黏粒分散特征表征方法,归纳可用于表征黏粒分散程度的主要指标;概述了黏粒分散对土壤物理性质的影响;重点阐述影响黏粒分散的因素,包括:土壤酸碱性、离子浓度、土壤有机质、农业管理措施、外源物质施用等;提出了黏粒分散控制方法。根据Na+、K+、Ca2+和Mg2+不同分散和絮凝能力得出,离子性指数、电荷稀疏性、净分散量、土壤结构稳定性的阳离子比和阳离子交换量等是表征黏粒分散特征的常用指标;电动电位势和浊度与黏粒分散存在密切联系,有待进一步应用于苏打盐碱土壤黏粒分散研究。黏粒分散破坏土壤结构,导致土壤水力传导率下降,严重阻碍土壤正常功能。黏粒分散机理:不同阳离子价态不同和不同土壤溶液浓度不同导致黏粒表面正电荷层厚度不同,引起黏粒之间范德华吸引力和静电排斥力作用效果差异,正电荷层较厚导致黏粒分散。通过明晰黏粒分散机理,有助于掌握影响黏粒分散的主要因素,抑制苏打盐碱土壤黏粒分散,改善土壤结构,以期为苏打盐碱土治理提供理论参考和技术指导。

    • >研究报告
    • 水氮管理对黑土稻作土壤碳氮磷化学计量特征的影响

      2024, 56(2):264-272. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.004

      摘要 (36) HTML (429) PDF 899.35 K (643) 评论 (0) 收藏

      摘要:为阐明不同水氮管理模式对黑土稻作产量和土壤碳氮磷化学计量特征的影响,设置3种灌溉模式(常规淹灌、浅湿灌溉、控制灌溉)和4个氮肥梯度(0、85、110、135 kg/hm2),探究了水稻产量、土壤碳氮磷含量及其化学计量比和层化率对不同水氮管理模式的响应规律。结果表明:与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式下,水稻通过形成足量大穗提高库容,小幅增加结实率,从而显著提高产量(P<0.05)。稻田土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷 (STP) 含量随土层深度增加而降低,施氮处理可显著提升SOC、STN含量并降低STP含量(P<0.05)。与浅湿灌溉和控制灌溉相比,常规淹灌模式增加SOC、STN含量,而与常规淹灌和浅湿灌溉相比,控制灌溉模式增加STP含量。土壤C/N随施氮量增加而降低,土壤C/P、N/P随施氮量增加而升高,施氮能提升不同土层平均C/N层化率,降低C/P、N/P层化率。相比常规淹灌,控制灌溉模式能提升不同土层SOC、STP含量层化率,在一定程度上说明控制灌溉模式下配施适宜氮肥可以改善土壤质量。综合考虑,本研究中控制灌溉模式配施110 kg/hm2氮肥为最优水氮管理方式。

    • 长期不同施肥模式对大麦–双季稻田根际土壤有机氮组分的影响

      2024, 56(2):273-280. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.005

      摘要 (27) HTML (422) PDF 443.89 K (618) 评论 (0) 收藏

      摘要:根际土壤有机氮组分在土壤养分和作物氮素营养中具有重要作用。本研究依托长期(37年)定位施肥试验田,设置4个施肥处理:不施肥对照(CK)、单独施用化肥(CF)、秸秆还田+化肥(RF)和30%有机肥+70%化肥(OM),于晚稻成熟期测定大麦–双季稻田根际土壤基础理化性质、微生物生物量氮和有机氮组分(氨基酸态氮、氨基糖态氮、酸解氨态氮、酸解未知态氮、非酸解性氮)含量。研究表明:相对CK处理,RF和OM处理显著增加了稻田根际土壤有机碳、全氮、铵态氮和硝态氮的含量。RF和OM处理土壤微生物生物量氮含量分别比CK处理增加了19.8% 和30.7%。酸解性氮作为根际土壤全氮的主体部分,占全氮的59.61% ~ 72.06%;各处理根际土壤酸解性氮含量大小顺序表现为OM>RF>CF>CK。各施肥处理中,酸解有机氮中的氨基糖态氮、氨基酸态氮和酸解未知态氮含量均以OM处理最大,分别比CK处理增加139.3%、47.9%和110.0%;酸解氨态氮以RF处理最大,比CK处理增加69.9%。土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮与土壤氨基酸态氮、氨基糖态氮、酸解未知态氮以及微生物生物量氮均呈极显著(P<0.01)正相关。因此,秸秆、有机肥配施化肥均能有效提高大麦–双季稻田根际土壤的供氮能力,是改善稻田土壤肥力的有效手段。

    • 基于文献计量的近30年堆肥氮排放和转化研究分析

      2024, 56(2):281-290. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.006

      摘要 (32) HTML (431) PDF 5.94 M (575) 评论 (0) 收藏

      摘要:堆肥过程中氨气挥发和氮素损失等严重威胁环境质量、影响堆肥成品质量,是制约堆肥工艺发展的重要因素。利用Web of Science(WOS)核心合集英文数据库和CNKI数据库,通过对1993—2022年间在堆肥领域对氮排放和转化的相关文献进行计量分析并统计归类,了解近30年国内外堆肥领域有关氮排放和转化研究的趋向及特点,为今后相关研究提供思路。研究发现,我国是该领域发文量最高的国家,有较好的研究基础和研究成果,但存在国内作者之间研究合作团体不多、研究机构之间联系薄弱、核心研究机构之间缺乏交流合作的问题;该领域目前处于研究热门期,近十年发文量和引文量都大幅提升;该领域今后的发展预计会聚焦于微生物群落结构解析、由微生物驱动的硝化作用和反硝化作用过程、堆肥重金属富集以及堆肥成熟度等方面。

    • 亳州菊花生长与土壤肥力的关系

      2024, 56(2):291-299. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.007

      摘要 (28) HTML (496) PDF 1.07 M (524) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用点对点调查取样法在安徽省亳州市菊花种植区采集了116个代表性样点的植株与土壤样品,通过主成分分析法,从19项土壤理化指标中筛选出8个指标:有机质、电导率、速效氮、有效磷、有效钙、有效硫、有效铁、有效铜,构建了最小数据集(MDS),并依据MDS各指标与菊花各生长指标的相关系数确定了土壤综合肥力指数(IFI),利用MDS和IFI探讨了各土壤肥力因子与菊花生长和产量的关系。结果表明:研究区菊花种植土壤总体呈弱碱性,保肥性好,盐度较低,有机质偏低,大中量养分基本充足,但微量养分相对缺乏。土壤综合肥力适中(70.69% 的样点IFI分级为中等),而微量养分是土壤综合肥力提升的主要限制因子。总体来看,IFI较高的土壤更有利于菊花生长发育和高产,菊花偏好养分供应量充足、保肥性较好的中性土壤,随施肥带来的过量的硫可能对菊花生长和产量不利。

    • 白鹤滩水电站项目区土壤肥力评价及其空间变异

      2024, 56(2):300-308. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.008

      摘要 (30) HTML (499) PDF 6.31 M (413) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用地统计学、地理信息系统(GIS)和模糊数学等方法,系统地调查分析了白鹤滩水电站项目区土壤肥力状况及其空间变异特征。结果显示:研究区碱解氮和有效磷具有较强的空间变异性,有机质和速效钾的空间变异性为中等水平,而阳离子交换量和细菌群落α多样性Chao1指数的空间变异性最小,为较弱水平。在0 ~ 10 cm和 10 ~ 20 cm土层土壤碱解氮、有机质、阳离子交换量、速效钾、速效磷和Chao1指数的平均值分别为14.08 mg/kg、14.02 g/kg、8.04 cmol/kg、98.53 mg/kg、0.65 mg/kg、0.97和 12.14 mg/kg、12.70 g/kg、8.02 cmol/kg、109.78 mg/kg、0.74 mg/kg、0.93。其中,碱解氮和速效磷的平均含量低于土壤养分分级标准的6级水平,而有机质含量和阳离子交换量处于4级水平,速效钾含量处于3级水平。10 ~ 20 cm土层速效钾在空间上呈现较弱的自相关性,而碱解氮、有机质、阳离子交换量、0 ~ 10 cm土层Chao1指数和10 ~ 20 cm土层速效磷块金系数均小于25%,在空间上呈现较强的自相关性。通过空间插值图可以看出,研究区土壤综合肥力指标、碱解氮和有机质呈现由西北向东南逐渐降低的趋势,而其他肥力指标则具有不同的空间分布特征。研究区整体土壤肥力水平较低,其中速效磷和碱解氮是主要的限制因素。

    • 华南冬瓜主产区土壤镁素淋洗损失规律

      2024, 56(2):309-318. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.009

      摘要 (31) HTML (514) PDF 992.63 K (526) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究在华南典型冬瓜种植区开展了为期两年的田间试验,试验共设置6个处理,分别是农户常规施肥(CK)、化肥减量(Mg0)及在化肥减量基础上增施30、60、90、120 kg/hm2MgO(Mg1、Mg2、Mg3、Mg4),通过测定不同处理冬瓜种植期内土壤Mg、N、P、K和Ca淋洗差异,评估土壤Mg营养平衡,分析不同土壤及环境因子对Mg淋洗损失的影响,旨在探明土壤Mg淋洗损失特点,明确加剧土壤Mg淋洗损失的关键因子。结果表明,与CK处理相比,化肥减量措施下,土壤Mg、N、P、K和Ca累积淋洗量分别减少36.19% ~ 40.50%、29.68% ~ 36.86%、21.14% ~ 46.74%、39.65% ~ 42.83% 和29.65% ~ 48.60%。外源添加镁肥会增加土壤Mg累积淋洗量,同时也提高了土壤交换性镁含量,与Mg0处理相比,Mg1、Mg2、Mg3和Mg4 处理Mg累积淋失量分别显著增加了42.46% ~ 78.79%、53.94% ~ 69.92%、78.92% ~ 101.83%、133.07% ~ 134.37%;Mg3和Mg4处理下土壤交换性镁含量分别增加了69.02% ~ 81.10% 和68.70% ~ 78.54%,土壤阳离子交换量分别提高了9.44% ~ 34.93% 和14.26%~ 38.31%。采用随机森林模型进行Mg淋洗影响因素相对重要性分析发现,土壤交换性镁含量、降雨量、阳离子交换量、交换性钙和速效钾含量均会显著影响土壤Mg的淋洗。因此,在华南冬瓜种植区开展Mg营养管理时,应注重施用缓效镁肥,同时注重其他养分平衡,以提高补Mg效率。

    • 外源钾铝对不同镁肥在砖红壤中淋溶的影响

      2024, 56(2):319-325. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.010

      摘要 (13) HTML (292) PDF 642.96 K (500) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究海南浅海沉积物发育砖红壤中高钾与高铝共存对不同镁肥淋洗的影响,可为该缺镁土壤上合理施用镁肥提供理论依据。采集浅海沉积物发育砖红壤,设置4个钾铝处理:不加钾铝(–K–Al)、高钾(+K)、高铝(+Al)、高钾高铝共存(+K+Al),通过室内土柱模拟试验研究了一水硫酸镁、白云石、氢氧化镁、氧化镁、钙镁磷肥的淋失特征。结果表明:不同处理第1次淋溶液中镁浓度最大(125.47 ~ 898.81 mg/L),第2次骤降(8.79 ~ 157.64 mg/L),第3次再骤降(0.51 ~ 29.28 mg/L),往后第4 ~ 11次趋于平稳(0.25 ~ 9.41 mg/L);施用镁肥处理淋溶液中镁浓度均高于对照处理,其中一水硫酸镁处理最高(898.81 mg/L),而白云石处理最低(212.50 mg/L)。+K+Al条件下淋溶液中镁浓度显著高于其他条件,镁累积淋失量大致为+K+Al > +Al > +K > –K–Al;不同种类镁肥处理的镁累积淋失量为19.16 ~ 142.96 mg,+K+Al条件下镁累积淋失量由高到低顺序为::一水硫酸镁>钙镁磷肥>氢氧化镁>氧化镁>白云石,镁淋失率最低的是白云石处理(8.22%),最高是一水硫酸镁处理(82.54%)。11次淋洗结束,0 ~ 20 cm土层中,与对照处理相比,除一水硫酸镁处理外,施用镁肥处理均提高了土壤pH,土壤交换性镁含量大致为 +K+Al < +Al < +K< –K–Al;同一钾铝条件下对照处理与一水硫酸镁、白云石处理的土壤交换性镁含量几乎没有显著差异,而且都显著低于氢氧化镁、氧化镁、钙镁磷肥处理。综上所述,施用镁肥后,应注意水分管理防止镁被大量淋洗;+Al处理对镁淋洗的影响大于 +K处理,且+K+Al处理对镁淋洗有促进作用。在海南浅海沉积物发育的砖红壤上易淋洗的一水硫酸镁不宜作为基肥施用,尤其在钾铝共存条件下应少量多次施用,可选择镁肥淋失率较低的白云石做基肥。

    • 连续施用不同种类生物质炭对植烟土壤养分的影响

      2024, 56(2):326-332. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.011

      摘要 (31) HTML (499) PDF 945.78 K (622) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改良植烟土壤质量,探讨连续施用不同种类生物质炭对植烟土壤养分含量的影响,通过3 a大田定位试验研究了连续施用不同生物质炭(CK:不添加生物质炭;T1:添加烟秆炭;T2:废弃烟叶炭;T3:玉米秸秆炭)下植烟土壤中的养分含量。结果表明:①连续施用不同种类生物质炭能够显著提高土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,但对全磷、全钾以及碱解氮的作用并不显著。②在2018年采收期,3种生物质炭处理分别提高有机质10.26%、9.12% 和6.96%,全氮10.36%、18.29% 和9.03%,有效磷6.96%、18.57% 和9.82%,速效钾16.53%、33.84% 和13.05%。③随着试验年限的延长,添加烟秆炭对土壤有机质提升效果最好,其次是废弃烟叶炭,玉米秸秆炭最次;废弃烟叶炭提升土壤全氮、有效磷和速效钾效果最佳。综合分析来看,连续施用生物质炭能提高土壤养分含量,改善土壤肥力,以废弃烟叶炭效果最好,可大面积推广。

    • 化肥减量配施有机肥对花生土壤有机碳及其组分的影响

      2024, 56(2):333-341. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.012

      摘要 (26) HTML (306) PDF 942.33 K (605) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究化肥减量配施两种不同黄腐酸钾有机肥对土壤有机碳(SOC)及其组分的影响,采取盆栽试验模拟大田花生种植,以不施肥、纯施化肥为对照,设置100% 化肥配施100% 有机肥、75% 化肥配施25% 有机肥、50% 化肥配施50% 有机肥、25% 化肥配施75% 有机肥和施用100% 有机肥处理,探讨了SOC、可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(LOC)和惰性有机碳(ROC)在花生不同生育期内的含量特征。结果表明:化肥减量配施有机肥各处理SOC及其组分含量在花生各生育期均表现为:花针期显著高于结荚期和成熟期,其中DOC和MBC含量结荚期显著高于成熟期(P<0.05);各处理SOC及其组分含量均表现为:25% 化肥配施75% 生化黄腐酸钾处理显著高于不施肥、单施化肥和单施有机肥处理,50% 化肥配施50% 矿源黄腐酸钾处理显著高于不施肥、单施化肥和单施有机肥处理;其中花针期25% 化肥配施75% 生化黄腐酸钾处理SOC、DOC、MBC、LOC和ROC含量分别为133.0 g/kg、284.4 mg/kg、269.7 mg/kg、30.76 g/kg和111.2 g/kg,50% 化肥配施50% 矿源黄腐酸钾处理SOC、DOC、MBC、LOC和ROC含量分别为130.9 g/kg、250.5 mg/kg、251.7 mg/kg、29.86 g/kg和110.8 g/kg。综上,化肥减量配施生化黄腐酸钾对SOC及其组分含量的影响整体优于配施矿源黄腐酸钾,化肥减量配施黄腐酸钾花针期含量显著高于结荚期和成熟期(P<0.05),其中25% 化肥配施75% 生化黄腐酸钾处理对提升SOC及其组分含量效果最佳。

    • 免耕对不同麦玉轮作农田土壤碳组分及理化性质的影响

      2024, 56(2):342-349. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.013

      摘要 (27) HTML (474) PDF 586.87 K (587) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨耕作及轮作方式对农田土壤理化性质和碳组分的影响,设置免耕和传统耕作2种耕作方式,以及小麦–玉米轮作、小麦/玉米间作、小麦–冬油菜–玉米轮作3种种植模式共6个处理进行试验。结果表明:与传统耕作相比,免耕增加了0 ~ 5、5 ~ 20 cm土层全氮、全磷、速效磷和水分含量,降低了土壤pH和容重。免耕小麦/玉米间作(NT.W1/NT.WM.1)处理的土壤容重、含水量、全氮、全磷含量高于免耕小麦–玉米–冬油菜轮作(NT.WRM3)和免耕小麦–玉米轮作(NT.WM5)处理,在不同土层间,土壤全氮、全磷和速效磷含量随着土层深度的增加而降低。土壤碳组分含量总体表现为免耕处理高于传统耕作处理,在0 ~ 5 cm土层免耕处理土壤有机碳、颗粒有机碳、可溶性有机碳、微生物生物量碳含量较相应传统耕作处理分别增加了1.31% ~ 36.57%、2.07% ~ 35.22%、2.38% ~ 4.78%、2.08% ~ 11.68%,在5 ~ 20 cm土层免耕处理土壤有机碳和微生物生物量碳含量高于传统耕作处理。在不同免耕处理下,土壤有机碳、颗粒有机碳和微生物生物量碳含量在0 ~ 5、5 ~ 20 cm土层总体表现为NT.WM5处理高于其他免耕处理。相关性分析表明,土壤有机碳、微生物生物量碳和速效磷含量呈极显著正相关,容重和有机碳含量呈极显著负相关。综上,免耕小麦/玉米间作利于改善土壤理化性质,免耕小麦–玉米轮作有利于提高土壤有机碳、颗粒有机碳和微生物生物量碳含量。

    • 山东省不同植被类型土壤有机碳及其组分分布特征

      2024, 56(2):350-357. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.014

      摘要 (31) HTML (316) PDF 735.25 K (375) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究山东省不同植被类型森林土壤有机碳及其组分分布特征,选取山东省黑松林、柏木林、针阔混交林3种植被类型下的森林土壤为研究对象,比较分析了不同土层(0 ~ 20、20 ~ 40 cm)的土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)和颗粒有机碳(POC)的含量变化。结果表明:①0 ~ 40 cm土层黑松林、柏木林和针阔混交林的SOC含量变化依次为4.35 ~ 15.04、5.72 ~ 34.87和3.71 ~ 10.72 g/kg,各土层中柏木林的SOC含量最高;②土壤有机碳及其组分在不同植被类型下存在一定差异,SOC和POC含量表现为柏木林>针阔混交林>黑松林,DOC含量在上、下土层间表现为柏木林>针阔混交林>黑松林,EOC含量表现为针阔混交林>柏木林、黑松林;③除黑松林的DOC外,其余各植被类型的SOC、DOC、EOC、POC含量均表现为随着土层深度的增加而减少;④相关分析表明,SOC与POC存在极显著正相关关系(P<0.01),其余各碳组分之间关系不显著;冗余分析表明,土壤碳组分受土壤理化因子影响较大,全氮和速效钾与土壤碳组分极显著性相关(P<0.01),年降水量和pH与土壤碳组分显著相关(P<0.05)。综上,黑松林、柏木林、针阔混交林SOC及其活性组分之间存在差异性,除EOC外其余各碳组分均表现为柏木林含量最高,而EOC含量最高的为针阔混交林,且SOC及其组分受到植被类型和土层深度的影响,具有表聚现象。

    • 健康与患病河蟹池塘底泥微生物群落特征差异

      2024, 56(2):358-366. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.015

      摘要 (24) HTML (413) PDF 4.37 M (573) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究采集了江苏省扬中地区健康与患病河蟹池塘表层(0 ~ 5 cm)和深层(5 ~ 10 cm)的底泥,分析了不同池塘底泥的微生物群落特征和主要影响因子。结果表明,患病组底泥的pH(7.77)和全钾(1.78 g/kg)显著低于健康组(7.91和1.95 g/kg),而水溶性盐总量(1.50 g/kg)显著高于健康组(1.05 g/kg)。在0 ~ 10 cm深度范围的底泥中,健康组深层微生物多样性(Shannon)显著高于表层(P<0.05),而患病组深层的微生物丰富度(ACE和Chao)、多样性(Shannon)均显著高于表层(P<0.05)。两种池塘底泥微生物中的优势菌群均为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteriota)。两种池塘存在包括芽孢杆菌属(Bacillus)在内的多种差异菌群。RDA分析结果表明,全氮是影响河蟹池塘底泥微生物群落的主要环境因子。此外,决定健康池塘底泥微生物群落的环境因子还有水溶性盐、碳酸钙和全硫,而决定患病池塘底泥微生物群落的环境因子为有机质和pH。因此,底泥中芽孢杆菌和pH等可能是潜在影响河蟹健康的关键因素。本研究结果可为养殖河蟹池塘的微生态调控提供理论参考。

    • 有机物料对农田土壤肥力及镉有效性的影响

      2024, 56(2):367-374. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.016

      摘要 (19) HTML (292) PDF 636.15 K (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:以我国南方两种不同程度Cd污染农田土壤为研究对象,通过不同有机物料(猪粪、商品有机肥、水稻秸秆及其生物质炭)施肥处理探究了土壤肥力水平及Cd有效性的变化,并对施用有机物料情况下土壤Cd有效性与土壤养分进行了关联分析。结果表明:施用有机物料显著提高了土壤氮磷钾含量及其有效性,商品有机肥提高了土壤全氮含量,施用猪粪处理土壤的全磷和有效磷含量显著升高,商品有机肥和生物质炭明显提高了土壤全钾和速效钾含量。水稻秸秆及其生物质炭处理的轻污染土壤有机质含量均达土壤肥力1级(>40 g/kg)。与不施肥相比,施加有机物料对轻污染土壤有效态Cd含量的影响不大,但中污染土壤有效态Cd含量显著下降,最高降幅达20.00%。土壤有效态Cd含量与全氮、全磷、全钾和有效磷含量均呈显著负相关关系。轻污染土壤上施加猪粪和生物质炭处理的上海青地上部Cd含量均低于0.20 mg/kg。施加商品有机肥处理两种土壤肥力综合指数最高,是其他处理的1.50倍 ~ 3.18倍,但其上海青地上部Cd含量存在较高风险。因此,针对南方Cd污染农田土壤的培肥及安全利用可考虑施用猪粪有机肥。

    • 施苯菌灵抑制丛枝菌根真菌对污染土壤-玉米系统镉迁移的影响

      2024, 56(2):375-381. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.017

      摘要 (20) HTML (470) PDF 563.32 K (502) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨土壤丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对污染土壤–作物系统Cd迁移行为的影响,采用云南兰坪铅锌矿周边重金属污染的土壤,开展室内试验,施杀真菌剂 (苯菌灵) 特异性抑制土壤土著AMF,研究抑制AMF对玉米生长、Cd含量与累积量、土壤Cd淋溶流失的影响。结果表明:①施苯菌灵显著抑制土壤AMF生长,导致AMF侵染率、孢子数、土壤球囊霉素相关蛋白(Glomalin related soil protein,GRSP)含量显著降低;并显著影响玉米生长与矿质营养,玉米地上部生物量、叶绿素与磷含量增加,而地上部氮钾含量降低。②施苯菌灵促进Cd向玉米根部和地上部迁移,主要富集在玉米地上部,导致玉米地上部的Cd含量和累积量显著增加。③施苯菌灵导致10 cm和20 cm壤中流的Cd浓度显著增加。此外,土壤GRSP含量与玉米地上部Cd累积量和壤中流的Cd流失浓度均呈极显著负相关。研究结果表明,土壤土著AMF有助于抑制土壤Cd向植株地上部迁移,减少壤中流Cd的流失浓度,降低污染土壤–作物系统Cd的环境迁移。

    • 不同水稻品种对五氯酚钠的吸收累积特征

      2024, 56(2):382-387. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.018

      摘要 (21) HTML (480) PDF 527.87 K (597) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用温室水培试验,研究了15种水稻品种对五氯酚钠(PCP-Na)的吸收差异,进而明确水稻对其体内PCP-Na的代谢能力。结果表明,水培浓度显著影响水稻对PCP-Na的吸收行为,且在胁迫的1 ~ 2 d内水稻根部的PCP-Na累积浓度达到最大值。粳稻、籼稻、杂交稻品种的根部累积浓度分别为399.47 ~ 603.39、198.67 ~ 315.05、186.16 ~ 271.17 mg/kg;茎叶累积浓度分别为6.32 ~ 10.80、2.09 ~ 8.28、2.53 ~ 3.19 mg/kg。扬粳687号(粳稻)、农香24号(籼稻)、泰两优217号(杂交稻)是PCP-Na耐受性最强的三大水稻品种。研究还发现,水稻本体对PCP-Na具有较强的降解能力,水稻根部的PCP-Na在14 d内从355.21 mg/kg下降至2.59 mg/kg,茎叶内的PCP-Na在11 d内从14.55 mg/kg下降至0.098 mg/kg。本研究有助于理解水稻对PCP-Na的吸收累积特征和降解能力,同时对水稻的安全生产和耐性育种提供一定的依据。

    • 重庆市植烟土壤质量评价指标体系的构建与应用

      2024, 56(2):388-397. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.019

      摘要 (31) HTML (376) PDF 3.33 M (493) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确评价重庆市烟区土壤质量,以重庆2 513个代表性植烟单元(每个单元面积约6.7 hm2)的典型烟田土壤理化指标数据为基础,采用聚类分析法和主成分分析法建立了土壤质量评价最小数据集,构建了植烟土壤质量评价指标体系。结果表明:①基于主成分分析法建立的土壤质量评价体系更适合重庆烟区土壤质量评价,评价指标从原来的16个减为7个,具体为:pH、有机质、有效磷、有效铁、有效锌、有效硫和水稳性大团聚体。②烟区土壤酸化较为严重,有35.1% 的烟田土壤偏酸;土壤氮素较为适宜,而有效磷和速效钾偏高的烟田占比分别为62.9% 和75.8%,其他元素缺乏和过量并存,水稳性大团聚体偏低的烟田占比47.2%。③对基于最小数据集构建模型进行的合理性验证发现,基于主成分分析法确定的最小数据集(MDS-PCA)模型的R2比基于聚类分析法确定的最小数据模型的R2高,前者的MAE、RMSE相比后者更小,说明MDS-PCA能够替代全量数据集对烟田土壤质量进行评价;基于MDS-PCA得到的土壤质量指数平均值为0.61,表明烟区土壤质量总体处于中等偏低水平,45.04% 的烟田土壤质量急需提升。④土壤质量评价指标隶属度值雷达图表明,pH、有效磷、有效铁、有效硫和水稳性大团聚体的隶属度比较小,为烟区土壤质量限制性因子。

    • 滨海垦区表层盐渍土理化性质和盐分离子动态特征

      2024, 56(2):398-405. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.020

      摘要 (27) HTML (476) PDF 2.41 M (474) 评论 (0) 收藏

      摘要:江苏沿海地区拥有面积广阔的围垦区,对围垦区盐渍土理化性质变化规律的研究有助于把握滨海围垦区土壤质量变化规律和特征。本研究通过采集32个江苏省盐城市不同围垦年限的土壤表层样品,对滨海垦区表层盐渍土理化性质、盐分离子含量、钠吸附比(SAR)、电导率(EC)等土壤质量关键指标进行分析,结果表明:①在百年以上的围垦过程中,滨海垦区表层盐渍土的C/N和pH均呈现出先上升后下降的趋势,拐点在围垦后20 a 左右,其中土壤C/N 远低于我国传统耕地的平均水平;总有机碳(SOC)和全氮(TN)含量在围垦过程中整体呈现上升趋势;②EC和SAR呈快速降低的趋势,围垦至40a左右时,土壤质量基本达到传统耕地的土壤质量水平,盐分离子普遍降至1 g/kg 左右;NO3-与NO2-均为土壤中的重要氮素形态,NO3-含量呈现先稳定后显著下降趋势,在围垦至100a以上时显著下降NO2-在围垦至20a左右时显著上升,围垦至40a左右时显著下降;百年围垦过程中,盐渍土盐分组成由氯化物盐土转变为氯化物硫酸盐土;③滨海盐渍土中理化性质与围垦年限对盐分离子演化存在复杂的关系,土壤围垦年限、pH-EC 和SOC-TN 含量3 组组分的共同作用对盐分离子变化贡献度最大。

    • 基于贝叶斯最大熵的黄河三角洲土壤含盐量空间分布预测

      2024, 56(2):406-414. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.021

      摘要 (22) HTML (460) PDF 3.07 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄河三角洲土壤盐渍化问题是制约当地农业生产和生态稳定的关键因素。为了准确掌握盐渍土的空间分布,提高土壤含盐量的空间预测精度,本研究根据2022年5月黄河三角洲的193个采样点两个深度土壤含盐量分析数据,结合高程和Landsat 9遥感影像等数据,采用地理加权回归(Geographically weighted regression,GWR)模型构造区间型软数据,进而建立贝叶斯最大熵(Bayesian maximum entropy,BME)模型对研究区土壤含盐量的分布进行了预测,并同传统的地统计模型普通克里格(Ordinary kriging,OK)及GWR模型的预测结果进行了比较。结果表明:BME模型对土壤含盐量的预测精度高于另外两种模型。与OK模型相比,BME模型的RMSE在土壤表层(0 ~ 30 cm)和底层(90 ~ 100 cm)分别降低25% 和21%,R2分别提高0.543 2和0.352 7。BME模型作为本研究最佳土壤含盐量空间预测模型,展现了多源数据整合及非线性估计的优势。黄河三角洲表层土壤盐渍化率(88%)高于底层(68%),土壤含盐量大体呈现由西南向东北递增的趋势,沿海地区大于内陆地区,黄河三角洲北部是整个区域盐渍化最为严重的地区。

    • 玉米农田行尺度土壤热特性变异特征及其对土壤含水量和温度的响应

      2024, 56(2):415-424. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.022

      摘要 (25) HTML (398) PDF 1.28 M (518) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究采用定位试验,利用热脉冲技术监测了玉米农田行尺度4个位置处(1/2行间、1/4行间、棵下和棵间)以及两个深度(2 cm和4.5 cm)土壤热特性的时空变异规律,并分析了土壤温度和含水量对土壤热特性的影响。结果表明,在试验期间,热导率、热容量和热扩散率的变化范围分别为0.66 ~ 2.22 W/(m·K)、1.46 ~ 4.49 MJ/(m3·K) 和4.07×10–7~ 6.88×10–7 m2/s。降雨之后,热导率和热容量增加,且随着时间推移逐渐降低。2 cm深度的土壤热特性的波动较大,棵下位置土壤热导率和热容量值最大,波动最为明显;土壤热扩散率在1/2行间位置最大。在4.5 cm深度,各位置土壤热特性变化趋势基本一致,土壤热导率和热容量值在1/2行间位置最大,土壤热扩散率在棵间位置最大。综合两个土层数据得出1/4行间位置的热导率和热容量更具代表性。本研究中土壤热特性对土壤含水量的响应规律较为明显,随着土壤含水量增加,热导率和热容量线性增加,热扩散率则表现出先增加后降低的规律。在测定的土壤温度范围内,热扩散率随土壤温度增加呈上升趋势。该研究可以为农田水热管理提供科学依据。

    • 典型植物根系对紫色土化学属性和化学蚀变指数的影响

      2024, 56(2):425-432. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.023

      摘要 (16) HTML (365) PDF 565.03 K (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究植物根系形态对紫色土风化的影响,以云南元谋干热河谷区典型植被(锥连栎、华西小石积、牛筋草和裸地)覆盖条件下的紫色土为研究对象,研究了不同植被类型根系在不同土层的分布特征及其对各土层养分含量和化学蚀变指数(CAI)的影响。结果表明:裸地、乔木、灌木、草本覆盖下紫色土化学蚀变指数分别为:73.98 ~ 78.87、78.53 ~ 84.68、77.89 ~ 82.18、77.91 ~ 81.04,且均表现为随土层深度增加而降低。各植被的根系均集中分布于0 ~ 20 cm土层,不同植物根系体积存在明显差异,乔木、草本和灌木覆盖下的根系体积与裸地相比分别增加145.17%、144.78%、74.98%,乔木、灌木和草本的根系表面积与裸地相比分别增加651.16%、610.79%、181.62%。土壤中养分含量随土层深度的增加而降低。随着土层深度的增加,有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量呈降低趋势,裸地和乔木覆盖下的pH呈增加趋势,而草本和灌木覆盖下的pH则呈相反趋势。相关性分析结果表明,土壤的CAI值与土壤有机质、碱解氮含量呈显著正相关(P<0.05),相关系数高达0.520、0.591;土壤pH、有效磷含量与土壤CAI值呈显著负相关(P<0.05),土壤CAI值与根系体积、根系表面积呈极显著正相关(P<0.01),相关系数高达0.693、0.621。综上,植物根系对于土壤的化学风化具有较明显的促进作用。

    • >研究简报
    • 污泥生物质炭对杨树人工林土壤环境质量的影响

      2024, 56(2):433-438. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.024

      摘要 (20) HTML (238) PDF 394.13 K (330) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过田间试验,研究了污泥生物质炭(SSBC)施用对杨树人工林土壤理化性质、重金属含量、土壤微生物生物量碳氮以及土壤酶活性的影响。试验设置4个处理:不施生物质炭对照 (0 t/hm2)、低量生物质炭(15 t/hm2)、中量生物质炭(30 t/hm2)及高量生物质炭(60 t/hm2)。结果表明:SSBC的施用可降低土壤pH,增加土壤电导率;随着SSBC用量的增加,土壤营养成分和重金属含量均呈现增加趋势,其中土壤有机碳增加18.4% ~ 47.9%,全氮增加20.4% ~ 46.5%,全磷增加27.9% ~ 74.9%,有效氮增加4.2% ~ 23.1%,有效磷增加16.3% ~ 28.3%,且重金属污染可控。SSBC提高微生物生物量碳氮含量,并使土壤 β-葡糖苷酶、N-乙酰-葡糖苷酶和蛋白酶活性分别显著增加17.1% ~ 35.3%、18.1% ~ 36.8%和29.3% ~ 70.3%,其中中量生物质炭处理的增幅最大。总之,SSBC的应用不仅显著增加土壤营养成分,而且改善部分微生物环境,致使土壤环境质量一定程度上有所改善。

    • 基于碳承载力对河南省能源消费碳排放及其驱动因素的研究

      2024, 56(2):439-447. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.025

      摘要 (24) HTML (462) PDF 6.16 M (458) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于河南省近20年的能源消费碳排放数据和陆地生态系统碳承载力数据,对近年来研究区碳排放量情况进行了分析,并采用LMDI因素分解模型和Tapio脱钩模型对碳排放驱动因素以及与经济耦合情况进行了探讨。结果表明:①2000—2020年,河南省碳排放量呈现“先急后缓”的增长状态,在2012年后增加量开始减少并逐渐趋于稳定。②整体上,经济产出效应和人口规模效应对碳排放起促进作用;与之相反,能源消费强度效应和能源消费结构效应抑制了碳排放,经济产出效应的影响在减少,能源消费强度效应的影响在增加。③由Tapio脱钩模型分析得出,河南省碳排放与经济增长之间以弱脱钩为主,脱钩指数逐年减小,逐步向强脱钩状态迈进。总体上,2000—2020年河南省碳排放情况得到了很好的控制,合理规划土地利用、提高新能源的消费比重、降低能源消费强度对该地区节能减排具有重要意义。

    • 晋西黄土区不同入渗水量下刺槐林地优先流特征

      2024, 56(2):448-456. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.02.026

      摘要 (26) HTML (373) PDF 2.43 M (548) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究晋西黄土区刺槐林地是否存在土壤优先流及不同入渗水量条件下对优先流发育程度的影响,以山西吉县蔡家川小流域刺槐人工林为研究对象,结合野外染色示踪试验与室内图像处理的技术方法,获取垂直剖面染色形态特征图像并进行特征值的提取,选取基质流深度、染色面积比、优先流比、长度指数、平均最大染色深度和染色面积比变异系数6个特征指标,基于均方差决策法定量分析不同入渗水量条件下的优先流发育情况。结果表明:①刺槐人工林土壤水分入渗过程中存在优先流现象,随入渗水量的增加,优先路径逐步向侧向发展,优先流斜侧入渗现象明显;②染色面积比随土层深度的增加呈非线性减小趋势,水分呈现非均匀下渗现象;入渗水量为75 mm时的优先流比达到47.11%,优先流发育程度最高;③3种入渗水量条件下的平均最大染色深度分别为25.33、32.20、38.87 cm,与入渗水量的大小呈正相关关系,表明入渗水量的增加可以促进水分向深层运动,有利于优先路径的开启;④入渗水量与优先流评价指数之间呈正相关关系,优先流评价指数75 mm(0.81)>50 mm(0.39)>25 mm(0.36),入渗水量增加促使优先流发育程度更高。

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