• 2024年第56卷第3期文章目次
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    • >专论与综述
    • 土壤中微塑料迁移及其对有机污染物的影响研究进展

      2024, 56(3):457-470. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202306250242

      摘要 (4) HTML (27) PDF 715.67 K (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:要 :塑料的广泛使用所引发全球性环境问题不容小觑,其中粒径小于五微米的微塑料,由于其分布广、易迁移且具污染物载体属性,必然对共存污染物的环境归趋造成影响。陆地生态系统是微塑料的主要汇集地,也是污染控制的关键,本文重点针对土壤环境中微塑料及其对共存有机污染物迁移的影响进行综述。纵观土壤微塑料赋存情况,发现全球土壤、尤其我国农田土壤存在不同程度的微塑料污染。微塑料的赋存,在一定程度的影响土壤理化性质及陆地生态系统的微生物群落特征。环境因素、土壤理化特征、微塑料自身特性以及生物作用等不同程度的影响微塑料在土壤环境中的迁移。微塑料可通过疏水作用、静电力、π-π键等与土壤中的共存有机污染物发生相互作用,进而影响两者在土壤环境中的迁移、共迁移、环境归趋及环境毒性。未来针对土壤中微塑料的研究方向应更多关注:土壤中微塑料的精准检测与标准化、土壤中微塑料迁移模型研究、微塑料老化对其环境行为的影响研究以及微塑料与共存污染物相互作用的影响研究。本文旨在为土壤有机污染阻控技术的研发提供理论依据。

    • 土壤中有机碘的转化、挥发及其影响因素

      2024, 56(3):471-479. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202307110273

      摘要 (8) HTML (22) PDF 3.02 M (66) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究土壤中有机碘的形成、转化、挥发及其影响因素对自然界中碘的迁移转化、生态环境、人体健康具有重要意义。本文基于前人对土壤中碘的相关研究,介绍了土壤中碘的形态和浓度,重点对碘与有机质结合生成有机碘的反应机理、土壤中碘有机化的影响因素和土壤中有机碘的挥发进行阐述。土壤中IO3-I-发生氧化还原反应,形成中间体物质(HIO、I2),中间体通过化学转化和生物转化两种途径生成有机碘。对土壤pH、氧化还原电位、有机质含量、酶活性、Fe/Mn氧化物及其氢氧化物浓度影响有机碘的形成进行总结。归纳了微生物和高等植物在体内生成挥发性甲基碘的过程。本文以期为研究土壤中有机碘提供数据支持和参考。

    • >研究报告
    • 生物有机肥与茎部注射有益菌联合高效防控番茄土传青枯病

      2024, 56(3):480-487. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202306250243

      摘要 (12) HTML (29) PDF 965.08 K (35) 评论 (0) 收藏

      摘要:将有益菌引入土壤或植物可在一定程度上减少土传病害的发生,但防控效果常不稳定。为了提升有益菌防控土传病害的稳定性,本研究以有益解淀粉芽孢杆菌QL-18和皮氏罗尔斯顿菌QL-A6为研究对象,将含有菌株QL-18的生物有机肥与茎部注射菌株QL-A6两种防控方式相结合,通过温室盆栽试验与春季和秋季田间试验,探究了二者联合防控番茄土传青枯病的效果,并通过比较根际与茎部样品中有益菌芽孢杆菌和皮氏罗尔斯顿菌与病原青枯菌的数量比揭示潜在机制。结果表明,联合防控处理的温室试验生防率为80.79%,春季田间试验为71.88%,秋季田间试验为81.47%,均显著高于单一防控处理。单独使用茎部防控和根际防控分别在春季和秋季的田间试验中防效下降。并且联合防控处理的番茄根际中芽孢杆菌-青枯菌和番茄茎部皮氏罗尔斯顿菌-青枯菌的数量比均高于单一防控处理。因此,生物有机肥与茎部注射联用可作为提高土传青枯病生物防治效果的有效途径。

    • >专题研究
    • 不同调理剂施用对富磷土壤磷素吸收及其形态变化影响研究*

      2024, 56(3):488-494. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202308150318

      摘要 (17) HTML (43) PDF 231.33 K (40) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对集约化设施土壤中磷素过度累积制约农田可持续发展的问题,本文采用不同类型土壤调理剂开展盆栽试验,研究糯玉米干物质积累、磷素吸收及土壤磷素形态变化。结果表明,生物炭70%+明矾30%处理玉米的长势最好,其盆干生物量最高为44.6g/plant,显著高于对照处理19.57%。土壤总磷和水溶性磷含量在施用调理剂后与种植前相比均有不同程度的降低。在土壤无机磷组分变化方面,明矾100%与生物炭100%处理均提高了缓效性磷源的含量,生物炭70%+明矾30%处理显著提高了速效性磷源含量。生物炭70%+明矾30%、生物炭30%+腐植酸30%+明矾30%处理可以有效抑制土壤碱性磷酸酶的活性,同时抑制土壤有机磷素的矿化。综合来看,生物炭70%+明矾30%处理在释放土壤潜在性磷源、提高土壤速效性磷源、促进作物磷素吸收、提高作物干物质量积累等方面的综合表现较好。

    • >研究报告
    • 南方红壤区典型母质发育土壤硒素特征及其影响因素

      2024, 56(3):495-502. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202306280245

      摘要 (6) HTML (20) PDF 415.90 K (25) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究南方红壤区不同母质土壤硒素特征及理化性质对硒有效性的影响。以广西典型红壤区为研究对象,通过对不同母质土壤硒形态特征及理化性质测定,利用AMOS路径分析模型及土壤培养试验,量化了不同因子对不同母质土壤有效硒的影响。结果表明:南方红壤区不同母质土壤总硒含量均高于0.4 mg?kg-1,其中以花岗岩母质土壤硒含量最高,有效硒含量以砂页岩含量最高,变幅最大,且整体有效硒含量较低。硒形态主要以残渣态和有机结合态为主,按不同形态含量由高到低均表现为:RES-Se>OM-Se>FMO-Se>EX-Se>SOL-Se。AMOS路径分析模型结果表明,对不同母质土壤硒形态分配有贡献的主要有全磷、有机质和pH,在第四纪红色黏土母质中全氮及砂页岩中速效氮的影响也值得关注。利用贡献较大的理化因子开展土壤培养试验,外源理化因子添加后土壤均在一定的时间及浓度条件出现了有效硒含量最大值,且不同母质土壤获得的最佳因子条件不同。因此,不同土壤母质因土壤理化性质的差异,使其硒形态特征存在较大差异,不同理化因子作用于土壤后,土壤硒会因土壤环境的变化而重新分配。

    • 湖南稻作烟区植烟土壤碱解氮分布特征及其影响因素

      2024, 56(3):503-509. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202307240294

      摘要 (9) HTML (20) PDF 2.77 M (41) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】明确湖南稻作烟区植烟土壤碱解氮含量、空间分布和影响因素。【方法】检测了湖南稻作烟区2698个土壤样本的碱解氮含量,分析了其空间分布特征及丰缺状况,探讨了成土母岩、种植制度、耕层厚度、海拔和土壤pH、有机质、颗粒组成等对土壤碱解氮含量的影响。【结果】湖南稻作烟区土壤碱解氮丰富,变幅为57.10~447.40 mg/kg,平均值为183.78 mg/kg,碱解氮适宜范围(110~180 mg/kg)样本占比为46.55%;安仁县、桂阳县和临武县等10个县土壤碱解氮平均值较高,其他县样本都在适宜的范围内;土壤碱解氮空间分布有从东南向西北递减的分布趋势;烟-玉米复种轮作的土壤碱解氮相对较低;土壤碱解氮随耕层深度、土壤pH、有机质增加而增加,与海拔呈抛物线关系(峰值在海拔150~250 m区间),随粉砂占比增加而升高,随粗砂占比增加而降低。【结论】湖南稻作烟区土壤碱解氮含量空间分布不均匀,且受多种因素影响,在制定施肥方案时要因地制宜分区制定施肥策略。

    • 长期不同轮作施肥处理对植烟土壤有机碳组分含量和酶活性的影响

      2024, 56(3):510-516. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202308080311

      摘要 (4) HTML (22) PDF 184.13 K (28) 评论 (0) 收藏

      摘要:以贵州省遵义市烤烟长期定位试验(18年)为平台,研究两种种植制度(烤烟//玉米轮作和烤烟//烤烟连作)下的3种不同的施肥模式(不施肥、单施化肥、化肥有机肥配施)对植烟土壤有机碳组分、酶活性和碳库管理指数的影响,探究植烟土壤的碳素转化,为土壤碳素科学管理提供依据。结果显示,在相同种植模式下,化肥有机肥配施处理比单施化肥处理的土壤总有机碳增加5.65%~12.13%,其中,轻组有机碳、溶解性有机碳和易氧化有机碳分别提高了23.33%~28.71%、24.46%~25.54%、10.26%~18.99%,碳库管理指数增加12.89%~23.34%;土壤纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、淀粉酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性显著增强,且与土壤有机碳组分和碳库管理指数呈显著正相关(0.59*~0.97**,n=18)。在相同施肥条件下,轮作处理的土壤有机碳、酶活性和碳库管理指数分别比连作处理提高6.14%~23.51%,9.00%~37.92%和4.74%~14.44%,以烤烟玉米轮作+化肥有机肥配施处理最优。综上,通过“轮作+化肥有机肥配施”不仅能显著提高植烟土壤有机碳含量和碳库管理指数,还能增加土壤微生物量和活性有机碳,对于提高植烟土壤肥力和维持土地生产力具有重要意义。

    • 不同风化程度凝灰岩表生细菌群落结构与功能比较

      2024, 56(3):517-524. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202309050350

      摘要 (3) HTML (22) PDF 637.19 K (35) 评论 (0) 收藏

      摘要:细菌在矿物风化、元素地球化学循环和土壤形成过程中起重要作用。然而目前关于不同风化程度凝灰岩表生细菌群落结构与功能的研究鲜见报道。本研究利用高通量测序技术、Biolog EcoPlate检测法结合生物信息学分析手段比较研究了江西省抚州市东乡县低风化(LR)和高风化凝灰岩(MR)以及附近红壤(SS)样品表生细菌群落alpha-多样性、群落结构与功能的差异。结果表明,随着凝灰岩风化程度的加剧,细菌群落独特OTU数目、Chao1指数以及微生物碳利用率和代谢多样性香农指数逐渐增高。Acidobacteria(相对丰度占比17.8-40.7%)、Actinobacteria(9.2-29.2%)和Proteobacteria(18.8-34.6%)是该生境中最优势的菌门。随着风化程度的加剧Acidobacteria相对丰度越来越高而Actinobacteria和Alphaproteobacteria相对丰度逐渐降低。岩石样品pH、有机质(OM)含量以及有效态P、K和Ca的含量解释了凝灰岩表生细菌99%的群落结构变异。PICRUSt2对细菌群落功能预测结果表明,三组样品中编码碳酸苷酶(CA)、鞭毛合成和有机酸产生功能基因相对丰度的排序为SS>MR>LR,而LR中产铁载体相关功能基因相对丰度最高。综上,随着风化程度的加剧凝灰岩表生细菌群落alpha多样性随之升高,群落结构发生显著变化,表生细菌群落可能同时通过多种方式风化凝灰岩;且微生物群落对于不同种类碳源具有不同的优先利用模式。研究结果进一步丰富了凝灰岩风化形成红壤过程中微生物群落结构与功能的变迁规律。

    • 不同水分下稻田土壤酶活及微生物群落对椰壳炭施用响应

      2024, 56(3):525-532. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202307260296

      摘要 (7) HTML (18) PDF 74.67 K (28) 评论 (0) 收藏

      摘要:以热带稻田土壤为研究对象,利用室内短期恒温(25°C)培养探讨好氧和淹水条件下椰壳炭不同施用量(0%、2%和5%(w/w))对土壤性质和微生物群落影响。结果表明:(1)35天后,好氧和淹水下增施2%和5%椰壳炭均提升土壤pH,增幅分别为20%和39%、31%和32%。好氧下土壤脲酶增加121%和75%,酸性磷酸酶降低10%和49%,碱性磷酸酶提高39%和39%;淹水下脲酶减少12%和45%,酸性磷酸酶降低3%和14%,碱性磷酸酶增加133%和105%。(2)增施2%和5%椰壳炭时,好氧下土壤细菌和真菌香浓指数均降低,但淹水时增加。好氧下变形杆菌门、芽单胞菌门和浮霉菌门丰度提高,增幅分别为2%和54%、51%和47%、94%和82%;淹水下酸杆菌门、厚壁菌门和拟杆菌门丰度增加,增幅分别为3%和20%、14%和18%、38%和37%。同时好氧和淹水下土壤担子菌门丰度均下降,降幅分别为68%和70%、68%和76%,并且淹水下壶菌门和罗兹菌门丰度增加。该研究结果可为椰壳炭对稻田土壤改良及其推广应用提供数据参考。

    • 酒糟有机肥施用对植烟土壤养分和真菌群落结构的影响

      2024, 56(3):533-539. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202307150281

      摘要 (5) HTML (20) PDF 595.42 K (27) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,由于化肥的持续大量施用,导致烟田土壤肥力不断下降,严重制约了烟草产量和品质的提升。酒糟是我国白酒生产的主要副产品,利用其发酵制作有机肥可增加土壤肥力,改善农作物产量和品质。然而,关于酒糟有机肥在烟田的应用以及对植烟土微生物群落的影响却鲜有报道。在本研究中,我们研究了酒糟有机肥施用对土壤化学性质和真菌群落组成与结构的影响及其相关关系。结果表明,施用酒糟有机肥改变了烟草不同生长时期(团棵期、旺长期、成熟期)土壤真菌群落的组成和多样性。子囊菌门、被孢霉门、担子菌门是植烟土壤的优势菌门。不同土壤化学性质都可以在一定程度上解释对照和酒糟有机肥处理之间的真菌群落差异特征,土壤有效磷则是驱动土壤真菌群落变化的主导因子。研究结果对于酒糟有机肥在植烟土壤上的应用以及提高烟草产量和品质具有重要理论和实践意义。

    • 棉秆生物炭添加对棉田土壤理化性质及根际微生物群落结构的影响

      2024, 56(3):540-547. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202307300298

      摘要 (8) HTML (29) PDF 1.74 M (44) 评论 (0) 收藏

      摘要:以新疆滴灌棉田为研究对象,研究生物炭施用对棉田土壤理化性质和棉花根际土壤微生物群落特征的影响。试验采集了不施生物炭(CK)、施生物炭3 t/hm2(BC1)、施生物炭6 t/hm2(BC2)和施生物炭9 t/hm2(BC3)4种处理棉花根际土壤,分析土壤理化性质和根际土壤微生物群落结构和组成的变化。生物炭施用后土壤pH和电导率(EC)分别下降了5.58%~9.18%和5.38%~18.04%;与CK相比,生物炭施用使土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、碱解氮(AN)和有效磷(AP)含量均显著增加,且BC3增加效果最好,但生物炭施用会导致土壤钾含量显著降低。生物炭施用显著降低了浮霉菌门(Planctomycetota)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)、厚壁菌门(Firmicutes)和被孢霉门(Mortierellomycota)相对丰度,但增加了子囊菌门(Ascomycota)、斯克尔曼氏菌属(Skermanella)、苔藓杆菌属(Bryobacter)、毛壳菌属(Chaetomium)、头束霉菌属(Cephalotrichum)、金孢属(Chrysosporium)和拟棘壳孢属(Pyrenochaetopsis)的相对丰度。另外,生物炭施用会降低根际土壤微生物多样性和细菌丰富度,但会增加根际土壤真菌的丰富度。生物炭施用会显著影响根际土壤微生物特别是真菌的群落结构,EC、AK和pH是影响根际土壤微生物群落的主要影响因子。研究表明,生物炭施用可以改善棉田土壤理化性质进而影响根际土壤微生物群落组成和结构,9 t/hm2生物炭施用为本试验的推荐施用量。

    • 南方典型母质发育稻田土壤氨氧化细菌和古菌群落结构特征研究

      2024, 56(3):548-556. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202309030347

      摘要 (3) HTML (21) PDF 846.61 K (32) 评论 (0) 收藏

      摘要:母质是土壤形成的物质基础,不同母质发育土壤的物理和化学性质存在很大差异,这种差异会对土壤中微生物的群落结构产生影响。目前,关于母质对AOA(ammoniaoxidizing bacteria,氨氧化古菌)和AOB(ammoniaoxidizing bacteria,氨氧化细菌)群落结构的影响研究较少,且由于研究之间不同地区气候条件、种植模式、施肥制度和水稻品种等方面均存在差异,因而难以系统地比较分析不同类型稻田土壤AOA和AOB群落结构的分布规律及应答特征。因此,本研究依托中国科学院桃源农业生态试验站“水稻土易地置土长期定位试验”,以广东英利(YL,砖红壤)、江西鹰潭(YT,第四纪红壤)和湖南桃源古市(TYG,河流冲积物)三种母质发育稻田土壤为供试土壤,使用常规土壤农化分析方法测得三种土壤的理化性质、硝化速率,并结合实时荧光定量PCR技术和Illumina MiSeq测序技术,分析AOA、AOB种群丰度及群落结构的异同。结果表明:硝化速率除分蘖期外,表现为:YT>YL>TYG。YL与YT土壤中AOA数量占主导地位,AOA/AOB比值分别在0.72~3.05、0.98~1.52之间;TYG土壤中AOB数量占主导地位,AOA/AOB在0.21~0.75之间。群落组成方面,不同母质土壤间AOA、AOB群落结构差异显著,三种土壤AOA优势菌属各不相同,AOB优势菌属均为Nitrosospira。冗余分析(RDA)表明pH和DOC是造成AOA、AOB群落结构差异的核心因子。综上所述,在环境背景均统一的前提下,不同母质发育稻田土壤理化性质之间依旧存在差异,这种差异影响着氨氧化微生物AOA、AOB的丰度以及群落结构。

    • 福建典型茶园土壤真菌群落特征对不同活性有机碳组分影响 ①

      2024, 56(3):557-566. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202307060261

      摘要 (4) HTML (25) PDF 2.65 M (52) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究选择福鼎市白琳镇、磻溪镇、管阳镇、太姥山镇和点头镇五个乡镇典型茶园土壤作为研究对象,分析茶园土壤中真菌群落特征及其对不同活性有机碳组分的影响。研究结果表明:①茶园土壤中易氧化态有机碳(EOC),微生物生物量碳(MBC),可溶性有机碳(DOC)含量均值分别为6.11 mg/g,200.85 mg/kg,68.27 mg/kg,EOC/SOC,MBC/SOC,DOC/SOC占比均值分别为34.05%,1.14%,0.42%;②茶园土壤真菌群落OTU数为点头镇>白琳镇>管阳镇>太姥山镇>磻溪镇,其中优势菌门为子囊菌门和担子菌门,优势菌属为原隐球菌属,被抱霉属,Pleuroascus,不同茶园土壤中的真菌群落组成结构相似,但真菌多样性指数差异显著(p<0.05);③真菌群落多样性特征方面,Simpson丰度指数与EOC,MBC,DOC存在显著正相关(p<0.05);在真菌群落组成结构方面Pleuroascus,Cpronia,Chloridum,Cladophialophora与DOC,MBC呈显著正相关(p<0.05),Moritierella,Westerdykella与DOC,MBC呈显著负相关(p<0.05);在真菌群落功能预测方面,腐生营养型真菌对土壤不同活性有机碳组分的积累起到显著影响。本研究的开展对于改善茶园土壤生态系统健康和肥力,构建低碳生态茶园有重要意义。

    • 紫云英与化肥减施对土壤颗粒中黏粒矿物组成与转化的影响

      2024, 56(3):567-575. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202309180376

      摘要 (4) HTML (18) PDF 709.62 K (26) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨紫云英与不同比例化肥减施下,土壤纳米颗粒中黏粒矿物的组成与转化,以湖南省南县长期紫云英还田(MV)与100%、80%、60%和40%(F100、F80、F60和F40)四个比例化肥配施的长期定位试验为对象,将土壤分为四个粒级(>2000 nm、2000-450 nm、450-100 nm、100-25 nm)的颗粒,研究黏粒矿物在不同粒级颗粒中的分布特征和转化规律。结果表明,(1)土壤颗粒由>2000 nm减小至100-25 nm,2000-450和450-100 nm颗粒中伊利石的相对含量降低8%~11%,100-25 nm颗粒中1.4nm过渡矿物和蛭石极少甚至消失,游离铁和非晶质氧化铁的含量增加,在100-25 nm颗粒中最高。(2)紫云英与化肥减施下,配施量80%前后矿物的转化出现明显差异。化肥从100%降至80%,高岭石的相对含量增加,增幅为14.1%~51.2%,而伊利石的相对含量降低,降幅为3.6%~11.7%;继续降低化肥配施量,高岭石的相对含量却降低,降幅为13.7%~28.8%,而伊利石的相对含量增加,增幅为2.6%~18.5%。(3)紫云英还田下随着化肥配施量的降低,游离铁的含量无明显变化规律,而非晶质铁的含量在所有粒径中均先显著提高后降低,在MV+F80处理100-25 nm颗粒中达到最高为145.31g/kg。综上,紫云英配施减量化肥与土壤颗粒中高岭石、伊利石和非晶质铁转化有明显关系,以化肥减施20%处理影响效果最显著。

    • QuEChERs结合高效液相色谱-串联质谱法测定土壤中11类47种药物残留

      2024, 56(3):576-585. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202308170320

      摘要 (3) HTML (20) PDF 326.80 K (29) 评论 (0) 收藏

      摘要:为土壤中多类药物残留检测提供更多技术参考,建立一种QuEChERS结合高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)同时测定土壤中11类47种药物残留的分析方法。实验考察不同色谱柱和流动相对47种药物的分离效果,探究不同pH的EDTA-Mcllvaine缓冲液和净化填料对目标化合物的提取和净化效果,实现了对土壤中多类药物的定量分析。47种药物在对应线性范围内均呈现较好的线性关系(r≥0.995)。方法的检出限为0.1 μg·kg-1~2.5 μg·kg-1,定量限为0.5 μg·kg-1~8 μg·kg-1。3水平加标试验的回收率在61.1%和117.0%之间,相对标准偏差在1.9% 和11.4%之间。该方法适用于土壤多组分准确高通量定量分析,检出限、回收率、准确度均符合分析要求,为研究土壤中多种药物的赋存底数和潜在风险研究提供技术支撑。

    • 土壤类型和容重对离心机法测定土壤水分特征曲线的影响研究

      2024, 56(3):586-592. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202309030348

      摘要 (10) HTML (20) PDF 300.44 K (26) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究以杨凌塿土和嫩江黑土为研究对象,分别设置4个土壤容重处理(1.0、1.1、1.2和1.3 g/cm3),利用离心机法测定土壤失水过程,以压力膜仪法为标准,对比不同吸力下的含水量实测值和van Genuchten模型参数的差异。结果表明,随着土壤容重增加,离心机法测定土壤水分特征曲线准确度逐渐增加,获取黑土和塿土van Genuchten模型参数α的准确度增幅分别为38.46% ~ 83.08%和56.38% ~ 95.75%。离心机法测定土壤水分特征曲线的准确度在不同吸力段表现不同,近饱和段(0 ~ 10 kPa)离心机法测定值偏低,而高吸力段(10 ~ 1500 kPa)测定值偏高,且高吸力段(10 ~ 1500 kPa)离心机法测定准确度较低,与压力膜仪法测定值具有极显著差异(P<0.01)。综上所述,为了提高离心机法测定土壤水分特征曲线的准确度,离心机法优先考虑应用到大容重和高有机质含量的土壤。

    • 黄土高原样带典型地貌类型坡面土壤水分分布特征及其差异

      2024, 56(3):593-600. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202309050352

      摘要 (7) HTML (19) PDF 523.07 K (25) 评论 (0) 收藏

      摘要:为掌握黄土高原典型地貌类型丘陵沟壑区和高塬沟壑区的坡面土壤水分分布特征。选取三个典型坡面,分析三个坡面土壤水分(高塬沟壑区:长武,丘陵沟壑区:安塞,丘陵沟壑区(风蚀水蚀交错区):神木)的时空分布和对应环境因素的分布特征,并采用地统计分析比较不同地貌类型坡面土壤水分的差异。根据不同地貌类型区坡面土壤含水量变异系数(CV)平均值的剖面变化,土壤0-500cm土壤剖面可以划分为速变层(0-40cm)、活跃层(40-100cm)、次活跃层(100-200cm)和相对稳定层(200-500cm);除丘陵沟壑区坡面0-40cm和100-200cm土层外,其它土层土壤含水量均具有较好的空间结构特征,理论半方差函数模型可对其进行较好的模拟,拟合模型结果一般表层土壤含水量为球状模型,深层土壤含水量为高斯模型;由于地形、土壤和植被等因子空间分布的差异性,高塬沟壑区坡面土壤含水量的空间变化与容重、海拔高度和叶面积指数有显著相关关系(P<0.01),而丘陵沟壑区和风蚀水蚀交错区坡面土壤含水量的空间变化分别只与最大叶面积指数和土壤质地有显著相关关系(P<0.05)。黄土高原典型地貌类型区不同土层间土壤含水量差异较大,地统计分析可以很好地表达坡面水分的空间异质性。

    • 雨滴击溅下表土孔隙变化及其对入渗能力的影响

      2024, 56(3):601-609. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202308130313

      摘要 (5) HTML (21) PDF 2.91 M (54) 评论 (0) 收藏

      摘要:雨滴击溅造成的土壤团聚体破碎堵塞孔隙,导致土壤渗透率降低。为探究雨滴击溅下土壤结构与入渗能力的变化规律,为雨滴击溅下土壤侵蚀状况预测提供参考,研究以黄土高原褐土为对象,基于雨滴击溅实验、土壤渗透实验和同步辐射CT扫描方法,对降雨条件下表土孔隙结构与土壤渗透能力的关系进行分析。结果表明:(1)雨滴击溅导致土壤总孔隙度和渗透系数显著降低(P<0.05)。2.67 mm,3.39 mm和4.05 mm直径雨滴击溅后土壤的总孔隙度分别降低了20.64%,36.05%和44.88%,土壤渗透系数分别降低了15.69 %、40.42 %和71.77 %。雨滴击溅后土壤孔隙的碎片化程度加剧,导致孔隙形状更不规则,连通性降低。(2)土壤孔隙大小、形状和连通性对土壤渗透能力有显著影响(P<0.01):孔隙越大,形状越规则,对土壤渗透能力的影响越大。从孔隙连通性角度看,土壤连通孔隙的孔喉半径和孔隙率对入渗能力的影响程度最大。基于以上分析,建立了土壤渗透系数(K)与总孔隙度(TP)、大孔隙率(Vlp)、规则孔隙率(Vrp)、连通孔隙率(Vcp)和孔喉半径(Rth)的预测模型:K=0.402TP+0.104Vlp+0.1401Vrp+0.350Vcp+0.003Rth-0.415,R2=0.93,p<0.05。综上所述,雨滴击溅通过改变土壤孔隙的大小、形状和连通状况,导致土壤孔隙结构破坏,从而降低了土壤入渗能力。

    • 粪肥施用对土壤团聚体的影响-Meta分析

      2024, 56(3):610-622. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202304220160

      摘要 (2) HTML (22) PDF 1.56 M (51) 评论 (0) 收藏

      摘要:土壤团聚体作为土壤的基本单元,在一定程度上反映了土壤质量的好坏。粪肥施用为土壤输入大量有机质与养分,能影响土壤团聚体的形成和稳定性,大部分研究主要认为粪肥施用促进土壤团聚体的形成(Marcoaggregate,>0.25mm),但进一步细分是对大团聚体(Large marcoaggregate,>2mm)还是小团聚体(Small marcoaggregate 2-0.25mm)的影响更大,研究存在较大差异。本文使用Meta分析收集了36篇相关文献,共267个团聚体数据,发现施用粪肥能显著增加土壤大团聚体和小团聚体含量,分别增加了95%和17%,同时减少了土壤微团聚体(Microaggregates)和土壤粉粒粘粒(Silt-plus and Clay-size particles)含量,分别减少了14%和20%。本文还从土壤因素、粪肥因素、气候因素三个角度解释变量来分析粪肥对土壤团聚体影响不同的原因,结果发现土壤类型,土壤pH、粪肥种类和年均温度降雨是造成不同研究结果差异的主要原因。

    • 基于SHAW模型的北疆地区不同滴灌年限棉田冻融期土壤水热盐动态模拟研究

      2024, 56(3):623-638. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202307050260

      摘要 (6) HTML (23) PDF 5.68 M (54) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究Simultaneous heat and water(SHAW)模型在北疆地区长期膜下滴灌棉田冻融期土壤水热盐动态模拟的适用性,本研究选用滴灌起始年限为1998年(21 a)的棉田土壤水热盐实测数据对SHAW模型进行率定,以滴灌起始年限为2006年(13 a)、2008年(11 a)、2012年(7 a)和荒地(0 a)的水热盐实测数据进行验证。模型率定结果表明,随土壤深度增加土壤温度的模拟效果越好;土壤水盐的模拟效果先增强后减弱。模拟土壤温度Nash系数(NSE)、均方根误差(RMSE)和R2分别在0.713–0.993、0.209–2.498 ℃和0.911–0.994之间。模拟土壤水分NSE和RMSE分别在0.824–0.967和0.009–0.032 %之间,模拟土壤盐分NSE和RMSE分别在0.609–0.844和0.001–0.012 g/kg之间。模型验证结果表明,随滴灌年限增加模拟效果越好,模拟除荒地20–60 cm土层土壤温度NSE小于0.600外,滴灌7 a、11 a和13 a地块各层土壤温度NSE均大于0.600,RMSE在0.143–3.213 ℃之间。滴灌0 a、7 a、11 a和13 a地块模拟的各层土壤水分NSE均大于0.670,RMSE在0.009–0.057 %。滴灌0 a、7 a、11 a和13 a地块模拟的除140 cm土层NSE小于0.6,其他各层土壤盐分NSE均大于0.616,RMSE在0.000–0.016 g/kg之间。总体而言,SHAW模型适用于北疆地区冻融期长期膜下滴灌棉田的一维土壤水热盐模拟。

    • 面向多类型黑土地土壤有机碳定量反演的天基高光谱探测参数优化研究

      2024, 56(3):639-645. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202307100269

      摘要 (2) HTML (17) PDF 383.87 K (22) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对土壤有机碳含量高精度天基监测的研究是农业遥感与环境遥感领域的重要研究之一,对土壤资源利用与保护以及开展农业工作有着重要意义。星载高光谱仪器的光谱通道以及光谱分辨率和信噪比等核心参数设置直接影响土壤有机碳定量反演预测精度。本研究开展了卫星载荷光谱分辨率、信噪比、光谱特征波段对不同黑土地土壤类型有机碳反演影响研究,提出了基于大气传输模型、光谱分辨率分析模型、信噪比分析模型、特征波段的提取分析模型以及偏最小二乘回归反演模型的面向不同类型土壤监测的高光谱卫星“地面-大气-仪器-观测-反演”全链路仿真分析方法,实现了土壤类型、大气效应、仪器特性参数、反演方法的耦合影响分析。结果表明:(1)不同类型黑土地土壤有机碳反演的最佳光谱分辨率均在10nm-20nm区间。(2)不同土壤类型对观测的信噪比需求不同。对于Phaeozem黑土的有机碳监测,较另外两种土壤有更高的信噪比需求。(3)在不同特征波段提取分析方法下所需的最佳光谱分辨率和信噪比一致。不同类型土壤光谱数据提取出的特征波段不同。其中反演效果最佳的土壤类型为Chernozem黑钙土,特征波段数为26个,,。(4) 反演模型与仪器特性参数无耦合关系,同一类型土壤不同反演算法的最佳光谱分辨率和信噪比需求一致。(5)Chernozem黑钙土SOC最佳反演参数需求为光谱分辨率15nm,信噪比大于506.66,特征波段提取数为26个;Kastanozem栗钙土SOC最佳反演参数需求为光谱分辨率17nm,信噪比大于331.42,特征波段提取数为22个;Phaeozem黑土SOC最佳反演参数需求为光谱分辨率15nm、信噪比大于432.51,特征波段提取数为19个,同时采用我国三江平原黑土区黑土土壤样本进行了验证,证明上述模型结果仍成立。本研究对于天基土壤遥感仪器设计具有指导意义。

    • 基于景观结构的沱江流域土地利用生态风险时空变化分析*

      2024, 56(3):646-654. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202307160282

      摘要 (8) HTML (16) PDF 20.35 M (57) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以沱江流域为研究对象,基于2005—2020年的遥感数据,从景观结构的角度,利用GIS和GeoDa软件,同时结合土地利用类型转移矩阵,构建景观土地生态风险评价模型,分析了研究区土地生态风险的时空变化特征。结果表明:(1)耕地为研究区的景观本底值,受自然和人为因素的影响,15年间,耕地和林地面积减少,建设用地、水域、草地、未利用地面积增加,新增建设用地面积最多,91.95%来源于耕地,是建设用地的主要来源。(2)2005-2020年的生态风险指数,经计算,全局莫兰指数(Moran’s I)值均为正数,在99%的置信度标准下,通过了显著性检验,说明生态风险区在空间上具有显著的正相关关系且呈现空间聚集状态,“高-高”聚集是土地生态风险的主要聚集模式。(3)15年间,在空间分布上,低风险等级整体上有向中下游转移的趋势,研究区以高风险区和较高风险区为主,分别呈片状和条带状较集中地分布于流域上游的山区和中下游的丘陵地区,分别占到研究区总面积的49.20%和48.98%;从面积变化的趋势来看,低风险区、较低风险区、中等风险区面积逐年分别增加了1122.91、3581.10、21698.83 hm2,较高风险区面积先增加后减少,总体增加了582436.94 hm2,高风险区面积先减少后增加,总体减少了608839.78 hm2,沱江流域土地利用生态风险整体上趋于减弱;总体来看,除较高风险区向高风险区少量转化外,其余均以较高等级风险区向较低风险区转移占比较多,风险区的转化均表现为相邻等级之间的互相转化,说明研究区生态风险变化相对稳定,没有急剧变化的区域。

    • 基于GEE和分形理论的土地利用空间结构研究——以黄河三角洲生态功能保护区为例

      2024, 56(3):655-666. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202307160283

      摘要 (4) HTML (17) PDF 8.40 M (58) 评论 (0) 收藏

      摘要:提 要:对黄河三角洲生态功能保护区的土地利用空间结构变化规律进行研究,可以为黄河三角洲地区的土地资源的合理规划和生态保护提供科学依据。基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine, GEE),以Landsat5(TM)、Landsat7(ETM)和Landsat8(OLI)数据为遥感数据源,采用随机森林分类方法对黄河三角洲生态功能保护区1985-2020年的土地利用类型进行划分,在此基础上利用分形理论方法计算土地利用分形维数和稳定性指数,并分两个阶段对研究区土地利用空间结构的复杂度和稳定性进行定量分析。结果表明:(1)1985-2020年,研究区的耕地面积逐渐减少,草地面积相对较稳定,水体面积逐渐扩大,2015-2020年增长率最高,裸地面积的变化较为波动,先增加后又逐渐下降,建筑物面积呈指数增长。(2)研究区土地利用空间结构的分形维数总体上呈降低趋势,表明研究区土地利用复杂度降低。(3) 研究区土地利用空间结构的稳定性指数总体上呈升高趋势,表明土地利用空间结构趋向稳定。黄河三角洲生态功能保护区随着环境保护政策的实施,土地利用空间结构逐渐得到改善,水、草等自然资源也逐渐丰富。

    • >研究简报
    • 化肥减施条件下木霉生物有机肥对茄子生长和品质的影响

      2024, 56(3):667-672. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202306130229

      摘要 (4) HTML (18) PDF 101.62 K (26) 评论 (0) 收藏

      摘要:以茄子为供试材料,研究木霉生物有机肥对茄子生长、产量和品质的影响。本试验设四个处理:不施用任何肥料(CK),常规施肥处理(T1),较常规施肥减施30%化肥处理(T2),较常规施肥减施30%化肥+木霉生物有机肥处理(T3)。试验结果表明:T3处理的株高和茎粗高于T2处理,其中株高达到显著水平;产量方面,T1≈T3>T2>CK,T1、T2和T3的产量较CK分别增加23.90%、14.27%、20.19%,T3处理的产量较T2处理增加5.18%;T3处理的可溶性蛋白含量显著高于其他各个处理,与T2处理相比Vc含量显著提高;从经济效益分析结果看,T3处理与T2处理相比每hm2的收益增加8769.60元;主成分分析结果显示,不同处理下茄子的综合生长及品质排序为:T3 > T1 > T2 >CK,木霉菌生物有机肥替代30%化肥处理综合评价最高。聚类分析将4个处理分成3类,T1处理和T3处理归为1类,T1处理生长指标好,有最高的株高、茎粗和产量,T3处理品质指标优异,可溶性糖、可溶性蛋白和VC含量最高,两者通过比较分析综合评价得分相近。综上表明木霉生物有机肥替代30%化肥不仅能够有效提高茄子的株高、茎粗,而且还能显著提高茄子的可溶性蛋白和Vc含量,有效改善茄子的品质,同时对于增加茄子产量和经济效益也效果明显。

    • 周期性水位波动对三峡水库消落带土壤有机碳含量和密度的影响

      2024, 56(3):673-681. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202305260203

      摘要 (3) HTML (19) PDF 1.04 M (32) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究水位波动对三峡水库消落带土壤有机碳的影响,在三峡水库消落带采集受不同水淹强度影响的石灰土、紫色土和黄壤样品,并运用Kruskal-Wallis非参数检验和基于冗余分析的典范分析等统计方法进行分析。结果表明:周期性水淹增加了石灰土和紫色土的有机碳含量和密度,但降低了黄壤的有机碳含量和密度。此外,石灰土的有机碳分布还受地上生物量、pH和深度的影响,紫色土的有机碳受深度和地上生物量影响,而黄壤的有机碳含量和密度则与地上生物量、深度和地下生物量有关。总之,周期性水位波动对消落带土壤有机碳影响深刻,但土壤类型分异了有机碳对水位波动的响应。未来将研究水库消落带土壤有机碳的来源和稳定机制,为水库消落带的生态修复和管理提供支撑。

    • 寒地黑土养分元素地球化学特征及丰缺评价:以抚远市为例

      2024, 56(3):682-686. DOI: 10.13758/j.cnki.tr202308010302

      摘要 (4) HTML (21) PDF 5.45 M (52) 评论 (0) 收藏

      摘要:黑土被公认为最肥沃的土壤,稀缺且珍贵,素有“土壤中的大熊猫”之称。黑龙江省是寒地黑土的核心分布区,是我国重要的粮食生产基地,研究黑土地养分元素含量分布特征及丰缺状况,对现代农业生产和黑土地保护有着重要意义。本文以黑龙江省抚远市为例,基于近年土地质量地球化学调查资料成果,采用地统计分析和GIS分析等相结合,对研究区黑土表层土壤中氮、磷、钾、钙、镁等13项养分元素及土壤有机质进行系统研究评价。研究结果揭示了抚远地区表层土壤各养分元素指标的含量和分布特征及在不同土壤类型分布区含量特征,统计得出表层土壤养分元素背景值,并依据相关标准对各养分元素指标丰缺现状进行研究评价。研究评价表明,抚远地区表层土壤中有机质含量富足,氮、磷含量较丰富,钾元素适中,钙、镁、硼、锌较缺乏,硫、铁、锰、铜元素含量分异较大,且等级中等以上均大于60%;土壤养分地球化学综合评价表明,该地区土壤养分丰富-较丰富约占77.1%,较缺乏区仅占1.2%,土壤肥力良好,可为该区现代农业发展和黑土地保护利用提供参考资料。

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