2024, 56(6):1151-1155. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.001 CSTR: 32214.14.tr202310120408
摘要:本文在分析总结第三次全国土壤普查(简称“三普”)试点实践经验基础上,从强化多方参与的技术体系,保障普查工作专业规范;构建全程把控的质量体系,保障普查数据真实可靠;规范成果编制,保障普查成果高质实用等方面,提出了全面开展“三普”工作的科技支撑意见,期望对科学高效推进“三普”工作和推动土壤科学事业发展起到积极作用。
刘杰,郏梦思,王昌昆,郭志英,孙维维,马海艺,袁自然,潘贤章
2024, 56(6):1156-1164. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.002 CSTR: 32214.14.tr202309140369
摘要:中国已经积累了大量结构化、半结构化和非结构化土壤数据资源,但它们往往来源多样、结构各异、组织无序且存储分散,亟待进行体系化整合及高效管理,以适应大数据人工智能时代对土壤数据的挖掘与应用。基于大数据、数据湖和数据仓库等理念和前沿技术,本文提出了土壤大数据体系框架及其构建流程和方法,重点论述了土壤数据采集预处理、非结构化数据识别、算法模型等关键技术和湖仓一体存储架构,以及数据共享服务方案,列举了其在土壤数据共享服务、污染场地智能化管控和土壤生态规律挖掘等方面的应用案例,并探讨了其在第三次全国土壤普查土壤数据资源库建设方面的潜力,以及数据驱动的土壤研究的应用前景。
姚莉,唐彪,陈章全,卢昌艾,赵玉国,邓春秀,张奇,代天飞,王宏,欧阳平,黄耀蓉,武娟,李源洪,林超文
2024, 56(6):1165-1172. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.003 CSTR: 32214.14.tr202401260046
摘要:晚熟柑橘是眉山市东坡区最知名的土特农产品之一,为科学指导当地优质晚熟柑橘的生产和优化布局,本文基于东坡区第三次全国土壤普查372个宜园地土壤样点数据开展东坡区晚熟柑橘适宜性评价,将土壤、地形和气候数据转换为模糊隶属度数据,结合层次分析法和模糊数学方法,构建包含土壤理化性状(pH、有机质、容重、有效磷、速效钾、剖面质地构型)、地形(地下水位、地形部位、坡度)和气候条件(≥10 ℃有效积温、全年日照时数、年降水量、极端低温(≥‒2 ℃)、极端低温出现频率)共14项评价指标的晚熟柑橘产地适宜性评估模型。结果表明,东坡区非常适宜优质晚熟柑橘的生产,全区3.47万hm2的宜园土地中,优势区和适宜区分别占16.00% 和79.97%,但不同区域的限制因素不同,需采取不同的组合措施以提升适宜性,确保优质柑橘生产。
2024, 56(6):1173-1183. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.004 CSTR: 32214.14.tr202311290487
摘要:土壤重金属污染因其隐蔽性、长期性和不可降解性已经成为全球土壤治理的主要挑战。电动修复技术是一种原位修复土壤重金属污染的高效修复方法,然而在实际应用中却也存在一定的局限性。本文围绕电动修复技术的局限性(重金属溶解能力差、“聚焦”效应、能耗高)分别列举了当前应用较多的强化方法,同时比较了几种类型的电动修复联用技术,并介绍了电动修复技术在实际污染场地中的应用效果。最后,对电动修复技术的相关研究进行了回顾总结,展望了电动修复技术未来的发展方向。
2024, 56(6):1184-1191. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.005 CSTR: 32214.14.tr202402070064
摘要:通过室内培养试验,探究了秸秆(S)、生物质炭(B)、木本泥炭腐殖酸(HA)和木本泥炭腐殖酸-水铁矿复合物(HA-Fe)对新整治耕地红壤、滨海盐土和黄绵土有机碳的提升效应及其差异。结果表明:在整个培养期间,4种物料均显著提升了3种土壤的总有机碳含量,但培养100 d时,HA、B和HA-Fe处理的提升效果分别是S处理的3.1倍 ~ 4.3倍、3.1倍 ~ 3.8倍和3.0倍 ~ 4.0倍;在培养360 d时,HA、B和HA-Fe处理的提升效果分别是S处理的3.0倍 ~ 7.1倍、2.9倍 ~ 6.2倍和2.9倍 ~ 6.3倍。B和HA处理对土壤矿物结合态有机碳的提升效果则弱于S处理。相比于S、B和HA处理,HA-Fe处理同时具备大幅提升土壤总有机碳和矿物结合态碳的能力,然而其对土壤活性易氧化碳的提升效果远小于S处理。本研究结果揭示,木本泥炭腐殖酸-水铁矿复合物具有更良好的快速提升新整治耕地有机质的能力,但在实际应用中应当与易分解有机质配合施用以更全面地提升土壤活性和矿物结合态有机质。
2024, 56(6):1192-1197. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.006 CSTR: 32214.14.tr202403060101
摘要:利用温室水稻水培试验,研究了铁毒胁迫影响水稻产量性状的特征,并探讨了其与各部位铁含量和籽粒铁含量的关系。结果表明:铁毒胁迫显著抑制水稻的叶长、株高、分蘖数、穗数,同时降低了籽粒的粒长、粒宽,致使千粒重显著减少。铁毒胁迫下,大部分铁被阻隔在水稻根部,在地上部各部位中,老叶的铁含量增加最为明显,而新叶和成熟叶则无明显增加;水稻籽粒中的铁含量在铁毒胁迫下也显著上升。
张静如,王慧,周蓉,靳鹏辉,蔺兴武,赵学强,马晶晶,贾仲君,谢祖彬
2024, 56(6):1198-1205. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.007 CSTR: 32214.14.tr202403270138
摘要:采用盆栽试验,设置5个处理:不施氮肥(0N)、70% 施氮量(0.315 g/盆,计105 kg/hm2;0.7N)、全量施氮(0.45 g/盆,计150 kg/hm2;1N)、70% 施氮量配施高温灭活固氮蓝细菌(0.7NDB)、70% 施氮量配施新鲜固氮蓝细菌(0.7NB),研究减氮条件下施用固氮蓝细菌对黑土稻田水稻产量、氨挥发损失和氮肥利用率的影响。结果表明,0.7NB处理水稻籽粒重与1N处理差异不显著,但比0.7N处理显著增加23.32%。0.7NB处理的氮肥表观利用率和农学利用率比0.7N处理分别提高了1.2倍和1.78倍,同时比1N处理分别提高了48.00% 和35.57%。与0.7N处理相比,0.7NB处理能够降低土壤氨挥发速率和累积氨挥发量,而0.7NDB处理则显著增加了累积氨挥发量。与1N处理相比,0.7NB、0.7NDB处理的氨挥发速率和累积氨挥发量显著降低,总累积氨挥发量分别降低了66.80% 和37.36%。研究结果表明施用新鲜固氮蓝细菌可以代替30% 氮肥,既能维持水稻产量,又能降低土壤氨挥发损失,提高氮肥利用率。
2024, 56(6):1206-1213. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.008 CSTR: 32214.14.tr202311080465
摘要:为探究红壤丘陵区玉米和鲜食大豆的合理间作模式,于2022年以玉米(郑单958)和鲜食大豆(浙鲜16)为试验材料,采用裂区试验,主区设置玉米鲜食大豆间作种植模式,包括玉米单作(M)、鲜食大豆单作(S)、2行玉米2行鲜食大豆间作(2M2S)和4行玉米2行鲜食大豆间作(4M2S),每个主区设置3个裂区,分别为大豆在玉米播种前15 d播种(D1,4月12日)、大豆与玉米同期播种(D2,4月27日)、大豆在玉米播种后15 d播种(D3,5月12日),研究各处理玉米产量、鲜食大豆产量、鲜食大豆蛋白质含量、土地当量比和土壤肥力等指标的变化。结果表明:与S模式相比,2M2S模式有利于提升单位面积鲜食大豆的荚果鲜重,增幅为20.8%,且播种越早,荚果鲜重越高。2M2S和4M2S模式均有利于提高土地当量比和经济效益,其中土地当量比分别比S模式提高了66% 和40%,经济效益分别比S模式提高了1.32倍和61.7%,经济效益也分别比M模式提高了94.7% 和35.2%,且2M2S模式的土地当量比和经济效益显著高于4M2S模式;同时,播期越早,土地当量比和经济效益越高。与S模式相比,2M2S模式的鲜食大豆蛋白质含量显著提升,但3个播期之间的蛋白质含量无显著差异。不同间作模式和播期主要显著影响土壤碱解氮和速效钾含量,与M模式相比,2M2S和4M2S模式的土壤碱解氮含量分别提高了37.6% 和22.6%,土壤速效钾的增幅分别为22.0% 和5.4%,且播期越早,土壤碱解氮含量越高。因此,在红壤丘陵区,2M2S模式更有利于提高土地当量比和经济效益,并显著提升土壤碱解氮和速效钾含量,且在4月12日至5月12日之间,鲜食大豆播种越早越有利于。
李祥,宁琪,周佳逸,徐聪,王磊,袁洁,汪吉东,张永春,陈亚华,张辉
2024, 56(6):1214-1221. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.009 CSTR: 32214.14.tr202402040057
摘要:为研究长期施肥对甘薯-小麦轮作体系剖面土壤质量的影响,利用田间小区随机区组试验,分析了不施肥、单施化肥、有机无机配施和秸秆还田配施化肥4种施肥处理对剖面土壤性质及作物产量的影响。结果表明:连续施肥13年后,不同施肥处理下土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷和速效钾的含量随着土壤深度的增加而减少。长期单施化肥会使土壤酸化,有机无机配施能有效缓解土壤酸化;与不施肥处理相比,长期单施化肥处理仅对表层(0 ~ 20 cm)土壤的养分含量有显著提升效果,而长期有机无机配施和秸秆还田配施化肥处理能显著提高0 ~ 40 cm土层的养分含量;与单施化肥处理相比,有机无机配施和秸秆还田配施化肥处理0 ~ 40 cm土层全氮含量分别增加11.2% 和22.3%;在0 ~ 20 cm土层中,有机无机配施和秸秆还田配施化肥处理的有机质、全磷和速效钾含量均高于单施化肥处理,而且秸秆还田配施化肥处理的有机质和速效钾含量在整个剖面中均高于单施化肥处理,表明长期秸秆还田配施化肥可以促进养分向深层土壤迁移累积。此外,长期施肥显著提升了小麦产量,但单施化肥、有机无机配施和秸秆还田配施化肥处理之间无显著差异;秸秆还田配施化肥处理对土壤质量指数和甘薯产量提升的幅度最大,与单施化肥处理相比,秸秆还田配施化肥处理可以使土壤质量指数提高14.9%,甘薯产量增加39%;长期施肥下60 cm以上土层的土壤质量指数与轮作体系年产量呈现极显著正相关性,表明剖面土壤养分含量对作物生长的影响不容忽视。综上,相比于单施化肥和有机无机肥配施,秸秆还田配施化肥对甘薯-小麦轮作体系土壤培肥与作物增产的提升效果最好。
2024, 56(6):1222-1230. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.010 CSTR: 32214.14.tr202402020054
摘要:为探究不同盐分梯度下土壤磷素形态的差异及转化,以宁夏平罗旱地农田非盐渍化土壤为研究对象,采用室内培养试验,通过等量添加NaCl和Na2SO4设定非盐渍化(N)、轻度盐渍化(L)和中度盐渍化(M)3个盐分梯度,设置不添加磷肥(S)和添加KH2PO4(P) 2个磷肥处理,分析盐分梯度对土壤中不同磷素形态及土壤酶活性的影响。结果表明:①土壤含盐量越高,有效磷含量越低;②未添加磷肥处理中,土壤有机磷含量随培养时间延长而升高;添加磷肥处理中,土壤有机磷含量随培养时间延长呈降低趋势;在各盐分梯度下土壤有机磷含量均表现为M>L>N;③培养97 d后,3种盐渍化土壤中,未添加磷肥处理下无机磷库含量由高到低依次为Ca10-P>Ca8-P>Fe-P>O-P>Al-P≈Ca2-P;添加磷肥处理下,随盐分含量升高,Ca10-P和O-P含量占比增加,Fe-P和Al-P含量占比减少;④未添加磷肥处理中土壤Al-P与碱性磷酸酶(ALP)呈显著正相关;添加磷肥处理中土壤Ca10-P、O-P与ALP和植酸酶(PHY)均呈显著负相关,Al-P、Fe-P与ALP和PHY均呈显著正相关(P<0.05)。本研究从盐分对磷素形态差异性影响的角度,为探索不同盐分梯度下土壤磷素形态的转化提供了参考依据。
方静,赵小庆,史功赋,魏淑丽,程玉臣,张向前,王建国,马婕,路战远
2024, 56(6):1231-1239. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.011 CSTR: 32214.14.tr202402170066
摘要:为了探究干旱对作物不同品种产量及土壤性状的影响,选用抗旱性程度不同的6个春小麦品种为研究对象,进行干旱(旱棚防雨)和对照(调控补水)2种水分控制处理,系统分析干旱胁迫下不同春小麦产量及土壤性状的差异。结果显示:干旱显著影响了土壤养分含量、酶活性、微生物生物量和春小麦产量(P<0.05)。其中,在干旱处理下,土壤全氮、有机碳含量,蔗糖酶、碱性磷酸酶活性以及微生物生物量碳、氮、磷显著降低,而全钾、全磷含量以及过氧化氢酶、脲酶活性则显著增高。C∶N、C∶P、N∶P变化范围分别为10.23 ~ 14.13、4.03 ~ 7.42、0.39 ~ 0.56。龙麦36和龙麦33各指标变化幅度较小,且干旱下龙麦36的产量最高为5 699.14 kg/hm2。主成分分析和相关性分析表明,干旱是造成春小麦产量及土壤指标差异的主要因素,且有机碳是影响春小麦产量的关键土壤因子。综上所述,龙麦36和龙麦33在减轻干旱对土壤养分平衡及产量的不利影响方面表现出一定的潜力,是大兴安岭西麓旱作区适宜种植的春小麦品种。
2024, 56(6):1240-1252. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.012 CSTR: 32214.14.tr202311170481
摘要:为明晰等量无机肥料施入条件下不同有机肥施用量对耕作黑土区中小型土壤节肢动物群落的影响,于2018-2019年的6-9月在内蒙古兴安盟扎赉特旗农业科技示范园区种植基地设置4种不同施肥量处理(不施肥对照、低量有机肥15 000 kg/hm2、中量有机肥30 000 kg/hm2、高量有机肥45 000 kg/hm2)进行定点试验。结果表明:①共捕获中小型土壤节肢动物509 786头,隶属于12目66科,矮蒲螨科(Pygmephoridae)和等节䖴科(Isotomidae)均为4种施肥量下的优势物种,分别占总个体数的45.90% ~ 59.52% 和12.36% ~ 21.66%;②中小型土壤节肢动物个体数在水平及垂直方向上对有机肥料施入量响应一致,个体数在各土层随有机肥料施入量与施肥年限的增加而增加,随土层增大而减少,且主要在高量有机肥处理中显著增加,表明高量有机肥处理是促进中小型土壤节肢动物群落发展的最佳施肥量;③月动态分析表明,7-8月良好的水热条件与有机肥料施用对土壤动物具有正向复合作用,其中矮蒲螨科、等节䖴科、植绥螨科(Phytoseiidae)可以作为考察2年有机肥料施用对中小型土壤节肢动物群落积极效应的特征指标,隐翅甲科(Staphylinidae)和四奥甲螨科(Quadroppiidae)可作为消极效应的特征指标;④冗余分析结果显示,2018年影响土壤动物群落组成的主要因子是有机质、容重及速效钾,2019年为有效磷和容重。总体而言,施用有机肥可以提高黑土区土壤质量,高量有机肥可以改善中小型土壤节肢动物群落组成,为中小型土壤节肢动物提供适宜的生存环境。
李桂龙,王于娟,冷珂,陈晓芬,秦文婧,陈静蕊,万里,陈先茂,彭春瑞,刘佳
2024, 56(6):1253-1261. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.013 CSTR: 32214.14.tr202401040003
摘要:为研究绿肥填闲种植下土壤细菌群落在调节土壤多功能性中的作用,选取4种不同冬绿肥(黑麦草、肥田萝卜、毛叶苕子、油菜),以冬闲田(CK)为对照,在旱地红壤进行了大田试验,评估了细菌生物量、物种丰富度、网络复杂度及群落组成对土壤多功能性的影响。结果表明:绿肥填闲种植提升了土壤多功能性,特别是肥田萝卜和油菜处理,较冬闲处理分别提高了54.36% 和55.65%。绿肥填闲种植诱导的土壤细菌群落物种丰富度、网络复杂度及优势菌门(变形杆菌门和芽单胞菌门)丰度的增加与较高的土壤多功能性有关。细菌群落物种丰富度是土壤多功能性的关键驱动因素,其作用比细菌网络复杂度和群落组成更强。综上,绿肥填闲种植驱动的土壤细菌群落物种丰富度的增加对促进土壤多功能性至关重要。
2024, 56(6):1262-1273. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.014 CSTR: 32214.14.tr202401240039
摘要:从中国西南和东部地区采集14个水稻土及相邻林地土壤样本,采用16s rDNA高通量测序方法对细菌群落信息进行了测定和分析,探究了长期稻田和林地利用方式下土壤细菌群落结构及构建过程的差异。结果表明:稻田细菌丰富度显著高于林地,细菌群落组成和潜在功能也有显著差异。稻田绿弯菌门、硝化螺旋菌门和δ变形菌纲的相对丰度显著高于林地,而酸杆菌门、浮霉菌门、放线菌门和α变形菌纲的相对丰度则显著低于林地。稻田富集了更多光合作用、反硝化作用和生物固氮作用功能基因。稻田细菌主要受pH、有机质含量和年均降水量的影响,而林地细菌主要受pH和海拔的影响。稻田和林地细菌群落均由确定性过程主导(分别为62% 和68%),特别是异质选择的影响(均为60%),但林地异质选择的强度更大,群落变异也更显著。细菌群落共现网络的连接数会随异质选择强度的增加而增加,在相同异质选择强度下,林地共现网络较稻田有着更多的连接数。综上可见,土地利用方式不仅会影响细菌群落结构,也会影响其潜在功能及构建过程,林地细菌可能具有更强的微生物交互作用,而稻田可能会有更快的氮周转速率。
李文娜,李爽,关皓月,李梦瑶,赵凯男,张军,黄明,吴金芝,李友军
2024, 56(6):1274-1282. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.015 CSTR: 32214.14.tr202401050006
摘要:为明确耕作方式与秸秆还田对麦-豆轮作田土壤理化性质和酶活性的影响,于2018—2019年度小麦成熟期利用始于2009年的定位试验,研究翻耕秸秆不还田(PTNR)、翻耕秸秆还田(PTSR)、旋耕秸秆不还田(RTNR)和旋耕秸秆还田(RTSR)模式对麦-豆轮作田土壤容重、养分含量和酶活性的影响。结果表明:①与翻耕相比,旋耕有增加15 ~ 35 cm土层土壤容重,而降低35 ~ 60 cm土层土壤容重的趋势,且在秸秆不还田下使0 ~ 5、5 ~ 15 cm土层土壤有机质和全氮含量分别显著降低20.5%、21.2% 和15.2%、9.7%;②与秸秆不还田相比,秸秆还田使翻耕下0 ~ 5、5 ~ 15 cm土层土壤容重分别显著降低2.9%和2.8%,旋耕下分别降低3.6% 和2.9%,但多数条件下可显著提高0 ~ 35 cm土层有机质、全氮、有效磷、速效钾含量和脲酶、蛋白酶、转化酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,且除15 ~ 35 cm土层外旋耕下的增幅多大于翻耕;③从互作效应看,旋耕秸秆还田有利于提高表层(0 ~ 15 cm)土壤养分含量和酶活性,而翻耕秸秆还田利于提高15~ 35 cm土层土壤养分含量和酶活性以及35 ~ 60 cm土层的全氮含量。综上,秸秆还田有利于优化土壤容重、养分含量和酶活性,但其效应因耕作方式而异,旋耕和翻耕分别在0 ~ 15 cm和15 ~ 35 cm土层表现出较优的效应,进而使旋耕秸秆还田利于表层、翻耕秸秆还田利于较深土层土壤质量的提升;旱作区麦-豆轮作田应采用秸秆还田且翻旋配合的管理模式。
郭官清,葛蕾,李鹏,宋丽莉,马孝松,毕俊国,刘毅,吴华伟,王翠
2024, 56(6):1283-1293. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.016 CSTR: 32214.14.tr202403140113
摘要:为探究不同耐旱程度的水稻在干旱胁迫下根际土壤细菌和根系内生细菌群落结构和功能的差异,以敏感型水稻E000038 和耐旱型水稻E000039 为研究对象,在水稻苗期采用盆栽控水法进行干旱胁迫,采用微生物 16S rRNA高通量测序技术,对根际土壤细菌和根系内生细菌群落和功能多样性进行了分析。结果表明:①干旱胁迫下,E000038 根系内生细菌群落的 α 多样性指数发生显著变化,但其根际土壤细菌群落 α 多样性指数无显著变化;干旱胁迫对E000039 的根际土壤细菌和根系内生细菌群落的 α 多样性指数均无显著影响。②主坐标分析(PCoA)表明,E000038 和E000039 根际土壤细菌群落组成在干旱胁迫下均与正常灌溉下的细菌群落组成存在差异;且E000038 根系内生细菌群落组成在干旱胁迫下与正常灌溉下也存在显著差异,而E000039 在正常灌溉和干旱胁迫下根系内生细菌群落组成相似。③细菌群落组成结果表明,相比于正常灌溉,在干旱胁迫下E000038 和E000039 根际土壤细菌中芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度均显著增加,E000038 根系内生细菌中假单胞菌属(Pseudomonas)相对丰度显著下降,红球菌属(Rhodococcus)相对丰度显著上升;而E000038 在正常灌溉和干旱胁迫下根系内生细菌优势菌群均为假单胞菌属,且相对丰度均高于 98.0%。④细菌网络分析发现,干旱胁迫使E000038 和E000039 根际土壤细菌网络变得更加紧密,结构稳定性更弱。⑤根系内生菌群落功能预测分析发现,干旱胁迫下E000038 中具有潜在抗旱功能酶和代谢通路的丰度显著低于E000039。综上所述,干旱胁迫显著影响了敏感型水稻E000038 根际土壤细菌和根系内生细菌群落多样性,但对抗旱性水稻E000039 的根际土壤细菌和根系内生细菌群落多样性无明显影响。
2024, 56(6):1294-1303. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.017 CSTR: 32214.14.tr202312020491
摘要:为揭示甜龙竹(Dendrocalamus brandisii)不同地理种源土壤真菌群落的差异,以云南省保山昌宁(CN)、德宏芒市(MS)、临沧沧源(CY)、临翔马台(MT)、普洱思茅(SM)、红河石屏(SP)、玉溪新平(XP)7个地理种源地的甜龙竹土壤为研究对象,采用高通量测序和FUNGuild功能预测的研究方法对土壤真菌进行了测定与分析,探讨了主要土壤因子与真菌群落的相关性。结果表明:①不同地理种源甜龙竹土壤真菌群落α多样性和β多样性存在显著差异(P<0.05),其中沧源地区的真菌多样性显著高于其他6个地区,昌宁地区的真菌群落与其他6个地区的差异最大。②7个地理种源甜龙竹土壤真菌群落的优势菌群,在门水平上依次是子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和被孢菌门(Mortierellomycota),这些优势菌门占所有微生物的90% 以上;在纲水平上依次是伞菌纲(Agaricomycetes)、粪壳菌纲(Sordariomycetes)、散囊菌纲(Eurotiomycetes)和银耳纲(Tremellomycetes);在属水平上,7个地区除石屏和新平以伞菌属(Agaricus)为优势属外,昌宁地区以unclassified_p_Ascomycota和古根菌属(Archaeorhizomyces),沧源地区以被孢霉属(Mortierella)和外瓶霉属(Exophiala),芒市地区以unclassified_c_Agaricomycetes 和粗糙孔属(Trechispora),马台地区以青霉属(Penicillium)和unclassified_c_Sordariomycetes,思茅地区以Saitozyma和Apiotrichum,为优势属。③土壤pH(R2=0.775,P=0.001)、有机质(R2=0.627,P=0.001)、速效钾( R2=0.548,P=0.002)和全氮(R2=0.542,P=0.003)是影响土壤真菌群落的主要土壤因子。④通过FUNGuild功能比对发现,不同地理种源甜龙竹土壤真菌以腐生营养功能型为主,主要功能类群为真菌寄生-未定义的腐生菌。⑤昌宁地区在门、纲和属水平上均具有较多未鉴定的真菌,且有高达58.6% 的真菌功能未能注释。综上,不同地理种源甜龙竹土壤真菌群落多样性、物种组成和真菌功能在空间尺度上存在显著差异,具有各自的地理特征。
2024, 56(6):1304-1310. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.018 CSTR: 32214.14.tr202402040056
摘要:为了研发改良粉砂土壤团粒结构的新型方法,应用室内培养试验,研究了2种高分子材料(γ-聚谷氨酸、壳寡糖))与木醋液配施对盐渍土壤团聚体和酶活性的改良效应。结果表明:①高分子材料配施木醋液能够显著降低土壤pH、电导率,对土壤有机质有不同程度的促进作用;②0.2% 和0.4%(土壤质量百分比,下同))的壳寡糖与木醋液配施能显著提高粒径>0.25 mm大团聚体含量,促进平均重量粒径(MWD))提升;0.4% 的γ-聚谷氨酸与木醋液配施能显著增加粒径为0.053 ~ 0.25 mm微团聚体含量,降低粒径<0.053 mm黏粉粒含量;③土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性在高分子材料配施木醋液条件下较对照分别提升4.07% ~ 25.80%、68.24% ~ 189.76%、0.46% ~ 47.56% 和84.86% ~ 350.16%。高分子材料与木醋液配施能够促进盐渍土壤团聚体形成、改善土壤团粒结构和增强土壤团聚体稳定性,同时提升土壤酶活性。本研究对于盐渍土壤结构改良和地力提升具有重要的理论与实际应用价值。
吴求刚,刘奇奇,刘笑生,赵恒,王新富,秦云虎,王彦君,章梅,周俊
2024, 56(6):1311-1318. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.019 CSTR: 32214.14.tr202405170208
摘要:为研究原位钝化联合叶面喷施ZnO对弱碱性土壤中镉(Cd)在不同小麦品种体内的转运和积累效应,本研究通过大田试验,评估了土壤施用铁尾矿和石灰、叶面喷施ZnO,以及两者联合应用对3个小麦品种籽粒中Cd积累的影响,并分析了土壤中Cd不同形态的变化及其在小麦不同部位间的转运和富集规律。研究发现,原位钝化联合叶面喷施ZnO有效降低了土壤Cd的生物有效性,进而减少了小麦籽粒中的Cd含量,尤其在对Cd积累能力较强的小麦品种中效果更为明显。相较于对照,各处理使小麦籽粒Cd含量分别降低了20.81% ~ 31.67%、2.48% ~ 11.39% 和5.75% ~ 10.92%。此外,原位钝化及其与叶面ZnO喷施的联合应用使土壤中Cd的有效态含量降低了7.19% ~ 11.25%,且土壤pH提高了0.4 ~ 0.9 个单位。结果还表明,该联合处理方法减少了Cd在土壤-小麦体系中的向上转运和积累,并在不同小麦品种中对Cd的转运和积累产生了品种依赖性影响。本研究为通过农艺管理措施减少小麦对Cd的积累提供了策略。
李仁英,全红,李绍通,刘雨霏,简静,李玉聪,芦文皓,段盛芹,普布次松
2024, 56(6):1319-1325. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.020 CSTR: 32214.14.tr202401230037
摘要:为筛选重金属污染农田土壤砷的高效钝化剂,通过批处理试验,研究了玉米秸秆生物质炭(MBC)、花生壳生物质炭(PBC)、凹凸棒石(ATP)和羟基磷灰石(HAP)4种钝化剂对土壤砷吸附解吸的影响。结果表明:不同钝化剂均显著增加了土壤砷的吸附量和吸附率(P<0.05),且HAP>ATP>PCB>MBC>对照。土壤对砷的等温吸附曲线更符合Langmuir方程(P<0.01)。不同钝化剂均增加了土壤砷的最大吸附量和结合强度,最大吸附量顺序为:ATP > PBC >MBC> HAP >对照。吸附‒解吸试验表明,土壤对砷的吸附动力学行为更符合Elovich方程(P<0.01),且HAP和ATP对土壤砷的吸附效果较好,但HAP对土壤砷的解吸量较ATP高25.0% ~ 86.3%,因此,从吸附解吸两方面综合考虑,ATP是土壤砷较好的钝化剂。
汪媛媛,廖启林,李文博,徐宏婷,崔晓丹,刘玮晶,李文婷,周强
2024, 56(6):1326-1338. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.021 CSTR: 32214.14.tr202312070496
摘要:采用改进的BCR形态分析4态法和相关土壤理化指标检测手段,测定江苏典型农田区459个土壤样品的Cd、Hg、Pb、As、Cr、Ni、Cu、Zn的可交换态、可还原态、可氧化态、残渣态含量及其全量等指标,以及常量元素含量和pH、总有机碳(TOC)和阳离子交换量(CEC),通过地球化学参数统计、相关分析和数据对比,探讨江苏农田土壤重金属形态分布特征及其相关规律,结果显示:①Cd以可交换态和可还原态为主,占比大于 75%;Hg和Cr以残渣态为主,占比大于90%;Pb、As、Ni、Cu、Zn以可还原态和残渣态为主,占比大于87%;各重金属可氧化态占比均小于8.5%;②重金属形态组分同其全量之间多具有显著正相关性,相关系数r普遍大于0.5,可交换态、可还原态、可氧化态Cd同其全量的相关系数均大于0.9,可交换态Cd同稻米Cd的正相关性明显优于Cd全量;③pH、TOC、CEC、Si、Al、Na、K等都是影响重金属形态分布的重要因素,不同重金属及其形态受控因素有差异,如可交换态、可还原态、可氧化态Cd与pH、K之间存在较显著负相关性,而可氧化态Cu、Zn与TOC之间存在显著正相关性;④局地存在相近或相同的Cd、Cu、Zn、Se物质来源或富集机制,致使可交换态、可还原态、可氧化态Cd、Cu、Zn与Se之间多具有显著正相关性;⑤Hg的形态分析合格率只有4.6%,不适合BCR形态分析法,而除Hg之外的其他重金属的形态和全量分析均不可或缺。
2024, 56(6):1339-1346. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.022 CSTR: 32214.14.tr202312270517
摘要:以重庆市黔江区为例,开展地质高背景区土壤硒(Cd)、镉(Se)的来源、伴生关系及作物吸收研究,结果显示:研究区土壤Se资源丰富,土壤Cd超过筛选值和管制值的比例分别为30.81% 和1.74%,且土壤以酸性为主;土壤Se、Cd含量主要受到二叠系、泥盆系及寒武系地层分布的影响,在志留系地层中,农业活动也对土壤Cd含量具有一定的影响;土壤中Cd和Se伴生及表层富集现象明显,可能与土壤中黏土矿物、有机质及铁锰氧化物的吸附作用有关。土壤铁锰氧化物及有机质含量对水稻Cd和Se的吸收有抑制作用,土壤pH是影响水稻Cd、Se吸收的关键因子,碱性条件下水稻对Cd的吸收降低但有利于水稻对Se的吸收,因此,土壤pH调节是富Se资源安全开发的关键。
2024, 56(6):1347-1357. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.023 CSTR: 32214.14.tr202401170029
摘要:以江西省鹰潭市为研究区,调查不同土地利用及土壤类型的131个样点表层(0 ~ 20 cm)土壤容重,结合多源环境大数据提取地形、遥感和气候等环境因子的66个变量构成原始特征集,创建特征变量多重扩增与筛选方法,即针对原始特征集及随机森林(RF)模型,依次开展基于主成分分析(PCA)的主成分提取-主成分扩增-交叉验证递归(RFECV)筛选-特征多项式扩增(PFE) -交叉验证递归(RFECV)再次筛选,最终获得了3个变量组合的最优特征集。基于最优特征集的RF土壤容重空间预测精度R2达0.469,比原始特征集的预测精度(R2=0.315) 提升了34%,且特征维度降低了95%,显著提升了空间预测效果及效率。
2024, 56(6):1358-1370. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.024 CSTR: 32214.14.tr202311020453
摘要:利用长三角地区2015年4月至2018年12月逐日表层土壤水分遥感产品(1 km空间分辨率),计算各像元土壤水分的平均相对差(MRD)及其标准差(SDRD),刻画了研究区土壤水分时间稳定性;并在此基础上,采用随机森林模型探究了地形、气候和人类活动等环境因子对土壤水分时间稳定性时空分异的影响。结果表明:①年际变化上,研究区土壤水分MRD值空间变化由南向北逐渐递减,SDRD值空间分布则相反;②年内季节变化上,研究区土壤水分MRD值空间变化显著,春冬季相较于夏秋季MRD值波动更加剧烈,而SDRD值则空间变化不明显,中高值区分布各异;③研究区土壤水分MRD值空间分布和高程、坡度以及降水分布大致相同,土壤水分MRD值随这3个环境因子的升高而呈现增高的趋势,SDRD值分布则与其相反,其余环境因子在空间分布上对土壤水分时间稳定性有影响;④气候因子和地形因子对研究区土壤水分时间稳定性贡献率最高,其余环境因子在不同的季节和土壤覆被类型上影响程度不同。
2024, 56(6):1371-1380. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.025 CSTR: 32214.14.tr202312140501
摘要:本文先采用Van Genuchten模型(VG)描述土壤水分扩散率,预设模型参数,再通过Philip法计算不同体积含水率对应的Boltzmann参数(θ - λ 数据),与θ -λ 数据的测试值进行比较,进而采用内点法优化确定模型参数,以此建立确定土壤水分扩散率的迭代法,并通过Hydrus-1D模拟和文献数据验证方法的可行性。结果表明:当体积含水率存在10% 以内的测试误差时,土壤水分扩散率计算结果的决定系数均能大于0.995 0。对于分析体积含水率随时间变化的数据(θ- t数据)时,受边界效应影响的临界含水率对计算结果影响较小,即使临界含水率小于0.280 m3/m3,其计算结果的决定系数也大于0.997 0。与现有方法进行比较发现,当测试数据为θ - t数据时,本文建立的方法可以弥补现有方法难以准确确定高体积含水率区间的土壤水分扩散率的缺点。由此可见,本文建立的方法可以准确确定土壤水分扩散率,且受测试误差和临界含水率的影响较小,可以为非饱和水分运动的研究提供可靠参数。
2024, 56(6):1381-1389. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.026 CSTR: 32214.14.tr202402200074
摘要:为明晰土壤初始含水率和干密度对紫色土土体膨胀过程机制的影响,选取三峡库区典型紫色土为研究对象,通过室内无荷膨胀试验,采用双因素方差分析、响应面分析,探讨不同初始含水率(5%、10%、15%、20%、25%)、土壤干密度(1.1、1.3、1.5 g/cm3)的紫色土无荷膨胀特征。结果表明:①紫色土无荷膨胀率随时间的变化规律可分为快速膨胀、缓慢膨胀和膨胀稳定3个阶段;②在快速膨胀、缓慢膨胀阶段紫色土无荷膨胀率呈对数增长,采用对数函数对紫色土膨胀时程进行拟合,拟合效果较好(R2均大于0.65);紫色土无荷膨胀率随初始含水率升高而降低,随干密度增加而升高;方差分析表明,土壤初始含水率、干密度及两者交互作用对紫色土无荷膨胀率的影响极显著(P<0.01);响应面关系模型可较好地反映土壤初始含水率、干密度与紫色土无荷膨胀率的关系(R2=0.92);③紫色土膨胀过程与吸水过程具有过程上的一致性,多在吸水初期发生大幅膨胀,紫色土含水率达到稳定状态所需时长均短于土壤膨胀率稳定状态耗时。研究结果可为三峡库区的农业可持续发展和紫色土资源保护提供科学依据。
沈嘉,姜超强,王学瑛,王浩军,朱启法,祖朝龙,沈忱,张国,薛琳,夏浩
2024, 56(6):1390-1396. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2024.06.027 CSTR: 32214.14.tr202401050008
摘要:为明确皖南烟区长期施用生石灰改良酸性土壤对烟草钾素吸收利用的影响,提升钾肥利用率与烟叶钾含量,设置生石灰不同用量(0(Ca0)、20(Ca1)、60(Ca2)g/株)和钾肥不同用量(0(K0)、15(K1)、25(K2)g/株)的双因素盆栽试验,探究不同用量生石灰和钾肥配施对烟草生长、钾素积累分配、钾肥利用率及烟叶品质的影响。结果表明:①石灰施用显著降低了烟草叶片钾肥利用率,从Ca0的12.40% ~ 13.64% 下降到Ca2的7.05% ~ 8.31%,烟株整体钾肥利用率则从Ca0的20.41% ~ 23.59%下降到Ca2的15.87% ~ 18.31%;②Ca0和Ca1下,增施钾肥处理(K2)可提升烟草各部位生物量、株高、茎围、有效叶片数等农艺性状,同时提高烟草产量、产值和烟叶钾含量;但Ca2处理下,K2的增产、增效作用不明显。总体而言,皖南烟区过量施用生石灰会抑制烟株吸钾,导致钾肥利用率和烟叶钾含量降低。改良烟田土壤酸性推荐年施用生石灰330 kg/hm2,或隔年施用生石灰660 kg/hm2,同时配施钾肥(K2O)412 kg/hm2,实现土壤改性与烟叶提钾增质双赢。